移動電視前端的過載保護及高靈敏度設計

移動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，而且在有強信號時還能容忍過載。可被整集成到車載娛樂(ICE)系統(tǒng)，以及手機、便攜式數(shù)字助理(PDA)、筆記本電腦等多種便攜式電子設備內的移動電視接收能力，即使在用戶的接收器和發(fā)射器間的距離隨行程而變化(不同于傳統(tǒng)廣播電視)的條件下也應有良好的表現(xiàn)。將高增益低噪放大器(LNA)與一個PIN二極管旁路開關結合起來就可實現(xiàn)帶過載保護、具有高靈敏度的移動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。

　　實現(xiàn)移動電視接收器最實用的辦法是在強信號條件下降低接收機的增益?？勺兩漕l信號增益簡化了對混頻器級的線性要求，從而允許使用低成本射頻IC來構建接收模塊。在配有可切換/可調節(jié)增益接收器前端的級聯(lián)分析中，輸入三階交調截取點(IIP3)的改善將是增益變化的函數(shù)(見圖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化結構框圖。

　　自動增益控制(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現(xiàn)AGC，所以它可以對來自鄰近信道傳輸?shù)倪^載做出響應。

　　降低RF增益的一個辦法是在LNA之前將部分射頻信號分流到地,見圖2(a)。該方法使用的射頻開關元件數(shù)量最少，但是當開關關閉時，會使得阻抗不匹配，從而可能影響系統(tǒng)其它部分。一種變通方法是把阻尼元件連至LNA并聯(lián)諧振網絡的高阻抗或“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)呈過載時，還可以借助一對射頻開關來旁路LNA級。在旁路狀態(tài)，輸入信號直接傳送到下變頻器IC,見圖2(b)。只要旁路信號回路內的器件匹配特征阻抗(移動電視是75Ω)，不匹配的機會就會降至最小。當然，增加的開關使電路更復雜。

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

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

　　為滿足客戶對工作在47~870MHz頻譜的雙模(模擬/數(shù)字)移動電視接收機內LNA的要求，考慮了幾種MMIC選擇(表2)，但它們的線性度并不夠好，因此沒被采用。這里采用一個寬帶高線性度MMIC LNA(MGA-68563型)和一個外接PIN二極管開關設計出了一個方案。