Predná časť prijímača mobilnej televízie musí mať citlivosť požadovanú na to, aby pracovala ďaleko od vysielača a tolerovala preťaženie, keď je silný signál. Môže byť integrovaný do zábavných systémov vo vozidle (ICE), ako aj do možností príjmu mobilnej televízie v rôznych prenosných elektronických zariadeniach, ako sú mobilné telefóny, prenosní digitálni asistenti (PDA) a notebooky, aj keď je vzdialenosť medzi prijímač a vysielač používateľa sa líšia. Mal by tiež dobre fungovať v podmienkach meniaceho sa harmonogramu (odlišného od tradičného vysielania a televízie). Kombináciou nízkošumového zosilňovača (LNA) s vysokým ziskom a prepínača bypassu pomocou diódy PIN sa dá dosiahnuť lacné riešenie pre prednú časť prijímača mobilnej televízie s ochranou proti preťaženiu a vysokou citlivosťou.
Najpraktickejším spôsobom, ako realizovať prijímač mobilnej televízie, je zníženie zisku prijímača v podmienkach silného signálu. Variabilný zisk RF signálu zjednodušuje požiadavky na linearitu fázy mixéra, čo umožňuje použitie lacných RF IC na zostavenie modulov prijímača. V kaskádovej analýze s predným koncom prepínateľného / nastaviteľného zosilňovača bude zlepšenie vstupného intermodulačného zachytávacieho bodu tretieho rádu (IIP3) funkciou zmeny zosilnenia. V porovnaní s prijímačmi s pevným zosilnením dokážu nastaviteľné prijímače zosilnenia lepšie zvládať silné signály.
Obvod automatického riadenia zisku (AGC) možno tiež použiť na zmenu zisku LNA a pretože AGC sa zvyčajne implementuje pred kanálovým filtrom, môže reagovať na preťaženie z prenosu susedného kanála.
Jedným zo spôsobov, ako znížiť zisk RF, je posunúť časť RF signálu na zem pred LNA. Táto metóda využíva najmenší počet RF prepínacích prvkov, ale keď je prepínač vypnutý, impedancia sa nezhoduje, čo môže mať vplyv na ostatné časti systému. Riešením je spojenie tlmiaceho prvku s vysokou impedanciou alebo „horúcim“ koncom paralelnej rezonančnej siete LNA, aj keď z hľadiska väčšieho rozsahu riadenia zosilnenia tento prístup obetuje RF selektivitu pred LNA.
Keď prijímaný signál preťažuje stupne za LNA (napríklad mixér alebo medzifrekvenčný zosilňovač), možno na obídenie stupnice LNA použiť aj dvojicu RF prepínačov. V stave premostenia je vstupný signál priamo prenášaný do integrovaného obvodu prevodníka nadol. Pokiaľ sa komponenty v obtokovej signálnej slučke zhodujú s charakteristickou impedanciou (mobilná televízia je 75 Ω), šanca na nesúlad bude minimalizovaná. Pridaný prepínač samozrejme obvod komplikuje.
Ďalším spôsobom je zníženie RF prírastku znížením pokojového prúdu dodávaného do aktívneho zariadenia LNA. Zosilňovače a zariadenia využívajúce túto technológiu, napríklad dvojbránové MOSFET, používajú na kontrolu predpätia ďalšie svorky zariadení. Pretože sa nepoužíva žiadny spínací prvok, je táto metóda riadenia zisku najjednoduchšia v obvode, ale pretože kolektorový / odtokový prúd je nižší ako pracovný bod jednosmerného prúdu menovitého zariadenia, je obetovaná jeho linearita.
S cieľom splniť požiadavky zákazníkov na LNA v dvojmódových (analógových / digitálnych) prijímačoch mobilnej televízie pracujúcich v spektre 47 ~ 870 MHz sa zvažovalo niekoľko možností MMIC, ale ich linearita nebola dosť dobrá, takže neboli prijaté. Tu je navrhnutá schéma so širokopásmovým pripojením MMIC LNA s vysokou linearitou (typ MGA-68563) a externým prepínačom diód PIN.
Toto jednostupňové zariadenie GaAs PHEMT LNA má šírku brány 800 mikrónov (obrázok 3). Hradlo prístroja je pripojené k vnútornému prúdovému zrkadlu, aby sa doplnili účinky zmien procesu a minimalizovali účinky zmien prahového napätia. LNA využíva stratovú negatívnu spätnú väzbu na dosiahnutie stability a stabilizáciu amplitúdovej odozvy v rámci okna 3dB (± 1.5 dB) v spektre 100 MHz - 1 GHz.
Pre svoju vnútornú spätnú väzbu a stratu návratnosti výstupu nižšiu ako 10 dB tento MMIC nevyžaduje prispôsobenie výstupnej impedancie. Zosúladenie vstupu v takom širokom frekvenčnom rozsahu (47 ~ 870MHz) sa však ukázalo ako náročné a vyžaduje si nekonvenčnú metódu. Aby sa optimalizoval index straty spätného toku, musí byť odtokový prúd (Ids) FET vysoký. Nominálna hodnota je 10 mA. 20mA Ids môžu spĺňať výkonové požiadavky na stratu návratnosti vstupu, ale Ids boli vybrané ako 30mA, aby bol dostatočne široký na to, aby kompenzoval akýkoľvek dopad spôsobený pridaným spínacím obvodom PIN diódy. Kolík 4 MMIC LNA riadi prúd pretekajúci vnútorným generátorom predpätého prúdu cez externý odpor R1. Zmena veľkosti R1 zmení Ids, ale napájacie napätie Vd zostane na 3V. Trojnásobok nominálnych hodnôt ID môže poskytnúť vyššiu linearitu.
Pri návrhu obvodu LNA / prepínača boli na začiatku použité 4 PIN diódy v obtokovom prepínači. Toto je bežná konfigurácia pre prepínače DPDT (Double Pole Double Throw). Princípom fungovania tohto obvodu je vytvoriť dvojicu PIN diód v hornej časti a vytvoriť dvojicu v dolnej časti s nulovým predpätím a naopak. V normálnej prevádzke vedie iba nízky pár PIN diód a LNA zosilňuje RF signál. Keď sa musí znížiť RF zosilnenie, zapne sa horná dvojica PIN diód a RF signál je smerovaný okolo LNA v režime bypassu. Tieto odpory sa používajú na nastavenie dopredného prúdu PIN diódy a na izoláciu vysokofrekvenčného signálu z portov logického riadenia VSW1 a VSW2. Prvý návrh využíval veľa komponentov, preto bolo potrebné jednoduchšie riešenie.
Vďaka komunikácii so zákazníkmi sme vyvinuli jednoduchší dvojpólový prepínač DPST, ktorý stačí pripojiť alebo odpojiť obtokovú cestu k vstupným a výstupným portom. Pretože prepínacie riadenie dráhy LNA sa už nevykonáva, aby sa využili inherentné izolačné charakteristiky nezaujatého FET, musí byť v režime bypassu vypnutý napájací zdroj LNA (Vdd). Tento prístup znižuje výkonnosť spätného toku obtokovej cesty, pretože táto cesta má konečnú hradlovú a odtokovú impedanciu paralelne s nezaujatými FET.
Počas normálnej prevádzky je napájanie diódou PIN vypnuté (VSW = 0V), zatiaľ čo napájanie LNA je stále obnovené na 3V. Avšak tieto PIN diódy s nulovým predpätím sú ovplyvnené parazitnou kapacitou, takže výkon LNA so stratou a návratom je ovplyvnený neúplnou izoláciou obtokovej cesty od vstupného a výstupného portu.
Náš ďalší produkt:
