RF カスケードバジェットアナライザ
Friis の式を使用して、N 段の RF シグナル・チェーンのカスケードノイズ指数、ゲイン、IIP3、および P1dB を計算します。ステージリストを JSON として貼り付け、システム仕様を設定すると、1 行ごとのカスケード表、感度解析、およびコンポーネントの許容誤差全体にわたるモンテカルロ歩留まり統計が得られます。
仕組み
ザの フリースの雑音指数公式 第 1 ステージがシステム NF を支配していることがわかります。
F_total = F₁ + (F₂−1)/G₁ + (F₃−1)/(G₁G₂) + ···
後続の各ステージの貢献度は、それ以前のすべての利益で割られます。ポジション1に高ゲインの低NFLNAがあると、最後の高出力ステージでIIP3が制限されるまで、ダウンストリームのすべてが抑制されます。
ザの カスケード型 IP3 反対方向に作用します。
1/IIP3_total = 1/IIP3₁ + G₁/IIP3₂ + G₁G₂/IIP3₃ + ···
ここでは、その前の累積ゲインが高い後のステージが優勢です。通常、IIP3 のボトルネックは ADC の前の最後のアンプです。この緊張、つまり NF のゲインは早い段階に置かれるが、ゲインを分散させると後の段で IIP3 の負担が増大する、というのがカスケード設計の基本的なトレードオフです。
ザの カスケード型 P1dB は、各ステージ独自のP1dB（IIP3から推定されたものではない）から同じ方法で計算されます。出力P1dBは、入力P1dBにチェーンゲインを加えたものから、それを定義する圧縮の1dBを引いたものです。
モンテカルロ法は、ステージゲイン（±0.5dB σ）、NF（アクティブステージの場合は±0.3dB σ）、IIP3（±2dBσ）をスイープして、製造ロット全体のシステムメトリックの分布を計算します。
関連計算ツール
よくあるご質問
ハイゲイン・アンプを追加するとIIP3がさらに悪化するのはなぜですか？+
カスケード接続されたIIP3は、その前に大きなゲインがあるステージが主流です。弱段の前に20dBのアンプを追加すると信号が100倍に増幅されるため、その弱段のわずかな非直線性でも出力に大きな相互変調積が生じます。Friis IIP3の式 (1/IIP3_total = Σ G_cumul/IIP3_i) は、各ステージのIIP3の寄与分を入力の累積ゲインで割ったものであって、それで減少しないということを明確に示しています。
NFのMCコンフィデンスバンドはどういう意味ですか？+
p5/p50/p95 NFバンドは、各ステージのゲインが±0.5dB（σ）で摂動され、各アクティブステージのNFが±0.3dB（σ）で摂動される50,000回以上の試行を実行した結果です。p95 NFは最悪の場合、95パーセンタイルです。製造ユニットの 95% では、この値よりもNFが優れています。システム仕様は、公称値ではなく p95 曲線に対して記述してください。歩留率を見ると、すべての仕様を同時に満たすユニットの割合がわかります。