הטלוויזיה הניידת המקבלת חזית חייבת להיות בעלת הרגישות הנדרשת לעבודה רחוקה מהמשדר ולסבול עומס יתר כאשר יש אות חזק. ניתן לשלב אותו במערכות בידור ברכב (ICE), כמו גם יכולות קבלת טלוויזיה סלולרית במגוון מכשירים אלקטרוניים ניידים כמו טלפונים ניידים, עוזרים דיגיטליים ניידים (מחשבי כף יד ניידים) ומחשבים ניידים, גם אם המרחק בין המקלט והמשדר של המשתמש משתנים. הם אמורים גם לבצע ביצועים טובים בתנאים של שינוי לוח הזמנים (שונה משידור וטלוויזיה מסורתיים). שילוב של מגבר בעל רעש נמוך בעל רווח גבוה (LNA) עם מתג מעקף של דיודה PIN יכול להשיג פתרון בעלות נמוכה עבור חזית מקלט טלוויזיה ניידת עם הגנה מפני עומס יתר ורגישות גבוהה.
הדרך המעשית ביותר לממש מקלט טלוויזיה ניידת היא להפחית את הרווח של המקלט בתנאי איתות חזקים. רווח האות RF המשתנה מפשט את דרישות הליניאריות של שלב המיקסר, ומאפשר שימוש במעגלי RF בעלות נמוכה לבניית מודולי מקלט. בניתוח מפל עם חזית מקלט רווח ניתנת להחלפה / מתכווננת, השיפור של נקודת יירוט אינטר-מודולציה (IIP3) מהסדר השלישי יהיה פונקציה של שינוי הרווח. בהשוואה למקלטי רווח קבוע, מקלטי רווח מתכווננים יכולים להתמודד טוב יותר עם אותות חזקים.
מעגל בקרת הרווח האוטומטי (AGC) יכול לשמש גם לשינוי רווח ה- LNA, ומכיוון שה- AGC מיושם בדרך כלל לפני פילטר הערוץ, הוא יכול להגיב לעומס יתר מהעברת הערוץ הסמוכה.
אחת הדרכים להפחית את רווח ה- RF היא להעביר חלק מאות ה- RF לקרקע לפני ה- LNA. שיטה זו משתמשת במספר הנמוך ביותר של רכיבי מיתוג RF, אך כאשר המתג כבוי, העכבה לא תתאים, מה שעשוי להשפיע על חלקים אחרים של המערכת. דרך לעקיפת הבעיה היא חיבור אלמנט השיכוך לעכבה הגבוהה או לקצה "החם" של רשת התהודה המקבילה LNA, אם כי מנקודת המבט של טווח בקרת רווח גדול יותר, גישה זו מקריבה את סלקטיביות ה- RF לפני ה- LNA.
כאשר האות שהתקבל מעמיס יתר על המידה מאחורי ה- LNA (כגון מיקסר או מגבר תדר ביניים (IF)), ניתן להשתמש בזוג מתגי RF גם כדי לעקוף את שלב ה- LNA. במצב העוקף, אות הקלט מועבר ישירות לממיר IC למטה. כל עוד הרכיבים בלולאת האות העוקפת תואמים את העכבה האופיינית (הטלוויזיה הניידת היא 75Ω), הסיכוי לאי התאמה ימוזער. כמובן שהמתג הנוסף הופך את המעגל למסובך יותר.
דרך נוספת היא להפחית את רווח ה- RF על ידי הפחתת זרם השקט המסופק למכשיר הפעיל של ה- LNA. מגברים והתקנים המשתמשים בטכנולוגיה זו, כגון MOSFET כפול שער, משתמשים במסופי התקן נוספים כדי לשלוט על זרם ההטיה. מכיוון שלא נעשה שימוש באלמנט מיתוג, שיטת בקרת רווח זו היא הפשוטה ביותר במעגל, אך מכיוון שזרם האספן / הניקוז נמוך מנקודת ההפעלה DC של המכשיר המדורג, הקריבה שלו.
על מנת לעמוד בדרישות הלקוחות עבור LNA במקלטי טלוויזיה ניידים במצב כפול (אנלוגי / דיגיטלי) הפועלים בספקטרום 47 ~ 870MHz, נשקלו כמה אפשרויות MMIC, אך הליניאריות שלהם לא הייתה טובה מספיק, ולכן הן לא אומצו. כאן מאמץ MMIC LNA ליניאריות גבוהה בפס רחב (סוג MGA-68563) ומתג דיודות PIN חיצוני לתכנון תוכנית.
למכשיר GaAs PHEMT LNA חד-שלבי זה רוחב שער של 800 מיקרון (איור 3). שער המכשיר מחובר למראת זרם פנימית כדי להשלים את ההשפעות של שינויים בתהליך ולמזער את ההשפעות של שינויים במתח הסף. ה- LNA משתמש במשוב שלילי אובדן כדי להשיג יציבות ולייצב את תגובת המשרעת בתוך חלון 3dB (± 1.5dB) בספקטרום 100MHz ~ 1GHz.
בגלל משוב פנימי ואובדן החזר תפוקה נמוך מ -10dB, MMIC זה אינו דורש התאמת עכבת פלט. עם זאת, התאמת הקלט בטווח תדרים כה רחב (47 ~ 870 מגה-הרץ) הוכיחה את עצמה כקשה ודורשת שיטה לא שגרתית. על מנת למטב את מדד הפסד תשואת הקלט, זרם הניקוז (Ids) של ה- FET חייב להיות גבוה הערך הנומינלי הוא 10mA. ה- Id של 20mA יכול לעמוד בדרישות הביצועים של אובדן החזר קלט, אך ה- Ids נבחר כ- 30mA כדי להפוך אותו לרחב מספיק בכדי לפצות על כל השפעה שנגרמה על ידי מעגל מיתוג ה- PIN שנוסף. סיכה 4 של ה- MMIC LNA שולטת על הזרם הזורם דרך מחולל זרם ההטיה הפנימי דרך נגר חיצוני R1. שינוי הגודל של R1 ישתנה מזהים, אך מתח אספקת החשמל Vd יישאר על 3 וולט. שלוש פעמים מזהים נומינליים יכולים לספק לינאריות גבוהה יותר.
בעת תכנון מעגל ה- LNA / מתג שימשו 4 דיודות PIN במתג העוקף בתחילת הדרך. זוהי תצורה נפוצה עבור מתגי כפול מוט (DPDT) כפול מוט. עקרון העבודה של מעגל זה הוא לגרום לזוג דיודות ה- PIN בחלק העליון להתנהג, ולהפוך את הזוג בחלק התחתון לאפס, ולהיפך. בתפעול רגיל, רק הזוג הנמוך של דיודות ה- PIN מתנהל, וה- LNA מגביר את אות ה- RF. כאשר יש להפחית את רווח ה- RF, צמד הדיודות PIN העליונות מופעל, ואת אות ה- RF מנותב סביב ה- LNA במצב מעקף. נגדים אלה משמשים לכוונון הזרם הקדמי של דיודת ה- PIN ובידוד אות ה- RF מיציאות בקרת ההיגיון VSW1 ו- VSW2. התכנון הראשון השתמש בהרבה רכיבים, כך שהיה צורך בפתרון פשוט יותר.
באמצעות תקשורת עם הלקוחות, פיתחנו מתג פשוט יותר עם זריקה כפולה (DPST), אשר רק צריך לחבר או לנתק את נתיב העוקף ליציאות הכניסה והפלט. מאחר שבקרת מיתוג של נתיב ה- LNA כבר לא מתבצעת, על מנת לנצל את מאפייני הבידוד הטבועים של ה- FET המשוחד, יש לכבות את אספקת החשמל LNA (Vdd) במצב העוקף. גישה זו מקטינה את ביצועי הפסד ההחזר של נתיב העוקף מכיוון שלנתיב זה יש עכבה שערית וסופגת במקביל ל- FET ללא משוא פנים.
במהלך פעולה רגילה, אספקת החשמל של דיודת ה- PIN כבויה (VSW = 0V), בעוד שספק הכוח LNA עדיין משוחזר ל -3 V. עם זאת, דיודות PIN אלו עם הטיה אפסית מושפעות מקיבול טפילי, כך שביצועי הרווח והפסד ההחזר של ה- LNA נפגעים בגלל הבידוד המלא של נתיב העוקף מיציאות הכניסה והפלט.
המוצר השני שלנו:
