为何Cable Loss没补好 EVM会变差

article/2025/10/30 16:41:20

当EVM不好或是灵敏度不好时
先别急着找硬件问题
先检查Cable Loss
先说结论

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先谈谈标题为何Cable Loss没补好 EVM会变差

多数射频功放输出会接一个耦合器

将输出功率耦合到收发器
用意是校正时侦测输出功率的正确性与否
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假设天线头为20dBm Cable loss为5dB
假设天线头为20dBm Cable loss为5dB
Coupling loss为20 dB
则仪器量到的功率值原本为20dBm – 5dB = 15dBm
但补上5dB的Cable Loss值后
最后呈现的值为20dBm
而耦合到收发器的功率为20dBm – 20dB = 0dBm
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但如果Cable Loss值只补了3dB 也就是少补2dB
则最后仪器量到的值就会少2dB 也就是18dBm
即便此时天线头的功率已经为20dBm
但校正过程中会误以为只有18 dBm
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于是乎为了达成20 dBm 只好加大功率输出
让天线头功率为22 dBm 如此一来
仪器量到的功率就会是20 dBm
而耦合到收发器的功率为22dBm – 20dB = 2dBm
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换言之为了量到预期的功率
Cable Loss若少补2 dB 其天线头的功率就必须比预期多2dB
Cable Loss若少补3 dB 其天线头的功率就必须比预期多3dB
以此类推我们画成图表
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很清楚可以看到如果Cable Loss值比实际少
则输出功率就必须比预期多
这就是为何Cable Loss没补好 EVM会变差
因为当Cable Loss少补的时候其输出功率会比预期大线性度变差当然EVM变差
换言之当你Cable Loss少补2dB时假设仪器量测功率为20dBm EVM超出规范
你会误以为是不是硬件哪边出问题例如匹配没调好
但此时天线头真正的功率其实已经是22dBm了

换言之如果此时将Cable Loss少补的2dB 重新补回来再去做校正
此时仪器量测功率一样为20dBm EVM肯定会比刚刚好
因为此时天线头真正的功率已经是20dBm了而非刚刚的22dBm

再来是灵敏度我们先直接看这张图
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蓝色是正常的Cable Loss值所量出来的灵敏度
而橘色是完全不补Cable Loss值所量出来的灵敏度
很明显两条曲线的差距正好就是Cable Loss的值
因此呼应一开始的表格 Cable Loss少补其灵敏度会变差
那么为何会这样呢?

我们由Friis Formula得知整个接收路径的Noise Figure
等同于第一级LNA输入端的Loss
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假设LNA到天线头的走线损耗忽略不计好了
那么整体接收路径的Noise Figure 就是Cable Loss

我们以灵敏度角度来分析假设如果都没有Cable
仪器直接接到天线头自然也就没有Cable Loss
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故此时仪器量到的灵敏度就是板子的灵敏度

但实际上不可能没有Cable 那就必定会有Cable Loss
假设Cable Loss为20 dB
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依照前述所说整体接收路径的Noise Figure 就是Cable Loss = 20dB
而根据灵敏度公式
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在其他变量不变情况下 Noise Figure增加多少其灵敏度就劣化多少
因此相较于前述没有Cable的情况亦即整体接收路径Noise Figure = 0dB
有了Cable Loss后其整体接收路径Noise Figure 增加了20 dB
故灵敏度会等于 -94dBm + 20dB (黄色部分)

但是呢今天我们要量的是板子的灵敏度
Cable不是板子的一部分其Cable Loss 不能纳入整体接收路径Noise Figure计算
因此 20dB的Cable Loss 必须要再加回来
故灵敏度会等于 -94dBm + 20dB – 20dB = -94dBm

这就是为何前面那张图
其灵敏度差异正好为Cable Loss
因为没补Cable Loss值时其Cable Loss 会完全反应在灵敏度
补了Cable Loss值后其Cable Loss 不会反应在灵敏度

因此如果今天 Cable Loss值少补了2dB
那2dB 会反应在整体接收路径Noise Figure上
那么灵敏度就会劣化2dB
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同理 Cable Loss值少补3dB 灵敏度就会劣化3dB
依此类推

故我们画成图表
在这里插入图片描述

很清楚可以看到如果Cable Loss值比实际少
则量到的灵敏度就会劣化
这就是为何Cable Loss没补好灵敏度会变差
因为当Cable Loss少补的时候其少补的Cable Loss 都会反应在整体接收路径Noise Figure计算
进而劣化灵敏度
换言之当你Cable Loss少补2dB时假设仪器量测灵敏度为-92dBm
但此时板子的灵敏度其实已经是-94dBm了

换言之如果此时将Cable Loss少补的2dB 重新补回来
此时仪器量测灵敏度肯定会比刚刚好
因为此时天线头真正的灵敏度已经是-94dBm了而非刚刚的-92dBm

至此我们知道如果Cable Loss少补
EVM跟灵敏度都会变差

接下来要谈 Cable Loss多补的情况
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如果Cable Loss为5dB 但却补成了8dB 也就是多补3dB
会导致但校正过程中当仪器已量到20dBm时
天线头却只有17dBm
换言之在仪器量测功率固定情况下
多补3dB 其天线头功率就可以少3dB
多补4dB 其天线头功率就可以少4dB
依此类推我们画成图表
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很清楚可以看到如果Cable Loss值比实际多
则输出功率就会比预期少
这就是为何Cable Loss多补 EVM会变好
因为当Cable Loss多补的时候其输出功率会比预期小线性度变好当然EVM变好
换言之当你Cable Loss多补2dB时假设仪器量测功率为20dBm EVM合乎规范
你会误以为硬件没问题
但此时天线头真正的功率其实只有18dBm

换言之如果此时将Cable Loss多补的2dB 重新扣回来再去做校正
此时仪器量测功率一样为20dBm EVM肯定会比刚刚差
因为此时天线头真正的功率已经是20dBm了而非刚刚的18dBm

如果今天 Cable Loss值多补了2dB
那2dB 会反应在整体接收路径Noise Figure上
那么灵敏度就会改善2dB
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同理 Cable Loss值多补3dB 灵敏度就会改善3dB
依此类推故我们画成图表
在这里插入图片描述

很清楚可以看到如果Cable Loss值比实际多
则量到的灵敏度就会改善
这就是为何Cable Loss没补好灵敏度会变好
因为当Cable Loss多补的时候其多补的Cable Loss 都会反应在整体接收路径Noise Figure的下降
进而改善灵敏度
换言之当你Cable Loss多补2dB时假设仪器量测灵敏度为-96dBm
但此时板子的灵敏度其实只有-94dBm

换言之如果此时将Cable Loss多补的2dB 重新补回来
此时仪器量测灵敏度肯定会比刚刚差
因为此时天线头真正的灵敏度只有-94dBm了而非刚刚的-96dBm

最后
由以上我们得知其Cable Loss的多补跟少补都会反应在整体接收路径的Noise Figure上
如下图:
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