由于现今智能手机要求的RF功能越来越多,这连带使得零件数目越来越多,且越来越要求轻薄短小[1],而零中频架构,由于具备了低成本,低复杂度,以及高整合度,这使得零中频架构的收发器,在手持装置,越来越受欢迎[2]。但连带也有一些缺失,其中一项便是所谓的VCO Pulling,如下图[3-6] : 在零中频架构中,因为主频讯号的频率与LO相同,所以有可能会泄漏并造成干扰,而整个发射路径中,最可能的泄漏来源为PA输出端与天线端,因为PA输出端的能量最强,因此会以传导方式干扰,而天线端则是会直接以辐射方式干扰,使调变精确度下降,导致相位误差,频率误差,以及EVM都会有所劣化[6]。
由于PA的输入功率范围一向很广,以RFMD的RF3225为例,其输入功率范围为0 dBm ~ 6 dBm,这表示收发器的输出功率,即便扣掉Mismatch Loss与Insertion Loss,仍符合PA的输入功率范围,因此一般而言,较少调校此处的匹配。然而PA的输入端,其实也是DA(Driver Amplifier)的Load-pull,因此这部分的匹配若没调校好,会使DA的线性度不够,导致在PA输入端,发射性能已经不好,再加上PA是主要的非线性贡献者,如此便会导致PA输出端的发射性能更差[8]。
除此之外,这部分的匹配若没调校好,会因反射而干扰VCO,导致调变精确度下降,如下图[6] :
而PA输入端的匹配电路,其摆放位置需依平台而定,例如若为MTK的MT6252,则需靠近收发器,但若为高通的WTR1605L,则需靠近PA[8-9]。
由[10]可知,像WCDMA这种会用到振幅调变的讯号,只能用线性PA作放大,亦即在升频过程中,是采用所谓的I/Q Modulation,如下图[11] :
I/Q Modulation是直接将数字讯号的I/Q讯号,直接升频成RF讯号,因此容易在混波过程中,产生带外噪声,若带外噪声被PA放大,进而增加LNA的Noise Floor,会导致灵敏度变差。换句话说,WCDMA接收端的灵敏度,除了会因Tx Leakage 而劣化[13],也会因被PA放大的带外噪声而变差[1]。 除此之外,因为GPS接收的是-150 dBm以下,极微弱的讯号,因此当WCDMA与GPS功能同时开启时,被PA放大的带外噪声,有可能会影响到GPS[1] :
升频因此通常多半会在PA输入端,添加SAW Filter。但在成本与空间的考虑下,越来越倾向将SAW Filter拿掉[1],而由[14]得知,若收发器内部设计得宜,即便无SAW Filter,其灵敏度也不会太差。
因此在一些电路设计上,会看到以0奥姆电阻作切换的设计,例如高通的
WTR1605L,在WCDMA的发射端部分,其SAW Filter会再额外多接一个传输路径,当R2615不放组件时,其发射讯号会经过U2603这颗SAW Filter,当R2615放0奥姆时,其发射讯号并不会经过U2603这颗SAW Filter,而是直接透过R2615传输过去[15]。
然而有时会遇到的问题是,当R2615放0奥姆时,其相位误差与EVM会变差,此时可能有人会认为是SAW Filter的关系,但这是个误解,因为相位误差与EVM,都是带内噪声,而SAW Filter是用来抑制带外噪声,换言之,SAW Filter无法改善相位误差与EVM,相反地,若SAW Filter的Group Delay过大,会导致信号有所失真,进而劣化EVM[1]。