基于ATR4251的汽車天線研究

為避免在大信號(hào)情況下出現(xiàn)激勵(lì)過度，兩個(gè)放大器都配有自動(dòng)增益控制電路 (AGC)。兩個(gè)獨(dú)立的AGC電路，門限可分別調(diào)節(jié)，可防止AM強(qiáng)信號(hào)阻塞微弱的FM電臺(tái)，反之亦然。ATR4251還集成了電平檢測器，以使放大器具有高線性和出色的大信號(hào)特性 (FM輸入交調(diào)截取點(diǎn)為142 dBμV，AM為146 dBμV)。(見圖2：ATR4251的功能框圖)。

汽車無線電的AM調(diào)諧器在輸入端一般使用PIN 二極管衰減器。這些PIN二極管衰減器通過降低調(diào)諧器的輸入阻抗，從而減小來自天線的信號(hào)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用，ATR4251的AM放大器輸出端還串接了一個(gè)約33歐姆的電阻。該串接電阻一方面用于確保無線電調(diào)諧器有確定源阻抗；另一方面用于保護(hù)AM天線放大器的輸出級(jí)，防止汽車無線電中的PIN二極管衰減器造成短路。

FM放大器的NPN晶體管的所有管腳都可從外面按客戶要求進(jìn)行優(yōu)化配接。對(duì)低成本應(yīng)用，可采用共發(fā)射極接法；這種接法材料成本合理，性能也不錯(cuò)。對(duì)高端應(yīng)用，可采用帶無損變壓器反饋的共基極接法；這種接法的交調(diào)截點(diǎn) (OIP3)高，達(dá)148 dBμV，具有低噪聲系數(shù) (2.8 dB)，而且電流消耗合理。在兩種接法下，放大器的增益、輸入和輸出阻抗都可通過改變外接部件來調(diào)節(jié)。

ATR4251芯片還分別針對(duì)AM和FM頻帶配備了兩個(gè)獨(dú)立的AGC電路，防止天線放大器在非常強(qiáng)的天線信號(hào)下出現(xiàn)過度激勵(lì)。放大器輸出接了一個(gè)分壓器 (在AM電路中為電阻性的，在FM中為電容性的)。分出的信號(hào)施加在對(duì)應(yīng)的AGC電平檢測器上 (該檢測器經(jīng)專門優(yōu)化失真很小)。整流后的信號(hào)與內(nèi)部參考電平相比較。對(duì)于具體的應(yīng)用，AGC的閾值可通過改變外接分壓器的分壓比來輕易調(diào)節(jié)。當(dāng)信號(hào)達(dá)到閾值，AGC輸出打開一個(gè)外接晶體管；該晶體管控制PIN二極管電流，從而降低放大器輸入信號(hào)的電平。

內(nèi)置的帶隙電壓基準(zhǔn)電路可維持整體技術(shù)參數(shù)不隨溫度和工作電壓變化而變化，即使擴(kuò)展到汽車級(jí)溫度范圍-40到+115℃。之所以要考慮這么高的上限溫度是因?yàn)樘炀€放大器會(huì)安裝在車頂。

總結(jié)和展望

愛特梅爾針對(duì)AM、FM、DRM以及HD無線電提供高集成度的天線放大器。用這種天線放大器能實(shí)現(xiàn)出色的接收性能。愛特梅爾的天線放大器動(dòng)態(tài)范圍大，因而收音清晰，甚至在汽車行駛時(shí)天線處于信號(hào)強(qiáng)度快速變化的極端困難情況下也不會(huì)失真。這種長電纜、小尺寸的時(shí)髦天線會(huì)造成信號(hào)損失，而這種損耗可通過阻抗匹配的放大器來補(bǔ)償。

愛特梅爾已計(jì)劃推出ATR4251的提升版，進(jìn)一步提高性能和降低應(yīng)用的部件成本。

愛特梅爾在設(shè)計(jì)無線廣播解決方案領(lǐng)域已有30年經(jīng)驗(yàn)，例如AM/FM前端器件或有源天線方案，其中一個(gè)重要領(lǐng)域是汽車無線電。愛特梅爾擁有精深的無線電技術(shù)秘訣，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (ISO 9001和TS 16949)，因而能滿足汽車市場的特定質(zhì)量和性能要求。愛特梅爾提供天線放大器和調(diào)諧器前端的完整解決方案，并有各種開發(fā)工具 (包括軟件和專門的參考設(shè)計(jì)) 以支持設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn).