适合有源天线系统的低噪声、稳定型电源

汽车信息娱乐系统 (见图1)时代的到来标志着汽车采用简单车载收音机 (如图2中Mercedes汽车所配备的仪表板) 的日子一去不复返了。历史悠久的 AM/FM 收音机在信息娱乐控制板上仍然保有一席之地，但它与数字音频广播 (DAB)、数字和高清晰度电视 (HDTV)、卫星无线电、集成蜂窝电话、CD/DVD/MP3 播放器、全球定位系统(GPS)导航及视频游戏系统组合在一起。

图1 新式的汽车仪表板

是有源天线系统在汽车仪表板的背后对这种信息资源提供了支持。随着汽车信息娱乐中心复杂性的攀升，用于将音乐和数据馈入信息娱乐中心所需的有源天线数量有所增加。一部汽车平均拥有35个有源天线系统的情况比比皆是，它们用于组合型 AM、FM、DAB、HDTV、卫星广播、交通警示、蜂窝电话、WiMAX和GPS装置――有时，为了改善接收质量，每个频段会采用多个天线。这些有源天线系统中的敏感电路需要具备针对严酷汽车环境的保护和隔离能力，以及一种用于向主机系统提供天线状态和诊断反馈的方法。

图2 老式的汽车仪表板

过去，为了满足汽车天线系统中苛刻的保护要求组合以及所需的诊断功能，设计师不得不进行复杂的电流检测放大器、运算放大器和分立元件及其他IC的布局。而现在，单片IC解决方案的出现使这个问题迎刃而解。下面将以LT3050为例来具体说明。

在满负载条件下，LT3050可提供高达100mA的连续输出电流和一个340mV的典型压差电压。该IC具有一个2～45V的宽输入电压范围，并提供了低至0.6V的可调输出电压。单个电容器同时提供了超低噪声操作 (在10Hz～100kHz的大带宽范围内输出噪声仅为30μVRMS) 和基准软起动功能，从而消除了接通期间的大浪涌电流和输出电压过冲。LT3050的输出电压容差具有很高的准确度，在整个电压、负载和温度范围内达±2%。低工作静态电流(50μA)使其能够连续处于空闲状态，电池电量消耗极少，停机模式中的消耗电流下降至μA级。该IC分别采用12引脚2mm×3mm DFN封装和12引脚耐热性能增强型 MSOP封装，因而提供了紧凑的占板面积。

具保护和诊断功能的单片IC天线电源
作为许多有源天线电压电源的起始点，12V汽车电池与这些系统所需要的低噪声、稳定型电源相去甚远。除了噪声之外，这种12V“电源”还有可能遭受反向电池电压情况或负载突降(在这些场合中，电压会在C36～＋80V的范围内变化，甚至出现尖峰)的影响。LT3050在苛刻的电气环境中对其自身和天线均实施了保护，同时提供了一个稳定的低噪声输出电压。当天线电源内部发生短路时，LT3050还可利用一个准确和可编程的电流限值来对有源天线电源电路加以保护。汽车环境中的散热状况同样具有挑战性，因而要求凭借坚固的过热保护功能来使电源在 -40～＋125℃的温度范围内保持稳定。

除了这些棘手的保护要求以外，LT3050还简化了所需的诊断信息收集以报告天线状态。可编程开路检测功能电路负责监视天线电源电流，以防止其降至一个最小工作条件值以下；可编程短路检测功能电路则用于监视天线电源电流，以避免其超过一个规定的最大值，并通过限制电流来保护天线及其电源。此外，一个模拟电流监视器还将产生一个与天线电源电流成比例的信号。这便于用作一个诊断输入，或用于向系统发出指示信号，以告知所安装的天线类型。

一个准确、稳定和低噪声电源中的保护功能
LT3050可产生一个用于有源天线系统的稳定的低噪声电源，可隔离并保护天线系统免受高噪声、易变的12V汽车电源的不良影响。该IC能够承受±50V的输入电压和反向电池电压(可能产生自12V电源)以及至±50V的输出反转(见图3)。

图3 LT3050 针对负载突降情况的瞬态响应 (AC 耦合)