移動(dòng)電視前端的過(guò)載保護及高靈敏度設計

移動(dòng)電視接收前端必須具有在遠離發(fā)射器條件下工作所需的靈敏度，而且在有強信號時(shí)還能容忍過(guò)載?？杀徽傻杰?chē)載娛樂(lè )(ICE)系統，以及手機、便攜式數字助理(PDA)、筆記本電腦等多種便攜式電子設備內的移動(dòng)電視接收能力，即使在用戶(hù)的接收器和發(fā)射器間的距離隨行程而變化(不同于傳統廣播電視)的條件下也應有良好的表現。將高增益低噪放大器(LNA)與一個(gè)PIN二極管旁路開(kāi)關(guān)結合起來(lái)就可實(shí)現帶過(guò)載保護、具有高靈敏度的移動(dòng)電視接收器前端的低成本方案。

表1： 圖1所示接收器前端的增益和IP3。

　　實(shí)現移動(dòng)電視接收器最實(shí)用的辦法是在強信號條件下降低接收機的增益?？勺兩漕l信號增益簡(jiǎn)化了對混頻器級的線(xiàn)性要求，從而允許使用低成本射頻IC來(lái)構建接收模塊。在配有可切換/可調節增益接收器前端的級聯(lián)分析中，輸入三階交調截取點(diǎn)(IIP3)的改善將是增益變化的函數(見(jiàn)圖1和表1)。與固定增益接收器相比，可調增益接收器能更好地處理強信號。

　　圖1：帶有可變增益LNA級的接收器前端的簡(jiǎn)化結構框圖。

　　自動(dòng)增益控制(AGC)電路也可被用于改變LNA增益，而且由于通常是在通道濾波器前實(shí)現AGC，所以它可以對來(lái)自鄰近信道傳輸的過(guò)載做出響應。

　　降低RF增益的一個(gè)辦法是在LNA之前將部分射頻信號分流到地,見(jiàn)圖2(a)。該方法使用的射頻開(kāi)關(guān)元件數量最少，但是當開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，會(huì )使得阻抗不匹配，從而可能影響系統其它部分。一種變通方法是把阻尼元件連至LNA并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò )的高阻抗或“熱”端，盡管從更大的增益控制范圍角度看，這種方法在LNA之前犧牲了射頻選擇性。

　　當接收到的信號對LNA后面的各級(如混頻器或中頻(IF)放大器)呈過(guò)載時(shí)，還可以借助一對射頻開(kāi)關(guān)來(lái)旁路LNA級。在旁路狀態(tài)，輸入信號直接傳送到下變頻器IC,見(jiàn)圖2(b)。只要旁路信號回路內的器件匹配特征阻抗(移動(dòng)電視是75Ω)，不匹配的機會(huì )就會(huì )降至最小。當然，增加的開(kāi)關(guān)使電路更復雜。

　　圖2：增益控制：(a)LNA輸入衰減；(b)LNA旁路開(kāi)關(guān)；(c)柵極偏置調制。

　　另一種辦法是通過(guò)減小供給LNA的有源器件的靜態(tài)電流來(lái)降低射頻增益，見(jiàn)圖2(c)。類(lèi)似雙柵極MOSFET等采用該技術(shù)的放大器和器件使用附加的器件終端來(lái)控制偏置電流。因為不采用開(kāi)關(guān)元件，所以這種增益控制方法在電路上最簡(jiǎn)單，但由于集電極/漏極電流低于額定器件直流工作點(diǎn)，它的線(xiàn)性度有所犧牲。

　　為滿(mǎn)足客戶(hù)對工作在47~870MHz頻譜的雙模(模擬/數字)移動(dòng)電視接收機內LNA的要求，考慮了幾種MMIC選擇(表2)，但它們的線(xiàn)性度并不夠好，因此沒(méi)被采用。這里采用一個(gè)寬帶高線(xiàn)性度MMIC LNA(MGA-68563型)和一個(gè)外接PIN二極管開(kāi)關(guān)設計出了一個(gè)方案。