请问一下，DC-DC对调制谱和开关谱的影响

05-08

使用的是一款升压DC-DC，供给主电源，应用的是NXP5209平台，PA是RF3159，作的一款产品调制谱和开关谱很差。DC-DC开关频率600kHZ左右，在调制谱中，距中心频点600KHz超标，1200MHZ也偏高，只不过没有超标。我是射频新手，刚接触，曾咨询过别人，在DC-DC和主电源之间加一磁珠，效果不明显。请问各位大侠，能帮忙给些建议么?如何改善?谢谢。

如2楼大侠说的这就是DC-DC的Switching Noise
跟主频产生Inter Modulation

因为开关频率是600kHZ
所以距中心频点600KHz = f2 +- f1 : IMD2
1200MHZ = f2 +- 2f1 : IMD3
所以若要把iMD2跟IMD3降下来那就是要抑制DC-DC的Switching Noise
上图的例子是加电感当然你说的加磁珠也可以改善
下图是假设Switching Noise为1MHz:

由Case2, Case3, Case4可知加电感或磁珠对于1MHz的Switching Noise
是有抑制作用
但是由Case1可知其实就算没加电感或磁珠
单单
(功率电感 + DC-DC稳压电容 + PA稳压电容)
这三者对于1MHz的Switching Noise 本来就已经有近30 dB的抑制能力
加电感或磁珠只是好上加好

所以若加磁珠没改善你放电感试试
再没改善那就是要回过头检查
(功率电感 + DC-DC稳压电容 + PA稳压电容)
这三者的设计

由上图可知因为功率电感是稳定电流用的
换言之在尚未经过功率电感时其电流会非常不稳定
亦即瞬时电流会很强
其Switching Noise会很大若功率电感离DC-DC过远
其Switching Noise会经由其他路径乱窜跑到PA那边产生Intermodulation
而由上图可知就算你功率电感够靠近DC-DC
但其稳压电容离太远那么残余的Switching Noise
还是会经由其他路径乱窜跑到PA那边产生Intermodulation
所以由Case3跟Case6做比较
同样都是摆放91nF的电感
但抑制能力差很多重点在于Case6会使DC-DC稳压电容离DC-DC较远
那这样的话你稳压能力就大打折扣
所以功率电感跟稳压电容都要很靠近DC-DC才行

PA的稳压电容也是

因为即便你DC-DC的功率电感跟稳压电容都已经很靠近DC-DC
但难保还是会有瞬时电流乱窜到PA电源
所以PA的稳压电容要够靠近PA 才能达到保护作用
若离太远其Switching Noise 还是会跑到PA那边产生Intermodulation
除了摆放位置稳压电容值也是一个考虑
所以不仿加大试试看有无改善

而功率电感值就不是一昧加大即可
当然电感值越大其输出电流可以越稳定
但是电感的高频等效模型与频率响应如下:

由于线圈间会有寄生电容，与其电感产生并联谐振，因此会有SRF，
而SRF需至少为DC-DC Converter切换频率的十倍，
因此若切换频率为 600kHZ，则SRF至少需 6MHZ。才能确保电感性的频率范围越广
如果你电感值加大则SRF会往低频方向移动那么电感性的频率范围就会缩减
有可能会使DC-DC Converter切换频率的谐波座落在SRF右边
那么此时你便是把该电感当电容来用
因为你是用其电容性来抑制Switching Noise 这可能会有一些Side effect
另外寄生电容也会影响SRF 所以也是越小越好
因此Layout 时，其功率电感下方要挖空，不要有金属，避免产生额外的EPC，导致电感性的频率范围缩减如下图:

还有就是电感值过大，会因绕线圈数变多，导致内阻变大
这可能会使你电源的IR Drop变大

由上图得知，放大器在闸极与汲极之间，会存在一个既有的寄生电容，又称为米勒电容，即Cgd。
当低电压时，其Cgd会变大。

当Cgd变大时，则容抗会变小，因此部分输入讯号，会直接透过Cgd，由闸极穿透到汲极，即上图中的Feedthrough现象，
导致其PA的线性度下降
因此若电源的IR Drop变大其PA线性度跟着下降
则PA的AM-AM跟AM-PM变差那么调制谱和开关谱自然跟着变差
所以由以上分析可知电感值不是越大越好

其他详情可参照

在此就不赘述