改造汽车天线

由  Jeremy Correale 发布  - 01-14-2022 

在汽车上安装我们大多数人都知道(或喜欢或鄙视)的高天线杆的日子早已过去。这些旧的天线样式很适合标准的AM和FM模拟无线电接收。但今天的车辆接收更多的无线内容,如Sirius XM卫星广播、GPS定位服务、数字音频频段、电视等等。所有这些都在现代车载无线电的构成中发挥着重要作用。

有些人可能不知道,紧急广播仍需要AM/FM,许多汽车制造商认为这是个安全功能--更不用说AM/FM还提供非订阅内容。基于GPS定位和LTE/5G手机功能现在是车辆紧急呼叫、卫星广播和自动驾驶系统的一部分。在电气上,这些服务都有自己的频段,从用于AM无线电的高kHz区域到分别用于GPS和SXM的1.5 GHz和2.3 GHz。每个驱动电路都是不同的,过去常被设计成独立的电子控制单元。智能天线中,几乎所有这些驱动电路都浓缩在一个外壳中,可采用多种外形,如鲨鱼鳍、微型或玻璃天线。

Shark-fin, Micro Pole, and Glass Antennas

图 1. 鲨鱼鳍、微型和玻璃天线

在当今集成分立半导体的世界里,各种应用仍需要只有分立器件才能提供的低噪声、高增益和隔离性能。这些优点使车载无线电不仅能保持其信号强度,而且能在众多具有挑战性的天气和位置条件下提供清晰的音频。智能天线是个完美的例子,展示了射频(RF)分立器件的组合。

AM/FM RF Front-End Circuit Block Diagram 

图 2. AM/FM RF 前端电路框图

一个典型的AM/FM RF前端电路(图2)含多个分立半导体,用于低噪声放大器(LNA)、自动增益控制(AGC)、稳压和静电放电(ESD)保护功能。安森美(onsemi)的符合车规的宽广产品组合提供了整个块中所需要的所有器件。NSVJ3557SA3NSVJ3910SB3高压结场效应晶体管(JFET)提供强固的AM LNA方案,使5 V驱动器实现9.5 dB的功率增益。

同样,对于FM LNA,NSVF6001SB6NSVF6003SB6是高增益(22 dB)、低噪声系数(低于2.0 dB)的RF双极结晶体管(BJT)方案,可提高接收器的灵敏度,直接关系到更好的FM音质。

AGC或补偿器电路在低电压范围内工作,需要只有分立器件才能提供的低寄生方案。NSVR351SDSA3双肖特基势垒二极管具有小于1 pF的电容和低正向电压(VF),提高了零偏置电平检测的灵敏度。一旦检测到信号,运算放大器(OP Amp)就可以调整电压,低静态电流的NCV2904就符合这一要求。NSVP249SDSF3双PIN二极管提供低串行电阻(2.5 Ω),作为RF开关,用于电平调整/补偿信号的出口,以完成AGC块。

这些产品结合在一起,提供完整的AM/FM前端方案,具备同类最佳的增益和噪声性能。与集成电路方案相比,电路设计人员使用上述分立器件实现更广泛的调谐器能力。这使得在设计上有更大的灵活性,以满足当今车辆的挑战性环境。

ESD保护二极管独立于无线电元件,通常直接置于天线连接器上,以保护敏感的前端块。安森美的产品,如SZESD7551SZESD7410,具有目前市场上最高等级(30 kV)的ESD,并具有所需的极低寄生电容和互调失真(IMD)性能以防干扰音频信号。图3显示了这全套领先市场的RF分立元件用于鲨鱼鳍天线应用中。

Example of an AM/FM Front End Implementation

图 3. AM/FM 前端实施示例

 

下一次,当您扫描汽车收音机去搜寻完美歌曲或收听最新的交通状况时,您可感谢安森美的小信号RF元件在任何路况下都提供清晰的音频。请访问我们的网站:www.onsemi.cn,您可找到关于实现上述每个模块和GPS、数字音频广播(DAB)等其他应用电路的技术文档,以及产品组合中完整的器件型号。

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