本應用筆記介紹了在遠程無鑰匙進入（RKE）接收器中添加低噪聲放大器（LNA）所涉及的系統級權衡。系統的靈敏度提高了3.77dB，但三階交調截點降低了15dB。

靈敏度規格表示接收器捕獲微弱信號的能力。這是一個關鍵規范，因為它直接影響系統的范圍。

在許多遠程無鑰匙進入 （RKE） 和胎壓監測 （TPM） 設計中，制造商會引用接收器的靈敏度 （dBm） 作為將系統與競爭對手的系統區分開來的一種手段。其他接收器參數，如噪聲系數、互調失真、動態范圍甚至功耗，有時會因為消費者對靈敏度和范圍的重視而變得重要。

提高系統靈敏度的一種方法是通過連接外部LNA來增加增益。或者——有那么簡單嗎？

接收器的靈敏度取決于其噪聲系數、檢測調制所需的最小信噪比以及系統的熱噪聲。最小輸入信號的公式如下：

S = NF + n0+ 信噪比

其中S是所需的最小輸入信號（dBm），NF是接收器的噪聲系數，S/N是所需的輸出信噪比（為了充分檢測，通常基于可接受的誤碼率），n0是接收器的熱噪聲功率 （dBm）。

為簡單起見，我們估計所需的輸出信噪比（曼徹斯特數據）為5dB。要計算 S，我們仍然需要 n0.n0定義為：

n0= 10log10（k T B / 1E-3） 單位：dBm

其中k是玻爾茲曼常數（1.38 E-23），T是以開爾文為單位的溫度，B是系統的噪聲帶寬。在室溫 （T = 290°K） 下，1Hz 帶寬，n0= -174dBm（通常表示為 = -174dBm/Hz）。

對于 300kHz IF 帶寬，n0計算為 –119dBm。

假設系統的靈敏度為 –109dBm。使用 EQN1，我們可以確定接收器的 NF 為 5dB。回顧噪聲系數（NF）與噪聲系數（F）之間的關系：

（NF）.db= 10logF 和 F = 10（NF.db/10)

因此，噪聲因數為 F = 3.162。

為了找到幾個級聯雙端口設備的噪聲因數，我們使用以下公式：

FTotal = F1 + (F2 - 1) / G1 + (F3 - 1) / (G1 × G2) + ...

因此，如果我們在系統的輸入中添加一個外部LNA，則可以使用EQN2來計算新的噪聲因數。MAX2640 LNA的噪聲系數= 1dB （F1 = 1.26），增益為15dB （G1 = 31.62），由于我們原始系統（MAX1470）的噪聲因數為F2 = 3.162，因此Ftotal=1.327或1.23dB。

這一切意味著什么？使用 EQN1，我們看到靈敏度現在為：

S = 1.23 - 119 + 5 = -112.77db

因此，添加外部LNA僅將我們的靈敏度提高了3.77dB，根據要求，這可能足夠，也可能不夠。然而，噪聲系數只是圖片的一部分。MAX1470的系統IIP3為-34dBm。這是因為混頻器IIP3為-18dBm，而系統IIP16的內部LNA增益為-3dBm，為34dB。在外部添加MAX2640 LNA將使系統IIP3從-34dBm降低到-49dBm（LNA增益為15dB），這意味著我們系統的信號處理能力已經降低。換句話說，即使靈敏度提高了近4dB，系統的動態范圍也降低了15dB。

因此，由系統設計人員決定為額外靈敏度付出的代價是否值得降低IIP3。

圖1.

審核編輯：郭婷