双工器(Duplexer)之Layout注意事项

由[1]可知，因为WCDMA是FDD，TX/RX会同时运作，所以需要Duplexer来做Tx/Rx的隔离，来降低PA所产生的TX Leakage，对接收端的损害，如下图:

倘若接收讯号被发射讯号干扰，甚至LNA因强大的发射讯号，而导致饱和的话，那么

Sensitivity

Adjacent Channel Selectivity

Max input power level

Blocking

都会有所劣化，甚至Fail。

也因此，Duplexer三方都要做好隔离，如下图:

而隔离的好坏，取决两个因素:

1. Duplexer本身的isolation

2. Layout

关于第一点，当然Duplexer有许多指标要看，例如Size , Cost , Insertion Loss, VSWR….等。但Isolation最是重要，若Isolation太差，那其他指标再好都没意义。

而第二点更重要，因为若Layout不好，即便Duplexer本身isolation再好，都是枉然。

而Layout的不好，又分走线耦合跟Pin耦合，以Murata的SAYRF1G95HQ0F0A 来做说明:

由上图可看到，因为Tx Pin跟Rx Pin在相反方向，原则上走线耦合的机会不大，比较可能的是ANT 走线耦合Rx 走线, 以及Tx 走线耦合ANT 走线:

因此走线时，要相互分开，以加强隔离度。

再来是Pin耦合，若Duplexer下方的GND挖空，那Pin之间没有护城河保护，就会产生下图的Pin耦合现象:

因为这些GND Pin若没接地，基本上就只是金属罢了，Tx Pin / Ant Pin会以耦合的方式去干扰Rx Pin。

因此GND Pin要连起来。

特别注意的是，不要忽略那句”多打Via”。

由[2-4]可知，GND Pin没接地，基本上就只是金属，若没打Via，就算GND Pin 连起来，ANT Pin一样可以透过耦合的方式去干扰Rx Pin，而且GND Via要打越多越好，因为Via有等效电阻[5-8]，Via打越多，等同于越多电阻并联，而电阻是越并越小，换言之，Via越多，其阻抗就越低，那么Noise就越会流到Main GND，

而不会去干扰Rx Pin。

所以Duplexer的Layout正确方式应该如下图:

而且这样的Layout，也可以加强散热，因为Duplexer的频率响应，是会随温度而有所变动，如果离PA过近，散热又不好，一旦高温使其频率响应有所偏移，那么很可能主频的功率，会大幅衰减。

尤其是像FBAR这种Outband砍比较深的，更会有这种现象。

所以Duplexer的散热，也是很重要的一个考虑。

另外，以AVAGO的ACMD-7612为例，中间的GND Pin直接连成一片金属。

而没接地的金属，就是辐射体[2-4]，前述Murata的Duplexer，其GND Pin比较小，或许还不是什么有效的辐射体，但AVAGO这颗，GND Pin整个连成一片，很可能会变有效的辐射体，因此TX讯号会先耦合到GND Pin，再辐射到Shielding Cover。除非Shielding Cover跟Shielding Frame接触很紧密，否则Duplexer GND Pin辐射出去的能量，会分三部份:

1. 流到Main GND

2. 向外辐射出去

3. 在Shielding Can里头反射

一旦这些辐射或反射的能量，打到Transceiver/PA的电源，那发射端的性能，也会跟着一并劣化[5-7]。

Reference

[1] WCDMA之零中频接收机原理剖析大全, 百度文库

[2]手机耦合灵敏度劣化(De-sense)之一些原因分析与改善对策, 百度文库

[3] 高速数字讯号对于手持产品天线灵敏度之影响与探讨, 百度文库

[4]避免FM讯号灵敏度劣化(Desense)之防治措施__以MT6616平台为例,

百度文库

[5] 上集_磁珠_电感_电阻_电容于噪声抑制上之剖析与探讨, 百度文库

[6] 中集_磁珠_电感_电阻_电容于噪声抑制上之剖析与探讨, 百度文库

[7] 下集_磁珠_电感_电阻_电容于噪声抑制上之剖析与探讨, 百度文库

[8] Layout Concern about Trace, Ground and Via_简体中文, 百度文库

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