接收机射频调试总结

1 、接收机硬件关键指标
1）噪声系数
噪声系数，直接影响了接收机的接收灵敏度，因此对接收机的接收灵敏度影响巨大。同时，根据理论，噪声系数也会影响接收机的测量精度。
2）相位噪声
接收机中，相位噪声对接收机精密测量具有显著影响。由于后端信号处理的相关积分时间一般是1ms，因此接收机的相位噪声更关心1kHz处的噪声情况。如果后面相关积分时间是10ms，则更应该关心100Hz处的相位噪声情况。
3）幅频特性
幅频特性，查看频段内的平坦度，同时也查看是否存在带内干扰，会影响接收机的接收精度和灵敏度，如果带内存在强的单载波干扰，会直接降低处理后的载噪比。
4）频率规划
数字中频的奇次谐波尽量不要落在可用频带内。
5）数字地和模拟地
清楚每一块器件的工作频率，其电流流动要清晰。
2、测量方法
标定好的信号源（4438C），标定好的电缆插损，可使用的频谱仪（N9030A）。电缆插损使用矢量网络分析仪（E5071C）测得。
1）噪声系数
采用单载波来模拟怎么射频带宽内的信号，单载波输出功率设置为-110dBm，信号源口输出的载噪比为64dBHz，用频谱仪测量出射频模拟中频口的载噪比，再减去射频电缆的插损，最终得到整个模拟射频部分的噪声系数。
2）相位噪声
相位噪声我们关心的是靠近信号频点处的，为了便于直接在频谱仪上观测相位噪声，我们使用大功率的单载波信号（-60dBm）作为信号源来进行测量。另可参见数字中频相位噪声的论文来直接进行数字中频域的测量。《GNSS接收机射频前端电路相位噪声评估方法》
3）幅频特性
采用rx3902芯片，按其手册配置，带内平坦度都还行，由于系统设计，带内可能会存在本振的多次谐波干扰，通过观察希望去掉该干扰。
3 注意事项
1）测试电缆要使用好的电缆，弯曲状态下的插损和其他状态几乎无变化。可使用E5071C来标定。
2）如果已经有已经标定好的射频模块，可以使用噪声系数分析仪（N8974A）来标定，并作为测试的参考。
3）准备测试环境，信号源和频谱仪尽量拉得远一些，防止信号源信号泄露到接收机里。同时，信号源和频谱仪都提前热机。
4）在焊接过程中，尤其对静电敏感的地方（比如3902的信号输入口，为了保证输入的信号，ESD保护电路，防止MOS管挂掉，一般会大，这里为了让信号能够完美传输到芯片内部，不让信号通过ESD保护电路跑到地里面。所以这里如果静电大了，很可能会击穿MOS管，导致芯片坏掉），需要保证焊接人员充分接地，没有静电。
4 测试过程中遇到的问题
1）噪声系数很大，L`的NF= 4.3dB
2）带内存在较大的单载波干扰
5 解决问题过程
板子电路：低噪放633P8->声表滤波器->巴伦->rx3902->fpga
5.1 噪声系数
1）噪声从哪引入射频
a 、排除外在干扰，在输入端增加一个低噪放（NF=1.65dB，G=27.7dB），如果是加性干扰，则理论上整个射频前端的噪声系数由该低噪放决定，NF在1.7左右。添加低噪放后，整个射频前端的噪声系数变为1.8。应该是板子中引入了加性干扰。如果是乘性干扰，则加入低噪放后，噪声系数不会得到改善，乘性干扰一般是由本振引入的。
b、是在低噪放前面引入的、还是声表引入的、还是巴伦前引入的、还是rx3902口引入的。未外加低噪放之前，rx3902的AGC的放大值为27dB。
c、将巴伦从板上取下，用噪声系数分析仪单独测试低噪放+声表滤波器的噪声系数，NF=1.3,G=8.8dB，与633P8的指标相差有点远。初步怀疑是放大器和滤波器部分引入了噪声，进一步确认是哪引入的。
d、由以前的使用测试结果可知，633P8供电4.2V情况下，L1增益为13.6dB，噪声系数为0.5dB。加上相同的声表滤波器，G=10.5dB，NF=0.72。该值与板上结果不一致。
e、将低噪放+声表放在接收机板的外面，通过电缆将信号引入板上巴伦，通过巴伦将信号引入rx3902，直接测试模拟中频信号，NF=1.2dB，且此时AGC的增益为30dB。
分析：如果没有引入噪声，原来板子上的增益是8.8dB，AGC增益是27dB，如果外接测试板（增益是10.5dB），按理论3902的AGC的增益应该比27dB低，但是却是30dB。则可以反推633P8那引入了大的噪声源，从而抬高了噪声，导致3902的AGC的增益反而低了。
f、由此定位噪声从633P8前端引入了。接下来定位噪声源是哪？
2）噪声源来源
a、是辐射过来的噪声还是传导过来的噪声呢？
通过给射频模块加屏蔽罩，噪声系数没有显著下降，可判断是电路板传导过来的干扰。
b、不考虑噪声来源的情况下，是否可以断开633P8输入口的电路来进行隔离？
为了防止静电积累，在射频电路上加入了一个100nH的磁珠接到地上，让静电可以慢慢释放到平台地上去。将该磁珠改为电阻，并没有带来改善。
c、确认干扰源
在频谱仪上，查看85MHz的多次谐波在全频段的情况。
将声表取下来，专门测量633P8在板子上的性能，查看板子上的噪声通过633P8后的特性。由于频谱仪的底噪达不到噪声的-174dBm，因此要观察633P8后的频谱情况，我们在633P8引出来信号以后再加一级宽带低噪放，查看不同频带的干扰情况（500M-1G，1G-1.5G，1.5G~2G，如果太宽了，则频谱仪的RBW大（每个点代表多大带宽内的能量），则不能看到谐波干扰，RBW大则白噪声可能把单频干扰给覆盖了）。确实观察到了奇次谐波的存在。
关闭rx3902的ADC功能，该奇次谐波不再存在，同时噪声系数也降低。
L1是85MHz的大约18.5倍，因此是可能存在85MHz的奇次谐波庞瓣会落到L1的频段内。由于在633P8的输入口不能隔离该噪声干扰，那么到干扰源的产生地方去进行隔离。
d、措施
在数字中频输出端的85MHz的中频信号的10R电阻，全部换为磁珠BLM15HB121SZ1，将高频信号隔离起来。
更换后，再用频谱仪，查看633P8后的频谱情况，确实得到了改善。
再次测量射频前端噪声系数，由4.3dB降低到2.1dB。
5.2 带内单载波干扰
a、确认干扰类型
关闭信号源，查看带内干扰情况，带内隔10MHz存在一个单载波干扰。可以确认是由晶振本振信号的多次谐波造成的。
b、传导还是辐射
同样的办法，加屏蔽罩，并没有解决问题。
说明是电路板传导过来的。
c、解决方法
在10MHz的传输过程中，都加入磁珠BLM15HB121SZ1来隔离高频干扰，能够有效解决该问题。
6 改版意见
1）隔绝噪声传导路径->pcb布局布线
2）fpga时钟采用路径和数字中频产生路径长度尽量保证一致