मोबाइल टीवी को फ्रंट एंड प्राप्त करने के लिए ट्रांसमीटर से दूर काम करने और एक मजबूत सिग्नल होने पर अधिभार को सहन करने के लिए आवश्यक संवेदनशीलता होनी चाहिए। इसे इन-व्हीकल एंटरटेनमेंट (ICE) सिस्टम, साथ ही विभिन्न प्रकार के पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे कि मोबाइल फोन, पोर्टेबल डिजिटल असिस्टेंट (PDAs), और नोटबुक कंप्यूटर में क्षमताओं को प्राप्त करने वाले मोबाइल टीवी में एकीकृत किया जा सकता है, भले ही दोनों के बीच की दूरी उपयोगकर्ता का रिसीवर और ट्रांसमीटर भिन्न होता है। इसे बदलते समय (पारंपरिक प्रसारण और टेलीविजन से अलग) की शर्तों के तहत भी अच्छा प्रदर्शन करना चाहिए। पिन डायोड बाईपास स्विच के साथ एक उच्च-लाभ वाले कम-शोर एम्पलीफायर (LNA) को मिलाकर अधिभार संरक्षण और उच्च संवेदनशीलता के साथ एक मोबाइल टीवी रिसीवर फ्रंट एंड के लिए कम-लागत समाधान प्राप्त कर सकता है।
मोबाइल टीवी रिसीवर को महसूस करने का सबसे व्यावहारिक तरीका है कि मजबूत सिग्नल की स्थिति के तहत रिसीवर का लाभ कम किया जाए। चर आरएफ सिग्नल लाभ मिक्सर चरण की रैखिकता आवश्यकताओं को सरल करता है, जिससे रिसीवर मॉड्यूल बनाने के लिए कम लागत वाले आरएफ आईसी के उपयोग की अनुमति मिलती है। स्वैचेबल / एडजस्टेबल गेन रिसीवर फ्रंट एंड के साथ कैस्केड एनालिसिस में, इनपुट थर्ड-ऑर्डर इंटरमॉड्यूलेशन इंटरसेप बिंदु (IIP3) के सुधार लाभ परिवर्तन का एक कार्य होगा। फिक्स्ड गेन रिसीवर्स की तुलना में, एडजस्टेबल गेन रिसीवर्स मजबूत सिग्नल को बेहतर तरीके से संभाल सकते हैं।
स्वचालित लाभ नियंत्रण (AGC) सर्किट का उपयोग LNA लाभ को बदलने के लिए भी किया जा सकता है, और क्योंकि AGC आमतौर पर चैनल फ़िल्टर से पहले लागू किया जाता है, यह आसन्न चैनल ट्रांसमिशन से अधिभार का जवाब दे सकता है।
आरएफ लाभ को कम करने का एक तरीका एलएनए से पहले जमीन पर आरएफ सिग्नल का हिस्सा अलग करना है। यह विधि कम से कम आरएफ स्विचिंग तत्वों का उपयोग करती है, लेकिन जब स्विच बंद हो जाता है, तो प्रतिबाधा मेल नहीं खाएगी, जो सिस्टम के अन्य भागों को प्रभावित कर सकती है। वर्कअराउंडिंग भिगोने वाले तत्व को LNA समानांतर रेजोनेंट नेटवर्क के उच्च प्रतिबाधा या "हॉट" छोर से जोड़ना है, हालांकि एक बड़े लाभ नियंत्रण रेंज के दृष्टिकोण से, यह दृष्टिकोण LNA से पहले RF चयनात्मकता का त्याग करता है।
जब प्राप्त संकेत LNA के पीछे के चरणों को ओवरलोड करता है (जैसे कि मिक्सर या एक मध्यवर्ती आवृत्ति (IF) एम्पलीफायर), तो RF स्विच की एक जोड़ी का उपयोग LNA चरण को बायपास करने के लिए भी किया जा सकता है। बायपास स्थिति में, इनपुट सिग्नल सीधे डाउन कनवर्टर आईसी को प्रेषित होता है। जब तक बाईपास सिग्नल लूप में घटक विशेषता प्रतिबाधा से मेल खाते हैं (मोबाइल टीवी 75 the है), बेमेल की संभावना कम से कम हो जाएगी। बेशक, जोड़ा स्विच सर्किट को अधिक जटिल बनाता है।
एक अन्य तरीका एलएनए के सक्रिय डिवाइस को आपूर्ति की गई वर्तमान धारा को कम करके आरएफ लाभ को कम करना है। इस तकनीक का उपयोग करने वाले एम्पलीफायर और डिवाइस, जैसे कि ड्यूल-गेट एमओएसएफईटी, पूर्वाग्रह को नियंत्रित करने के लिए अतिरिक्त डिवाइस टर्मिनलों का उपयोग करते हैं। चूंकि कोई स्विचिंग तत्व का उपयोग नहीं किया जाता है, इसलिए यह लाभ नियंत्रण विधि सर्किट में सबसे सरल है, लेकिन क्योंकि कलेक्टर / नाली वर्तमान रेटेड डिवाइस के डीसी ऑपरेटिंग बिंदु से कम है, इसकी रैखिकता बलिदान की जाती है।
47 ~ 870 मेगाहर्ट्ज स्पेक्ट्रम में काम कर रहे डुअल-मोड (एनालॉग / डिजिटल) मोबाइल टीवी रिसीवर में एलएनए के लिए ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, कई एमएमआईसी विकल्पों पर विचार किया गया था, लेकिन उनकी रैखिकता काफी अच्छी नहीं थी, इसलिए उन्हें अपनाया नहीं गया था। यहाँ एक ब्रॉडबैंड उच्च रैखिकता MMIC LNA (MGA-68563 प्रकार) और एक योजना को डिजाइन करने के लिए एक बाहरी पिन डायोड स्विच को गोद ले।
इस एकल-चरण GaAs PHEMT LNA डिवाइस की गेट चौड़ाई 800 माइक्रोन (चित्र 3) है। डिवाइस का गेट प्रक्रिया परिवर्तन के प्रभावों को पूरक करने और थ्रेशोल्ड वोल्टेज विविधताओं के प्रभावों को कम करने के लिए एक आंतरिक वर्तमान दर्पण से जुड़ा हुआ है। LNA स्थिरता प्राप्त करने और 3MHz ~ 1.5GHz स्पेक्ट्रम में एक 100DB विंडो (± 1dB) के भीतर आयाम प्रतिक्रिया को स्थिर करने के लिए हानिरहित नकारात्मक प्रतिक्रिया का उपयोग करता है।
इसकी आंतरिक प्रतिक्रिया और आउटपुट रिटर्न लॉस 10dB से कम होने के कारण, इस MMIC को आउटपुट प्रतिबाधा मिलान की आवश्यकता नहीं है। हालांकि, इस तरह के एक व्यापक आवृत्ति रेंज (47 ~ 870 मेगाहर्ट्ज) में इनपुट से मेल करना मुश्किल साबित हुआ और इसके लिए एक अपरंपरागत विधि की आवश्यकता है। इनपुट रिटर्न लॉस इंडेक्स को ऑप्टिमाइज़ करने के लिए, FET का ड्रेन करंट (Ids) अधिक होना चाहिए। नॉमिनल वैल्यू 10mA है। 20mA Ids इनपुट रिटर्न लॉस परफॉर्मेंस आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, लेकिन जोड़े गए पिन डायोड स्विचिंग सर्किट के कारण होने वाले किसी भी प्रभाव की भरपाई करने के लिए Ids को 30mA के रूप में चुना गया था। MMIC LNA का पिन 4 बाहरी अवरोधक R1 के माध्यम से आंतरिक पूर्वाग्रह वर्तमान जनरेटर के माध्यम से प्रवाह को नियंत्रित करता है। R1 का आकार बदलने से Ids बदल जाएगा, लेकिन बिजली की आपूर्ति वोल्टेज Vd 3V पर रहेगी। तीन बार नाममात्र Ids उच्च रैखिकता प्रदान कर सकता है।
LNA / स्विच सर्किट को डिजाइन करते समय, शुरुआत में 4 पिन डायोड का उपयोग बाईपास स्विच में किया गया था। यह डबल पोल डबल थ्रो (DPDT) स्विच के लिए एक सामान्य कॉन्फ़िगरेशन है। इस सर्किट का कार्य सिद्धांत ऊपरी भाग के आचरण पर पिन डायोड की जोड़ी बनाना है, और निचले हिस्से को शून्य पूर्वाग्रह पर जोड़ी बनाना है, और इसके विपरीत। सामान्य ऑपरेशन में, पिन डायोड की केवल निम्न जोड़ी आचरण करती है, और एलएनए आरएफ सिग्नल को बढ़ाता है। जब आरएफ लाभ कम किया जाना चाहिए, पिन डायोड की ऊपरी जोड़ी चालू हो जाती है, और आरएफ सिग्नल बाईपास मोड में LNA के आसपास रूट किया जाता है। इन प्रतिरोधों का उपयोग पिन डायोड के आगे के वर्तमान को समायोजित करने और तर्क नियंत्रण पोर्ट VSW1 और VS2 से आरएफ सिग्नल को अलग करने के लिए किया जाता है। पहले डिजाइन में बहुत सारे घटकों का उपयोग किया गया था, इसलिए एक सरल समाधान की आवश्यकता थी।
ग्राहकों के साथ संचार के माध्यम से, हमने एक सरल डबल-पोल सिंगल-थ्रो (डीपीएसटी) स्विच विकसित किया है, जिसे केवल बाईपास पथ को इनपुट और आउटपुट पोर्ट से कनेक्ट या डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता है। चूंकि LNA पथ का नियंत्रण स्विच नहीं किया जाता है, इसलिए निष्पक्ष FET की अंतर्निहित अलगाव विशेषताओं का उपयोग करने के लिए, LNA बिजली की आपूर्ति (Vdd) को बाईपास मोड में बंद किया जाना चाहिए। यह दृष्टिकोण बाईपास पथ के रिटर्न लॉस परफॉर्मेंस को कम करता है क्योंकि इस रास्ते में निष्पक्ष गेट हैं और निष्पक्ष एफईटी के साथ समानांतर में नाली प्रतिबाधा है।
सामान्य ऑपरेशन के दौरान, पिन डायोड बिजली की आपूर्ति बंद है (वीएसडब्ल्यू = 0 वी), जबकि एलएनए बिजली की आपूर्ति अभी भी 3 वी तक बहाल है। हालांकि, ये शून्य-पूर्वाग्रह पिन डायोड परजीवी समाई से प्रभावित होते हैं, इसलिए इनपुट और आउटपुट पोर्ट से बाईपास पथ के अधूरे अलगाव के कारण LNA का लाभ और वापसी हानि प्रदर्शन बिगड़ा हुआ है।
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