De ontvangende voorkant van de mobiele tv moet de vereiste gevoeligheid hebben om ver van de zender te werken en overbelasting te tolereren bij een sterk signaal. Het kan worden geïntegreerd in in-vehicle entertainment (ICE) -systemen, evenals in mobiele tv-ontvangstmogelijkheden in een verscheidenheid aan draagbare elektronische apparaten zoals mobiele telefoons, draagbare digitale assistenten (PDA's) en notebooks, zelfs als de afstand tussen de de ontvanger en zender van de gebruiker variëren. Het zou ook goed moeten presteren onder de omstandigheden van een veranderend programma (anders dan traditionele uitzendingen en televisie). De combinatie van een high-gain low-noise versterker (LNA) met een PIN-diode-bypass-schakelaar kan een goedkope oplossing opleveren voor een front-end van een mobiele tv-ontvanger met overbelastingsbeveiliging en hoge gevoeligheid.
De meest praktische manier om een mobiele tv-ontvanger te realiseren, is door de versterking van de ontvanger te verminderen bij sterke signaalomstandigheden. De variabele RF-signaalversterking vereenvoudigt de lineariteitseisen van de mengtrap, waardoor het gebruik van goedkope RF-IC's mogelijk wordt gemaakt om ontvangermodules te bouwen. In een cascade-analyse met een schakelbare / instelbare versterkingsontvangerfront-end, zal de verbetering van het derde-orde intermodulatie-onderscheppingspunt (IIP3) van de ingang een functie zijn van de versterkingsverandering. In vergelijking met ontvangers met vaste versterking kunnen ontvangers met instelbare versterking beter omgaan met sterke signalen.
De automatische versterkingsregeling (AGC) -circuit kan ook worden gebruikt om de LNA-versterking te wijzigen, en omdat de AGC gewoonlijk vóór het kanaalfilter wordt geïmplementeerd, kan deze reageren op de overbelasting van de aangrenzende kanaaltransmissie.
Een manier om de RF-versterking te verminderen, is door een deel van het RF-signaal vóór de LNA naar aarde te shunten. Deze methode gebruikt het minste aantal RF-schakelelementen, maar als de schakelaar is uitgeschakeld, komt de impedantie niet overeen, wat van invloed kan zijn op andere delen van het systeem. Een tijdelijke oplossing is om het dempingselement te verbinden met het hoge impedantie of "hete" uiteinde van het LNA-parallelle resonantienetwerk, hoewel vanuit het perspectief van een groter versterkingsregelbereik, deze benadering de RF-selectiviteit opoffert vóór de LNA.
Wanneer het ontvangen signaal de trappen achter de LNA overbelast (zoals een mixer of een middenfrequente (IF) versterker), kan een paar RF-schakelaars ook worden gebruikt om de LNA-trap te omzeilen. In de bypass-toestand wordt het ingangssignaal rechtstreeks naar de neerwaartse omzetter-IC verzonden. Zolang de componenten in de bypass-signaallus overeenkomen met de karakteristieke impedantie (mobiele tv is 75Ω), is de kans op mismatch minimaal. Natuurlijk maakt de toegevoegde schakelaar het circuit ingewikkelder.
Een andere manier is om de RF-versterking te verminderen door de ruststroom die aan het actieve apparaat van de LNA wordt geleverd, te verminderen. Versterkers en apparaten die deze technologie gebruiken, zoals dual-gate MOSFET's, gebruiken extra apparaataansluitingen om de biasstroom te regelen. Omdat er geen schakelelement wordt gebruikt, is deze versterkingsregelmethode de eenvoudigste in het circuit, maar omdat de collector- / afvoerstroom lager is dan het DC-werkpunt van het nominale apparaat, wordt de lineariteit ervan opgeofferd.
Om te voldoen aan de eisen van de klant voor LNA in dual-mode (analoog / digitaal) mobiele tv-ontvangers die in het 47 ~ 870 MHz-spectrum werken, werden verschillende MMIC-opties overwogen, maar hun lineariteit was niet goed genoeg, dus werden ze niet overgenomen. Hier wordt een breedband MMIC LNA met hoge lineariteit (type MGA-68563) en een externe PIN-diodeschakelaar gebruikt om een schema te ontwerpen.
Dit eentraps GaAs PHEMT LNA-apparaat heeft een poortbreedte van 800 micron (Figuur 3). De poort van het apparaat is verbonden met een interne stroomspiegel om de effecten van procesveranderingen aan te vullen en de effecten van variaties in drempelspanning te minimaliseren. De LNA gebruikt negatieve feedback met verlies om stabiliteit te bereiken en de amplituderespons te stabiliseren binnen een 3dB-venster (± 1.5dB) in het spectrum van 100 MHz ~ 1 GHz.
Vanwege de interne feedback en het uitgangsretourverlies van minder dan 10 dB, vereist deze MMIC geen aanpassing van de uitgangsimpedantie. Het afstemmen van de invoer in zo'n breed frequentiebereik (47 ~ 870 MHz) bleek echter moeilijk te zijn en vereist een onconventionele methode. Om de verliesindex van het ingangsretourverlies te optimaliseren, moet de afvoerstroom (Ids) van de FET hoog zijn. De nominale waarde is 10mA. De 20mA Id's kunnen voldoen aan de prestatievereisten voor ingangsretourverlies, maar de Id's zijn geselecteerd als 30mA om het breed genoeg te maken om eventuele impact te compenseren die wordt veroorzaakt door het toegevoegde PIN-diodeschakingscircuit. Pin 4 van de MMIC LNA regelt de stroom die door de interne biasstroomgenerator vloeit via een externe weerstand R1. Als u de grootte van R1 wijzigt, worden Id's gewijzigd, maar de voedingsspanning Vd blijft op 3V. Drie keer de nominale Id's kunnen een hogere lineariteit bieden.
Bij het ontwerpen van het LNA / schakelcircuit zijn in het begin 4 PIN-diodes gebruikt in de bypass-schakelaar. Dit is een gebruikelijke configuratie voor dubbelpolige dubbelschakelaars (DPDT). Het werkingsprincipe van deze schakeling is om het paar PIN-diodes op het bovenste gedeelte te laten geleiden, en het paar op het onderste gedeelte nul-voorspanning te maken, en vice versa. Bij normaal gebruik geleiden alleen het lage paar PIN-diodes en versterkt de LNA het RF-signaal. Wanneer de RF-versterking moet worden verminderd, wordt het bovenste paar PIN-diodes ingeschakeld en wordt het RF-signaal rond de LNA geleid in een bypass-modus. Deze weerstanden worden gebruikt om de voorwaartse stroom van de PIN-diode aan te passen en het RF-signaal van de logische besturingspoorten VSW1 en VSW2 te isoleren. Het eerste ontwerp gebruikte veel componenten, dus er was een eenvoudigere oplossing nodig.
Door met klanten te communiceren, hebben we een eenvoudigere dubbelpolige single-throw (DPST) -schakelaar ontwikkeld, die alleen het bypass-pad naar de invoer- en uitvoerpoorten hoeft aan of los te koppelen. Aangezien de schakelbesturing van het LNA-pad niet langer wordt uitgevoerd, moet de LNA-voeding (Vdd) in de bypass-modus worden uitgeschakeld om de inherente isolatiekenmerken van de zuivere FET te gebruiken. Deze benadering vermindert de prestatie van het retourverlies van het bypass-pad omdat dit pad een eindige poort- en afvoerimpedantie heeft parallel met zuivere FET's.
Tijdens normaal bedrijf is de voeding van de PIN-diode uitgeschakeld (VSW = 0V), terwijl de LNA-voeding nog steeds is hersteld naar 3V. Deze PIN-diodes zonder voorspanning worden echter beïnvloed door parasitaire capaciteit, dus de winst- en retourverliesprestaties van de LNA worden nadelig beïnvloed door de onvolledige isolatie van het bypasspad van de ingangs- en uitgangspoorten.
Onze andere producten:
