【導(dǎo)讀】在汽車上安裝我們大多數(shù)人都知道(或喜歡或鄙視)的高天線桿的日子早已過去。這些舊的天線樣式很適合標(biāo)準(zhǔn)的AM和FM模擬無線電接收。但今天的車輛接收更多的無線內(nèi)容，如Sirius XM衛(wèi)星廣播、GPS定位服務(wù)、數(shù)字音頻頻段、電視等等。所有這些都在現(xiàn)代車載無線電的構(gòu)成中發(fā)揮著重要作用。
有些人可能不知道，緊急廣播仍需要AM/FM，許多汽車制造商認(rèn)為這是個(gè)安全功能——更不用說AM/FM還提供非訂閱內(nèi)容。基于GPS定位和LTE/5G手機(jī)功能現(xiàn)在是車輛緊急呼叫、衛(wèi)星廣播和自動(dòng)駕駛系統(tǒng)的一部分。在電氣上，這些服務(wù)都有自己的頻段，從用于AM無線電的高kHz區(qū)域到分別用于GPS和SXM的1.5 GHz和2.3 GHz。每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路都是不同的，過去常被設(shè)計(jì)成獨(dú)立的電子控制單元。智能天線中，幾乎所有這些驅(qū)動(dòng)電路都濃縮在一個(gè)外殼中，可采用多種外形，如鯊魚鰭、微型或玻璃天線。
圖1. 鯊魚鰭、微型和玻璃天線
在當(dāng)今集成分立半導(dǎo)體的世界里，各種應(yīng)用仍需要只有分立器件才能提供的低噪聲、高增益和隔離性能。這些優(yōu)點(diǎn)使車載無線電不僅能保持其信號(hào)強(qiáng)度，而且能在眾多具有挑戰(zhàn)性的天氣和位置條件下提供清晰的音頻。智能天線是個(gè)完美的例子，展示了射頻(RF)分立器件的組合。
圖2. AM/FM RF前端電路框圖
一個(gè)典型的AM/FM RF前端電路(圖2)含多個(gè)分立半導(dǎo)體，用于低噪聲放大器(LNA)、自動(dòng)增益控制(AGC)、穩(wěn)壓和靜電放電(ESD)保護(hù)功能。安森美(onsemi)的符合車規(guī)的寬廣產(chǎn)品組合提供了整個(gè)塊中所需要的所有器件。NSVJ3557SA3和NSVJ3910SB3高壓結(jié)場效應(yīng)晶體管(JFET)提供強(qiáng)固的AM LNA方案，使5 V驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)9.5 dB的功率增益。
同樣，對(duì)于FM LNA，NSVF6001SB6和NSVF6003SB6是高增益(22 dB)、低噪聲系數(shù)(低于2.0 dB)的RF雙極結(jié)晶體管(BJT)方案，可提高接收器的靈敏度，直接關(guān)系到更好的FM音質(zhì)。
AGC或補(bǔ)償器電路在低電壓范圍內(nèi)工作，需要只有分立器件才能提供的低寄生方案。NSVR351SDSA3雙肖特基勢壘二極管具有小于1 pF的電容和低正向電壓(VF)，提高了零偏置電平檢測的靈敏度。一旦檢測到信號(hào)，運(yùn)算放大器(OP Amp)就可以調(diào)整電壓，低靜態(tài)電流的NCV2904就符合這一要求。NSVP249SDSF3雙PIN二極管提供低串行電阻(2.5 Ω)，作為RF開關(guān)，用于電平調(diào)整/補(bǔ)償信號(hào)的出口，以完成AGC塊。
這些產(chǎn)品結(jié)合在一起，提供完整的AM/FM前端方案，具備同類最佳的增益和噪聲性能。與集成電路方案相比，電路設(shè)計(jì)人員使用上述分立器件實(shí)現(xiàn)更廣泛的調(diào)諧器能力。這使得在設(shè)計(jì)上有更大的靈活性，以滿足當(dāng)今車輛的挑戰(zhàn)性環(huán)境。
ESD保護(hù)二極管獨(dú)立于無線電元件，通常直接置于天線連接器上，以保護(hù)敏感的前端塊。安森美的產(chǎn)品，如SZESD7551和SZESD7410，具有目前市場上最高等級(jí)(30 kV)的ESD，并具有所需的極低寄生電容和互調(diào)失真(IMD)性能以防干擾音頻信號(hào)。圖3顯示了這全套領(lǐng)先市場的RF分立元件用于鯊魚鰭天線應(yīng)用中。
圖3. AM/FM前端實(shí)施示例
下一次，當(dāng)您掃描汽車收音機(jī)去搜尋完美歌曲或收聽最新的交通狀況時(shí)，您可感謝安森美的小信號(hào)RF元件在任何路況下都提供清晰的音頻。
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