移动电视前端的过载保护及高灵敏度设计

　　因其内部反馈和低于10dB的输出回波损耗，该MMIC不需要输出阻抗匹配。但在一个如此宽的频率范围(47~870MHz)对输入进行匹配，被证明并非易事且需要一个非传统的方法，其中为优化输入回波损耗指标，FET的漏极电流(Ids)要高于标称值10mA。20mA的Ids就可满足输入回波损耗性能要求，但Ids被选为30mA以使其足够宽裕来补偿增加的PIN二极管开关电路带来的任何影响。该MMIC LNA的引脚4通过外接电阻器R1控制流过内部偏置电流发生器的电流(图3(a)及4(b))。改变R1的尺寸规格会改变Ids，但电源电压Vd将保持为3V。将标称Ids加大三倍可提供更高线性度。

　　图3：MGA-68563 MMIC LNA(b)的简化等效电路(a)。

　　在设计LNA/开关电路时，一开始旁路开关(图5(a))采用了4个PIN二极管。对双刀双掷(DPDT)开关来说，这是常见的配置。该电路的工作原理是使位于上部的PIN二极管对导通，使下部的这对为零偏置，反之亦然。在正常操作中，只有低的这对PIN二极管导通，而LNA对射频信号进行放大。当必须降低射频增益时，上部这对PIN二极管导通，射频信号以旁路模式围绕LNA路由。这些电阻用于调节PIN二极管的正向电流以及将射频信号与逻辑控制端口VSW1和VSW2隔绝。第一款设计用的元件数量不少，所以要寻找一种更简单的方案。

　　通过与客户沟通，我们开发出一种更简单的双刀单掷(DPST)开关(图5(b))，只需把旁路路径与输入和输出端口连接或断开。由于不再对LNA通路进行切换控制，为利用未偏置FET的本有隔绝特性，在旁路模式时必须关闭LNA电源(Vdd)。这种方法降低了旁路通路的回波损耗性能，因为该通路具有未偏置FET并联的有限栅极和漏极阻抗。

　　图5：(a)最初设计的开关电路带有4个PIN二极管；(b)修改后的电路仅有2个PIN二极管。

　　在正常工作中，PIN二极管电源关闭(VSW=0V)，而LNA电源仍恢复至3V。但这些零偏置PIN二极管受到寄生电容的影响，因此LNA的增益与回波损耗性能因旁路路径与输入和输出端口的不完全隔离而受损。

　　在LNA/开关内，电感L1和L2是铁氧体磁珠，它们在MMIC和二极管偏置网络的整个范围内呈现出高阻抗(图5(b))。没有L1作为扼流圈，输入信号的一部分将通过与电阻R3并联的寄生电容旁路到地。在没有L1的原型板上进行的测量表明，该电感可防止LNA噪声指标的恶化。电容C3、C4和C5将射频信号从直流电源中解耦出来，它们的容抗值都不大(在最低工作频率下的Xc为5Ω)。电容C1和C2在MMIC的输入和输出端起隔直作用。特意选择C2为一个较小值，以产生高通响应，从而补偿MMIC在高频下固有的增益滚降特性。电阻R1和R2控制MMIC的电流，它们使得当Vdd=3V时，电流为30mA。在VSW=3V时，电阻R3、R4和R5将PIN二极管的正向偏置限制在约为2.5mA。