本文將討論一個(gè)在無線移動數(shù)據(jù)接收中常見的問題。

　　射頻接收機(jī)面臨的問題

　　射頻接收機(jī)所面臨的共同問題是必須用同樣的硬件處理強(qiáng)弱兩種信號，同時(shí)要保證信號的完整性。對于移動用戶來講，這個(gè)問題將更為突出。信號必須在不同地點(diǎn)以及不同條件下得到最優(yōu)處理，如圖1所示，在遠(yuǎn)離天線時(shí)信號較弱，潛在問題是數(shù)據(jù)可能會丟失，而靠近天線時(shí)信號則較強(qiáng)，又容易導(dǎo)致飽和從而影響信號的完整性。另外一種情況是手持設(shè)備如筆記本電腦可能會因?yàn)榻ㄖ镒钃醵鴮?dǎo)致信號減弱，甚至丟失。當(dāng)避開建筑物阻擋時(shí)，信號強(qiáng)度增強(qiáng)，相當(dāng)于更接近天線而出現(xiàn)接收機(jī)飽和的問題，如圖2所示。因此，接收機(jī)必須具有不同的增益及其靈敏度來放大信號，以滿足信號從強(qiáng)到弱的變化。

　　射頻前端

　　為了確保接收機(jī)信號的可靠性，針對不同信號強(qiáng)度，射頻前端需要具有調(diào)節(jié)性能的能力。對于弱信號而言，低噪聲放大器應(yīng)具有高增益和低噪聲；對于強(qiáng)信號而言，為避免接收機(jī)過載應(yīng)選擇具有低增益和高線性的放大器。集成旁路功能的級聯(lián)放大器應(yīng)具有高增益和低噪聲的性能，同時(shí)在旁路時(shí)，又需要有低增益高線性的性能。

　　圖3所示為一個(gè)無線接收機(jī)的前端，可以看到這是一個(gè)由兩級放大器組成的級聯(lián)放大器，每級都有旁路開關(guān)并帶一個(gè)濾波器，用于濾除帶外干擾信號。該低噪聲放大器可以在放大時(shí)獲得較低的噪聲，保證較好的靈敏度；當(dāng)用作旁路時(shí)，可以使大信號直接傳遞過去，并獲得較好的線性。從圖4中可以看到，對于小信號模式，該模塊可以提供好的噪聲系數(shù)，且具有較高的增益；對于中等強(qiáng)度的信號，由于此時(shí)不需要高增益，因此第二級放大器是不工作的，此時(shí)可以提供中等的放大增益以及好的噪聲系數(shù)；由于在旁路功能時(shí)，電路消耗幾乎為零，因此當(dāng)把第二級旁路時(shí)將會減少電路消耗，增加電池使用時(shí)間；當(dāng)?shù)图壏糯笃髋月窌r(shí)可以保證其線性，或者在信號上把兩級放大器都旁路掉，兩級放大器帶來的衰減可以保證接收機(jī)不飽和，此時(shí)全部電流消耗幾乎為零。

　　圖5所示的為分立元件組成的帶旁路功能的低噪聲放大器。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是使用一個(gè)低噪聲放大器加一個(gè)旁路開關(guān)，這樣控制電流可以滿足很大的動態(tài)范圍。圖5所示的放大器需要復(fù)雜的匹配電路和控制電路，這樣將使用很多外圍元件，占用很大的電路板空間，而且設(shè)計(jì)也很困難，最終導(dǎo)致投入市場時(shí)間變長，裝備成本變高。

　　圖6所示的是一個(gè)集成旁路功能的低噪聲放大器實(shí)例。其中，低噪聲放大器、旁路開關(guān)、偏置電路、匹配電路全部集成到了MMIC中，因此，該電路中包括放大器在內(nèi)一共只有7個(gè)元件，板子面積減小到了0.64平方厘米，只有分立元件PCB板的20%。使用集成方案，使設(shè)計(jì)變得簡單，板子尺寸減小，成本降低，滿足大動態(tài)信號范圍的要求。