Mobil TV alıcı ön ucu, vericiden uzakta çalışmak ve güçlü bir sinyal olduğunda aşırı yüklemeyi tolere etmek için gereken hassasiyete sahip olmalıdır. Araç içi eğlence (ICE) sistemlerine ve ayrıca cep telefonları, taşınabilir dijital asistanlar (PDA'lar) ve dizüstü bilgisayarlar gibi çeşitli taşınabilir elektronik cihazlarda mobil TV alma yeteneklerine entegre edilebilir. kullanıcının alıcısı ve vericisi değişir Ayrıca değişen program koşulları altında da iyi performans göstermelidir (geleneksel yayın ve televizyondan farklıdır). Yüksek kazançlı, düşük gürültülü bir amplifikatörün (LNA) bir PIN diyot baypas anahtarı ile birleştirilmesi, aşırı yük koruması ve yüksek hassasiyete sahip bir mobil TV alıcısı ön ucu için düşük maliyetli bir çözüm sağlayabilir.
Mobil bir TV alıcısını gerçekleştirmenin en pratik yolu, güçlü sinyal koşullarında alıcının kazancını azaltmaktır. Değişken RF sinyal kazancı, mikser aşamasının doğrusallık gereksinimlerini basitleştirir ve alıcı modülleri oluşturmak için düşük maliyetli RF IC'lerin kullanımına izin verir. Değiştirilebilir / ayarlanabilir bir kazanç alıcısı ön ucuna sahip bir kademeli analizde, giriş üçüncü derece intermodülasyon kesişme noktasının (IIP3) iyileştirilmesi, kazanç değişiminin bir fonksiyonu olacaktır. Sabit kazançlı alıcılarla karşılaştırıldığında, ayarlanabilir kazanç alıcıları güçlü sinyalleri daha iyi idare edebilir.
Otomatik kazanç kontrolü (AGC) devresi, LNA kazancını değiştirmek için de kullanılabilir ve AGC genellikle kanal filtresinden önce uygulandığından, bitişik kanal iletiminden aşırı yüklenmeye yanıt verebilir.
RF kazancını azaltmanın bir yolu, RF sinyalinin bir kısmını LNA'dan önce toprağa bağlamaktır. Bu yöntem, en az sayıda RF anahtarlama elemanı kullanır, ancak anahtar kapatıldığında, empedans eşleşmez ve bu da sistemin diğer kısımlarını etkileyebilir. Bir geçici çözüm, sönümleme elemanını LNA paralel rezonans ağının yüksek empedansına veya "sıcak" ucuna bağlamaktır, ancak daha geniş bir kazanç kontrol aralığı perspektifinden bakıldığında, bu yaklaşım LNA'dan önceki RF seçiciliğini feda eder.
Alınan sinyal, LNA'nın arkasındaki aşamaları aşırı yüklediğinde (bir mikser veya bir ara frekans (IF) amplifikatörü gibi), LNA aşamasını atlamak için bir çift RF anahtarı da kullanılabilir. Baypas durumunda, giriş sinyali doğrudan alt dönüştürücü IC'ye iletilir. Baypas sinyal döngüsündeki bileşenler karakteristik empedansla eşleştiği sürece (mobil TV 75Ω), uyumsuzluk olasılığı en aza indirilecektir. Elbette eklenen anahtar devreyi daha karmaşık hale getirir.
Diğer bir yol, LNA'nın aktif cihazına sağlanan hareketsiz akımı azaltarak RF kazancını azaltmaktır. Çift kapılı MOSFET'ler gibi bu teknolojiyi kullanan amplifikatörler ve cihazlar, ön gerilim akımını kontrol etmek için ek cihaz terminalleri kullanır. Anahtarlama elemanı kullanılmadığından, bu kazanç kontrol yöntemi devredeki en basit yöntemdir, ancak toplayıcı / boşaltma akımı, nominal cihazın DC çalışma noktasından daha düşük olduğu için doğrusallığı feda edilir.
47 ~ 870 MHz spektrumunda çalışan çift modlu (analog / dijital) mobil TV alıcılarında LNA için müşteri gereksinimlerini karşılamak için, birkaç MMIC seçeneği düşünüldü, ancak doğrusallıkları yeterince iyi değildi, bu yüzden benimsenmedi. Burada, bir şema tasarlamak için bir geniş bant yüksek doğrusallık MMIC LNA (MGA-68563 tipi) ve harici bir PIN diyot anahtarı kullanır.
Bu tek aşamalı GaAs PHEMT LNA cihazı, 800 mikronluk bir kapı genişliğine sahiptir (Şekil 3). Cihazın kapısı, proses değişikliklerinin etkilerini desteklemek ve eşik voltaj değişikliklerinin etkilerini en aza indirmek için dahili bir akım aynasına bağlanır. LNA, kararlılığı sağlamak ve 3MHz ~ 1.5GHz spektrumunda bir 100dB pencere (± 1dB) içinde genlik yanıtını stabilize etmek için kayıplı negatif geri besleme kullanır.
Dahili geri beslemesi ve 10dB'den daha düşük çıkış dönüş kaybı nedeniyle, bu MMIC, çıkış empedans eşleştirmesi gerektirmez. Bununla birlikte, girişi böylesine geniş bir frekans aralığında (47 ~ 870 MHz) eşleştirmek zor oldu ve alışılmadık bir yöntem gerektirdi. Giriş dönüş kaybı indeksini optimize etmek için, FET'in boşaltma akımı (Ids) yüksek olmalıdır Nominal değer 10mA'dır. 20mA Ids, giriş dönüş kaybı performans gereksinimlerini karşılayabilir, ancak Ids, eklenen PIN diyot anahtarlama devresinin neden olduğu herhangi bir etkiyi telafi edecek kadar geniş olması için 30mA olarak seçildi. MMIC LNA'nın pimi 4, dahili öngerilim akım üretecinden harici bir direnç R1 üzerinden akan akımı kontrol eder. R1 boyutunun değiştirilmesi Ids'yi değiştirecektir, ancak güç kaynağı voltajı Vd 3V'de kalacaktır. Nominal kimliklerin üç katı daha yüksek doğrusallık sağlayabilir.
LNA / anahtar devresi tasarlanırken, başlangıçta bypass anahtarında 4 PIN diyot kullanıldı. Bu, çift kutuplu çift atışlı (DPDT) anahtarlar için ortak bir yapılandırmadır. Bu devrenin çalışma prensibi, üst kısımdaki PIN diyot çiftini iletmek ve alt kısımdaki çifti sıfır önyargı yapmak ve bunun tersini yapmaktır. Normal çalışmada, yalnızca düşük çift PIN diyotları iletir ve LNA, RF sinyalini güçlendirir. RF kazancının azaltılması gerektiğinde, üstteki PIN diyot çifti açılır ve RF sinyali bir baypas modunda LNA'nın etrafına yönlendirilir. Bu dirençler, PIN diyotunun ileri akımını ayarlamak ve RF sinyalini VSW1 ve VSW2 mantık kontrol portlarından izole etmek için kullanılır. İlk tasarımda çok sayıda bileşen kullanıldı, bu nedenle daha basit bir çözüme ihtiyaç vardı.
Müşterilerle iletişim kurarak, yalnızca baypas yolunu giriş ve çıkış bağlantı noktalarına bağlamak veya bağlantısını kesmek için gereken daha basit bir çift kutuplu tek atışlı (DPST) anahtar geliştirdik. LNA yolunun anahtarlama kontrolü artık gerçekleştirilmediğinden, tarafsız FET'in doğal izolasyon özelliklerini kullanmak için, LNA güç kaynağı (Vdd) baypas modunda kapatılmalıdır. Bu yaklaşım, baypas yolunun dönüş kaybı performansını azaltır çünkü bu yol, tarafsız FET'lere paralel olarak sonlu geçit ve boşaltma empedansına sahiptir.
Normal çalışma sırasında, PIN diyot güç kaynağı kapalıdır (VSW = 0V), bu arada LNA güç kaynağı hala 3V'a geri yüklenir. Bununla birlikte, bu sıfır yanlı PIN diyotları parazitik kapasitanstan etkilenir, bu nedenle, baypas yolunun giriş ve çıkış portlarından eksik izolasyonu nedeniyle LNA'nın kazanç ve geri dönüş kaybı performansı bozulur.
Bizim diğer ürün:
