Передняя часть приемника мобильного ТВ должна иметь чувствительность, необходимую для работы вдали от передатчика и выдерживать перегрузку при сильном сигнале. Его можно интегрировать в автомобильные развлекательные системы (ICE), а также в возможности приема мобильного ТВ в различных портативных электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, портативные цифровые помощники (КПК) и ноутбуки, даже если расстояние между ними приемник и передатчик пользователя различаются. Также он должен хорошо работать в условиях меняющегося расписания (отличного от традиционного вещания и телевидения). Комбинируя малошумящий усилитель с высоким коэффициентом усиления (LNA) с переключателем обхода PIN-диода, можно получить недорогое решение для входного каскада мобильного ТВ-приемника с защитой от перегрузки и высокой чувствительностью.
Самый практичный способ реализовать мобильный ТВ-приемник - это уменьшить усиление приемника в условиях сильного сигнала. Переменное усиление радиочастотного сигнала упрощает требования к линейности каскада смесителя, позволяя использовать недорогие радиочастотные ИС для создания приемных модулей. В каскадном анализе с входным каскадом приемника с переключаемым / регулируемым усилением улучшение входной точки пересечения интермодуляции третьего порядка (IIP3) будет зависеть от изменения усиления. По сравнению с приемниками с фиксированным усилением приемники с регулируемым усилением могут лучше обрабатывать сильные сигналы.
Схема автоматической регулировки усиления (AGC) также может использоваться для изменения усиления LNA, и поскольку AGC обычно реализуется перед канальным фильтром, она может реагировать на перегрузку от передачи по соседнему каналу.
Один из способов уменьшить усиление ВЧ - это шунтировать часть ВЧ сигнала на землю перед МШУ. Этот метод использует наименьшее количество переключающих элементов RF, но когда переключатель выключен, импеданс не будет совпадать, что может повлиять на другие части системы. Обходной путь заключается в подключении демпфирующего элемента к высокоимпедансному или «горячему» концу параллельной резонансной цепи МШУ, хотя с точки зрения большего диапазона регулировки усиления этот подход жертвует селективностью ВЧ перед МШУ.
Когда принимаемый сигнал перегружает каскады за МШУ (например, смеситель или усилитель промежуточной частоты (ПЧ)), пара РЧ-переключателей также может использоваться для обхода каскада МШУ. В состоянии байпаса входной сигнал напрямую передается на ИС понижающего преобразователя. Пока компоненты в контуре обходного сигнала соответствуют характеристическому импедансу (мобильное телевидение составляет 75 Ом), вероятность рассогласования будет минимальной. Конечно, добавленный переключатель усложняет схему.
Другой способ - уменьшить усиление ВЧ за счет уменьшения тока покоя, подаваемого на активное устройство МШУ. Усилители и устройства, использующие эту технологию, такие как полевые МОП-транзисторы с двумя затворами, используют дополнительные клеммы для управления током смещения. Поскольку переключающий элемент не используется, этот метод управления усилением является наиболее простым в схеме, но поскольку ток коллектора / стока ниже, чем рабочая точка постоянного тока номинального устройства, его линейность приносится в жертву.
Чтобы удовлетворить требования заказчиков к LNA в двухрежимных (аналоговых / цифровых) мобильных ТВ-приемниках, работающих в диапазоне 47 ~ 870 МГц, было рассмотрено несколько вариантов MMIC, но их линейность была недостаточно хорошей, поэтому они не были приняты. Здесь используется широкополосный MMIC LNA с высокой линейностью (тип MGA-68563) и внешний PIN-диодный переключатель для разработки схемы.
Это одноступенчатое устройство GaAs PHEMT LNA имеет ширину затвора 800 микрон (рисунок 3). Затвор устройства соединен с внутренним токовым зеркалом, чтобы компенсировать влияние изменений процесса и минимизировать влияние изменений порогового напряжения. МШУ использует отрицательную обратную связь с потерями для достижения стабильности и стабилизации амплитудной характеристики в окне 3 дБ (± 1.5 дБ) в диапазоне 100 МГц ~ 1 ГГц.
Из-за внутренней обратной связи и возвратных потерь на выходе ниже 10 дБ, эта MMIC не требует согласования выходного импеданса. Однако согласование входа в таком широком диапазоне частот (47 ~ 870 МГц) оказалось трудным и требует нестандартного метода. Чтобы оптимизировать индекс возвратных потерь на входе, ток стока (Ids) полевого транзистора должен быть высоким. Номинальное значение составляет 10 мА. Ids 20 мА могут соответствовать требованиям к характеристикам возвратных потерь на входе, но были выбраны значения Ids 30 мА, чтобы сделать его достаточно широким, чтобы компенсировать любое воздействие, вызванное добавленной схемой переключения PIN-диода. Контакт 4 MMIC LNA управляет током, протекающим через внутренний генератор тока смещения через внешний резистор R1. Изменение размера R1 изменит Ids, но напряжение источника питания Vd останется на уровне 3 В. В три раза превышающие номинальные идентификаторы могут обеспечить более высокую линейность.
При разработке схемы LNA / переключателя вначале в байпасном переключателе использовались 4 PIN-диода. Это обычная конфигурация двухполюсных двухпозиционных переключателей (DPDT). Принцип работы этой схемы состоит в том, чтобы пара PIN-диодов в верхней части проводила ток, а пара в нижней части создавала нулевое смещение, и наоборот. При нормальной работе проводят только нижняя пара PIN-диодов, а МШУ усиливает РЧ-сигнал. Когда необходимо уменьшить РЧ-усиление, включается верхняя пара PIN-диодов, и РЧ-сигнал направляется вокруг МШУ в режиме байпаса. Эти резисторы используются для регулировки прямого тока PIN-диода и изоляции радиочастотного сигнала от портов логического управления VSW1 и VSW2. В первой конструкции использовалось много компонентов, поэтому требовалось более простое решение.
Общаясь с клиентами, мы разработали более простой двухполюсный однопозиционный переключатель (DPST), которому необходимо только подключить или отключить обходной путь к портам ввода и вывода. Поскольку управление переключением тракта LNA больше не выполняется, для того, чтобы использовать внутренние характеристики изоляции несмещенного полевого транзистора, источник питания LNA (Vdd) должен быть отключен в режиме байпаса. Этот подход снижает характеристики обратных потерь обходного тракта, поскольку этот тракт имеет конечное сопротивление затвора и стока параллельно с несмещенными полевыми транзисторами.
Во время нормальной работы питание PIN-диода выключено (VSW = 0 В), а напряжение питания LNA все еще восстанавливается до 3 В. Однако на эти PIN-диоды с нулевым смещением влияет паразитная емкость, поэтому характеристики усиления и обратных потерь LNA ухудшаются из-за неполной изоляции обходного пути от входных и выходных портов.
Наш другой продукт:
