前陣子,被問到一個(gè)問題。就是板子上的功放的寬帶噪聲,測(cè)試出來的結(jié)果和器件指標(biāo)差別很大,差了10多dB,這是為什么?
說實(shí)話,我工作十多年,基本上沒測(cè)試過PA,本來呢,好像也沒啥發(fā)言權(quán)。
不過,理論永遠(yuǎn)是基礎(chǔ),所以,我就從我的認(rèn)知出發(fā),來判斷一下為啥PA測(cè)試出來的寬帶噪聲與器件指標(biāo)有差別。
想想一個(gè)PA,它也不是個(gè)與完全與外界隔離的,要工作,總歸是要與外部發(fā)生聯(lián)系的。所以,如果PA內(nèi)部沒有問題,比如說廠家的datasheet美化指標(biāo)了,那么問題肯定出在外部。
那都有哪些呢?拍拍腦袋,我可以想到以下5點(diǎn)。
首先,供電電源是需要的;
其次,輸入信號(hào)是需要的;
再再者,可能還需要一些控制信號(hào);
最后,如何進(jìn)行的測(cè)試也是要好好考量的。
首先,供電電源。
任何需要電源供電的器件,或多或少都會(huì)受電源的影響,也就是類似于LDO的PSSR指標(biāo)。
功放當(dāng)然也不例外,所以呢,可以試試改善一下電源的質(zhì)量。
其次,輸入信號(hào)的寬帶噪聲。
PA本聲的寬帶噪聲是一方面,但是你輸入信號(hào)的噪聲也不能太差是不是。
也就是說,你測(cè)試得到的PA的寬帶噪聲,其實(shí)是有兩部分組成的。
一部分呢,是PA本身的寬帶噪聲;另一部分呢,則來自于輸入信號(hào)的寬帶噪聲。
所以呢,PA的輸入信號(hào)的寬帶噪聲也要保證一下。
再者呢,PCB的設(shè)計(jì)。
PCB的設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵啊。
講一個(gè)親身經(jīng)歷的例子,當(dāng)時(shí)在公司做一個(gè)預(yù)言項(xiàng)目。
因?yàn)槭穷A(yù)言項(xiàng)目,所以領(lǐng)導(dǎo)們就想預(yù)言盡可能多的東西。
其中一個(gè),就是數(shù)字板和硬件板的合板。
最好討論來討論去,最后的PCB是這樣布置的。
就是數(shù)字和射頻單點(diǎn)接地,什么意思呢?
就是板子一分為二,左邊放數(shù)字,右邊放射頻,在中間部分的每一層留一段同樣寬度的銅連接。
然后我就慘了。
因?yàn)榘遄踊貋砗螅皖l段的靈敏度差的不是一米。
把輸入端往頻譜儀上一接,一個(gè)大大的下坡出現(xiàn)了。
也就是說,低頻端的底噪很差。
這可苦了我嘍。想找問題,就要把射頻和外界的聯(lián)系都斷開。
但是FPGA給射頻這邊有好多控制線。
只好手工把控制線連接到高電平或者低電平。
不幸中的萬幸,當(dāng)時(shí)在控制線上都留了電阻。
當(dāng)板子上布滿細(xì)線后,我再上電一測(cè),靈敏度OK了。
所以嘍,不對(duì)的割地,會(huì)帶來整板底噪的抬高。
因此,還要看看PCB的參考屏幕上有沒有slot等,造成臟信號(hào)的回流亂竄,造成底噪的抬高。
再再者呢,控制信號(hào)。
最好的排查方法,當(dāng)然就是嘗試把控制信號(hào)和源端斷開,然后再對(duì)比測(cè)試。
最后呢,就是測(cè)試的環(huán)境要保證OK
因?yàn)轭l譜儀本身也是個(gè)接收機(jī),性能也是有極限的。
所以呢,要保證所測(cè)試的信號(hào)在頻譜儀的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)。
這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍又分兩個(gè)部分。
一呢,PA的寬帶噪聲的幅度是不是在頻譜儀的靈敏度附近了。這個(gè)呢,也好判斷,你在PA的輸出端再加個(gè)衰減器,比如6dB,看看頻譜儀的讀數(shù)是不是也下降6dB。
二呢,你得把PA的有用信號(hào)給濾除掉,要不大小信號(hào)一起上,那不是挑戰(zhàn)頻譜儀的選擇性么,何必呢?
不過呢,濾波器一般都是反射式的濾波器,所以如果反射信號(hào)直接到PA的輸出端的話,也不好,特別是大功率功放,說不定會(huì)壞。
我能想到的,是要加個(gè)環(huán)行器。
以上是我的想法,歡迎功放射頻工程師們過來指正哈!