[参考译文] AWR2944EVM：比较理论和实验室链路预算计算

您好：

20dB 差异似乎大于预期值。 您能否分享您用于得出该值的计算？

此致、

Adrian

尊敬的 Adrian：

当然！ 这些是我的演算:

PTX = 13.5dBm (0.022Wt)

FRF = 77GHz =>λ= 0.0039m

GantTx = GantRx = Gant = 13dB =(20.0)

NF = 12dB = 15.8

角反射器：侧长 0.1m => RCS = 27.6m^2.

DIST = 5m

PI = 3.14

ADC 采样时间内的 Nsamp = 384

第 384 章

S（线性调频脉冲斜率）= 20.0MHz  

Fsamp = 30MHz

Kbolz = 1.38E-23 J/K

温度= 300K

Psig @ ADC 输出 = 10 * log10 (PTX * Gant^2 * Lambda^2 * RCS/(4 * PI)^3 / Dist^4)= –85.2 dBm

Nnoise @μ V ADC 输出 = Kbolz * Temp * Fsamp * NF = –117.1dBm

处理增益=  10*log10 (Ndoppler * Nsamp )= 51.7dB

SNR = psig - pnoise + PG = 83.5dB

我在这里没有添加从 dBm 到 dBmFS 的转换、并且忽略了内部 RX 增益、因为它们都会 影响信号和噪声。 此外,我不知道您在 PostProc 工具中的图形（即“零速度与高速“）中分配处理增益的位置 — 在信号部分或噪声中（似乎像您为信号分配的 Nsamp 和 Ndoppler 为噪声）,但在一天结束时,这是预期的 SNR ,它比我们测量的要好 20dB。

高通滤波器存在影响静态物体并可能降低其功耗的问题。 在特定情况下、它配置为 350kHz、这会影响位于以下位置的物体：

Rhigh_pass = Fhigh_pass/S * Clight/2 = 2.63m

因此、在我们的情况下、物体位于 Dist=5m 时、它不应该影响信号功率。

Arie

多个附加输入：

1 我将角反射器移至 7m 距离、并观察到呈现的 FFT 输出信号功率。 我可以根据 40*log10(7/5)~6dB 的规则预计信号功率会发生变化、但我只在“零速度区间与高速区间图“中观察到 3-2dB 的差异。 这是一个非常基本的指标、表明某些功能无法正常工作。

2、两个图之间本底噪声差异的原因是什么-“零速度区间与高速区间“和“1D FF 振幅曲线（每个线性调频脉冲）“：

和

我建议差异来自多普勒 FFT 处理增益,即 10*log10(Ndoppler),在我的例子中 Ndoppler=384,所以差值应该~25dB,但我看不到这一点。 因此、我不能正确理解差异。

您好：

好的、感谢您的详细信息。 让我与我们的系统团队讨论一下、然后再联系您。

此致、

Adrian

尊敬的 Adrian：

我想出了几件事：

1.我们在 “1D FF 振幅曲线（每个线性调频脉冲）“中看到的确实是距离后 FFT 图、它根据一些内部 dBm 2 FS 缩放进行缩放、这与我的微积分不匹配、但无论如何、这就是问题的关键。 因此、该图中相对于 ADC 输出的处理增益为 10*log10 (fft_range)。

2.在  “零速度区间与高速区间“处,我们观察到循环数的额外处理增益,即,在我的例子中为 64,但不包括帧中线性调频脉冲的整数,它被划分为 6 种配置。 因此、这里相对于 “1D FF 振幅分布（每个线性调频脉冲）“ 的处理增益为 10*log10 (64)=18dB、这与我观察到的结果相符。

3.重复测量后,我确实观察到 7m 和 5m 范围内信号功率差异的 6dB（必须关闭/打开 mmWave Studio ）,所以这个问题也是封闭的。

4.基于上述所有情况,现在的 SNR 差异是 13dB 而不是我之前提到的 20dB。 可能是 13dB 来自相位噪声、如  IWR6843AOPEVM：SNR 计算 — 传感器论坛-传感器 — TI E2E 支持论坛中所述 ？

5.还有一个关键问题:建议我定义的几种配置 也一样 键入（就像我将它们设置为 6）、请允许我 联合收割机 多普勒 FFT 内的这些线性调频脉冲能够实现额外（最大）的处理增益？

您好：

“对不起,我不知道。“ 我还没有机会去看这件事、明天我就要离开办公室了。 我需要在下周初回到您身边。

此致、

Adrian

您好、

只是想澄清我的第一个（两个）问题：

我们看到 2944EVM 使用了晶体 FW、但数据表不包含相位噪声信息。 我想这意味着晶体的质量非常低。 因此、如果我们用一种高质量的晶体替换该晶体、那么我们可以改进这个 13dB PN 本底噪声、或者它来自芯片本身、没有什么能帮助。

尊敬的 Arie：

晶体质量确实略微影响相位噪声、但导致本底噪声的主要因素是内部 VCO 和合成器。 更换晶体不会恢复完整的~13dB。 最多您可能会得到 1-2dB 的改进。  
顺便说一下、在 RX 计算中假设的封装对 PCB 的损耗是多少？ 是否应用了任何 dBFS 到 dBm 转换因子？

我过去也有类似的主题、 e2e.ti.com/.../5320007

此致、

Aydin  

尊敬的 Aydin：  

感谢您提供的参考主题！

我仔细地浏览了它,

我根本没有使用“封装到 PCB 蚂蚁损耗“。 如果我将它添加到我的微积分中、并使用–10dB 的 dBm2FS 因数 、则我在测量时得到的 Psignal 可以准确（–39dBFS)、这使链路预算中的差值为 7.7dB。 那么、我是否可以建议 、该间隙来自相位噪声、晶体的内部分频为 2dB、内部芯片本底噪声约为 5dB？

我重复第二个关键问题：  建议我定义的几种配置  也一样  键入（就像我将它们设置为 6）、请允许我  联合收割机  多普勒 FFT 内的这些线性调频脉冲能够实现额外（最大）的处理增益？

我想澄清我的第二个问题：TF 内有 255 个环路的限制。 但我可以定义多个配置组。 然后设置为 6。 但它们都是 相同类型（0 类）。 那么、我可以在多普勒 FFT 中将所有这些线性调频脉冲组合在一起吗、因为它们实际上是相同的类型？ 这对于我们的应用至关重要、因为它提供的额外处理增益取决于我设置的配置数量。

另一个相关问题是：我与之合作 DDM 模式 目标是获得更高 SNR。 我看到在 mmWave Studio 配置中使用 1 个或 2 个 Tx 发送器不会改变观察到的通道数量（对于 4 个 RX、其中 4 个）、但会发生变化 信号强度 根据波束形成规则:20*log10(NTX)。 但在 DDM 模式下不存在波束形成：发送器之间的差异用于角度估算。 那么、如何设法消除波束形成并考虑应用于点云估算的实际通道数？ 和... 现在有额外的 6dB 不存在、因为当我做微积分时、我使用了两根 Tx 天线、并得到了比实际值多 6dB 的信号波束形成。 因此 链路预算中总共不存在 7.5+6=12.5dB 。 请帮助了解它的来源

尊敬的 Aydin：

我会这么做的。 但是、仍然有两个与链路预算计算相关的问题：

我将再次在此处编写链接预算演示（您可以将其与我之前展示的 mmWave Studio 配置相关联）：

PTX = 13.5dBm (0.022Wt)

FRF = 77GHz =>λ= 0.0039m

GantTx = GantRx = Gant = 13dB =(20.0)

NF = 12dB = 15.8

角反射器：侧长 0.1m => RCS = 27.6m^2.

ANT_LOSS（基于您的注释）= 4dB (2.51)

RX_GAIN = 30dB

dBm2FS =–10dB（基于您提供的文档）

DIST = 5m

PI = 3.14

Nsamp（在 ADC 采样时间内）= 384

Nloops = 64

Fsamp = 30MHz

Kbolz = 1.38E-23 J/K

温度= 300K

PsigFS  = 10 * log10 (PTX * Gant^2 * Lambda^2 * RCS/(4 * PI)^3 / Dist^4/ Ant_loss * 1000)+ rx_gain + dBm2FS  =  –39.2dBm

 我只得到一个 TX 在 mmWave Studio –47dBm。

问题 1：这比预期低 8dB。 那么、是不是因为这里可能有差异？

Nnoise @ ADC  = 10*log10 (Kbolz * Temp * Fsamp * NF *1000)+ rx_gain +  dBm2FS = –67.1dBm

处理增益 =  10*log10 (Nloops * Nsamp)= 43.9dB

噪声@多普勒 FFT =  Nnoise @ ADC — 处理增益 = –111.0dBm

  我只得到一个 TX 在 mmWave Studio  –106dBm

问题 2：这比预期高 5dB。 可能来自相位噪声？ 如果是、是否意味着 2dB 来自晶体、3dB 来自芯片内部时钟网络？ 如果不是、不准确的原因可能是什么？

高通滤波器存在影响静态物体并可能降低其功耗的问题。 在特定情况下、它配置为 350kHz、这会影响位于以下位置的物体：

其中 S（线性调频脉冲斜率）= 20.0MHz  

Rhigh_pass = Fhigh_pass/S * Clight/2 = 2.63m

因此、在我们的情况下、物体位于 Dist=5m 时、它不应该影响信号功率。

尊敬的 Aydin：

感谢您的回答。

我在方程分布中错误地写下了单位、抱歉。  

实际上、我的结果是：

理论 PsigFS  =  39.2dBFS

测量值为 –47dBFS

理论 噪声@多普勒 FFT = –111.0dBFS

测量值–106dBFS

正如我在解释中所 写的那样、我确实考虑了您提供的文档中的 dBm2FS = 10dB。

信号功率仍然没有 8dB、噪声也没有 5dB。

总噪声为 13dB

因此、正如您所写的、它没有涉及 20dB 的差异。

因此、我谨重复我的问题：

问题 1：信号功率比预期低 8dB。 那么、是不是因为这里可能有差异？  

问题 2：本底噪声比预期高 5dB。 可能来自相位噪声？ 如果是、是否意味着 2dB 来自晶体、3dB 来自芯片内部时钟网络？ 如果不是、不准确的原因可能是什么？

尊敬的  Aydin：

能够提高实验室中的链路预算。 也许,它可能对其他论坛用户感兴趣。

信号功率不足的原因在于、我使用了具有高 RCS 的角反射器。 此类角反射器非常直接、角度轻微不准确可能会导致返回信号降低数 dB。

因此、我们将其替换为球体、其 RCS 明显较低、但与方向的关系要小得多。

因此、目前我以高达 1dB 的精度关闭信号功率、这可能是由于测量波动而导致的。  

我仍然有 4dB 的噪声不准确性（对于噪声水平测量不准确，我考虑 1dB）。

请解释我相位噪声问题：这个 4dB 可以 来自相位噪声吗？ 如果是、是否意味着 2dB 来自晶体、2dB 来自芯片内部时钟网络？ 如果不是、不准确的原因可能是什么？

您好、

我按照您的说明执行了 TX-RX 耦合测量、但未观察到 TX 关闭时的本底噪声改善。

尊敬的 Arie：  

Adrian 不在办公室。 让我运行计算、明天返回给您。

此致、

Aydin  

尊敬的 Aydin：

感谢您的帮助。 等待思考

您好、

感谢您剪切电子表格。

我看到您对 Ant 损耗采取了 10dB、这是相当大的。 根据我的测量、2944EVM 的 Tx Rx 对应的值应该约为 4dB。 那么、您是如何将其设置为 10dB？

对于 TX-Rx 相位噪声、也使用 10dB。 你确定它是如此高吗? 晶体 PH 和芯片内部 PN 之间有何划分？

谢谢

Arie

因此、请说明：

在您的电子表格中、Ant 损耗为 10dB、相位噪声为额外 10dB。

思考一下、您写了 “10dB 值不仅仅是天线损耗、还包括了所有实际非理想因素、TX/RX 相位噪声、PCB/天线/馈送损耗和一般系统裕度“、 我知道这是集总裕度 首先 10dB 盖板 全部 提到的系统损耗。

“那是什么 秒 您将其称为“相位噪声“并在电子表格中单独减去 10dB 的损耗？  

谢谢您、

Arie

您能否向开发团队澄清、如果我用 外部合成器替换 2944EVM 所用的晶体、我可以在多大程度上提高晶体（以及随后提高总 PH 值）？ -目前组装的 40MHz 晶体不提供 PH 特性,所以我想它是一个相当差的。