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，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電視接收能力，即使在用戶的接收器和發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PIN二極管旁路開關結合起來就可實現帶過載保護、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。可變射頻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/可調節增益接收器前端的級聯分析中，輸入三階交調截取點(IIP3)的改善將是增益變化的函數(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AGC，所以它可以對來自鄰近信道傳輸的過載做出響應。

　　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，從而可能影響系統其它部分。一種變通方法是把阻尼元件連至LNA并聯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，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。