Przedni koniec odbiornika telewizji mobilnej musi mieć czułość wymaganą do pracy z dala od nadajnika i tolerowania przeciążenia w przypadku silnego sygnału. Można go zintegrować z systemami rozrywki samochodowej (ICE), a także z funkcjami odbioru telewizji mobilnej w różnych przenośnych urządzeniach elektronicznych, takich jak telefony komórkowe, przenośne asystenty cyfrowe (PDA) i komputery przenośne, nawet jeśli odległość między nimi odbiornik i nadajnik użytkownika są różne. Powinien również dobrze działać w warunkach zmieniającego się harmonogramu (innego niż tradycyjna transmisja i telewizja). Połączenie wzmacniacza o wysokim wzmocnieniu i niskim poziomie szumów (LNA) z diodowym przełącznikiem obejściowym może zapewnić niedrogie rozwiązanie dla przedniego odbiornika telewizji mobilnej z zabezpieczeniem przed przeciążeniem i wysoką czułością.
Najbardziej praktycznym sposobem realizacji mobilnego odbiornika telewizyjnego jest zmniejszenie wzmocnienia odbiornika w warunkach silnego sygnału. Zmienne wzmocnienie sygnału RF upraszcza wymagania dotyczące liniowości stopnia miksera, umożliwiając wykorzystanie tanich układów RF IC do budowy modułów odbiornika. W analizie kaskadowej z przełączanym / regulowanym przednim końcem odbiornika, poprawa wejściowego punktu przecięcia intermodulacji trzeciego rzędu (IIP3) będzie funkcją zmiany wzmocnienia. W porównaniu z odbiornikami o stałym wzmocnieniu, odbiorniki z regulowanym wzmocnieniem lepiej radzą sobie z silnymi sygnałami.
Obwód automatycznej kontroli wzmocnienia (AGC) może być również użyty do zmiany wzmocnienia LNA, a ponieważ AGC jest zwykle realizowane przed filtrem kanału, może reagować na przeciążenie z transmisji sąsiedniego kanału.
Jednym ze sposobów zmniejszenia wzmocnienia RF jest bocznikowanie części sygnału RF do masy przed LNA. Ta metoda wykorzystuje najmniejszą liczbę elementów przełączających RF, ale gdy przełącznik jest wyłączony, impedancja nie będzie zgodna, co może wpływać na inne części systemu. Obejściem problemu jest podłączenie elementu tłumiącego do wysokiej impedancji lub „gorącego” końca równoległej sieci rezonansowej LNA, chociaż z perspektywy większego zakresu regulacji wzmocnienia, podejście to powoduje utratę selektywności RF przed LNA.
Gdy odebrany sygnał przeciąża stopnie za LNA (takie jak mikser lub wzmacniacz częstotliwości pośredniej (IF)), para przełączników RF może być również użyta do obejścia stopnia LNA. W stanie obejścia sygnał wejściowy jest przesyłany bezpośrednio do układu scalonego przetwornika w dół. Dopóki komponenty w pętli sygnałowej obejścia odpowiadają impedancji charakterystycznej (telewizja mobilna ma 75 Ω), ryzyko niedopasowania będzie zminimalizowane. Oczywiście dodany przełącznik komplikuje obwód.
Innym sposobem jest zmniejszenie wzmocnienia RF poprzez zmniejszenie prądu spoczynkowego dostarczanego do aktywnego urządzenia LNA. Wzmacniacze i urządzenia wykorzystujące tę technologię, takie jak tranzystory MOSFET z podwójną bramką, używają dodatkowych końcówek do kontrolowania prądu polaryzacji. Ponieważ nie jest używany żaden element przełączający, ta metoda regulacji wzmocnienia jest najprostsza w obwodzie, ale ponieważ prąd kolektora / drenu jest niższy niż punkt pracy DC urządzenia znamionowego, jego liniowość jest tracona.
Aby spełnić wymagania klientów dotyczące LNA w przenośnych odbiornikach telewizyjnych dual-mode (analogowych / cyfrowych) działających w paśmie 47 ~ 870 MHz, rozważono kilka opcji MMIC, ale ich liniowość nie była wystarczająco dobra, więc nie zostały one przyjęte. Tutaj przyjmuje szerokopasmowy MMIC LNA o wysokiej liniowości (typ MGA-68563) i zewnętrzny przełącznik diodowy PIN do projektowania schematu.
To jednostopniowe urządzenie GaAs PHEMT LNA ma szerokość bramki 800 mikronów (Rysunek 3). Bramka urządzenia jest połączona z wewnętrznym zwierciadłem prądowym w celu uzupełnienia efektów zmian procesu i zminimalizowania skutków progowych zmian napięcia. LNA wykorzystuje stratne ujemne sprzężenie zwrotne, aby osiągnąć stabilność i ustabilizować odpowiedź amplitudową w oknie 3 dB (± 1.5 dB) w zakresie 100 MHz ~ 1 GHz.
Ze względu na wewnętrzne sprzężenie zwrotne i straty powrotu na wyjściu mniejsze niż 10dB, ten MMIC nie wymaga dopasowania impedancji wyjściowej. Jednak dopasowanie wejścia w tak szerokim zakresie częstotliwości (47 ~ 870 MHz) okazało się trudne i wymaga niekonwencjonalnej metody. Aby zoptymalizować wskaźnik strat powrotnych na wejściu, prąd drenu (Ids) tranzystora FET musi być wysoki. Wartość nominalna wynosi 10 mA. Ids 20mA może spełnić wymagania dotyczące wydajności strat na wejściu, ale Ids zostało wybrane jako 30mA, aby było wystarczająco szerokie, aby zrekompensować wszelkie uderzenia spowodowane dodanym obwodem przełączającym diodę PIN. Pin 4 MMIC LNA steruje prądem przepływającym przez wewnętrzny generator prądu polaryzacji przez zewnętrzny rezystor R1. Zmiana rozmiaru R1 spowoduje zmianę Ids, ale napięcie zasilania Vd pozostanie na poziomie 3 V. Trzykrotność nominalnych identyfikatorów ID może zapewnić wyższą liniowość.
Projektując obwód LNA / switch początkowo zastosowano 4 diody PIN w bypassie. Jest to typowa konfiguracja dla przełączników dwubiegunowych dwupołożeniowych (DPDT). Zasada działania tego obwodu polega na tym, aby para diod PIN w górnej części przewodziła, a para w dolnej części miała zerowe odchylenie i odwrotnie. Podczas normalnej pracy przewodzi tylko niska para diod PIN, a LNA wzmacnia sygnał RF. Kiedy wzmocnienie RF musi zostać zmniejszone, górna para diod PIN zostaje włączona, a sygnał RF jest kierowany wokół LNA w trybie obejścia. Rezystory te służą do regulacji prądu przewodzenia diody PIN i izolowania sygnału RF od portów sterowania logicznego VSW1 i VSW2. W pierwszym projekcie wykorzystano wiele komponentów, więc potrzebne było prostsze rozwiązanie.
Poprzez komunikację z klientami opracowaliśmy prostszy dwubiegunowy przełącznik jednopołożeniowy (DPST), który wystarczy podłączyć lub odłączyć tor obejściowy do portów wejściowych i wyjściowych. Ponieważ sterowanie przełączaniem ścieżki LNA nie jest już wykonywane, w celu wykorzystania nieodłącznych właściwości izolacji nieobciążonego FET, zasilanie LNA (Vdd) musi być wyłączone w trybie obejścia. Takie podejście zmniejsza wydajność strat zwrotnych ścieżki obejścia, ponieważ ta ścieżka ma skończoną bramkę i impedancję drenu równolegle z nieobciążonymi tranzystorami FET.
Podczas normalnej pracy zasilanie diody PIN jest wyłączone (VSW = 0V), podczas gdy zasilanie LNA jest nadal przywracane do 3V. Jednak na te diody PIN o zerowym polaryzacji ma wpływ pojemność pasożytnicza, więc wydajność wzmocnienia i strat zwrotnych LNA jest osłabiona z powodu niepełnej izolacji ścieżki obejścia od portów wejściowych i wyjściowych.
Nasze inne produkty:
