作者:上海交通大學(xué)電子系張秋深海根數(shù)字電視地面廣播技術(shù)采用數(shù)字壓縮技術(shù),在同樣清晰度和音質(zhì)情況下,用戶(hù)可以接收的節(jié)目數(shù)量提高4~6倍。同一信道中,可同時(shí)傳輸附加數(shù)據(jù)和其他信息,且抗干擾能力強(qiáng),覆蓋區(qū)域內(nèi)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的接收效果幾乎相同,因此,數(shù)字電視受到了廣泛的關(guān)注。歐美一些國(guó)家對(duì)數(shù)字電視技術(shù)的研究較為深入,已研制出了性能完善的數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射機(jī)。我國(guó)數(shù)字電視技術(shù)的研究起步相對(duì)較晚,還處在實(shí)驗(yàn)階段。為
作者:上海交通大學(xué)電子系 張 秋 深海根
數(shù)字電視地面廣播技術(shù)采用數(shù)字壓縮技術(shù),在同樣清晰度和音質(zhì)情況下,用戶(hù)可以接收的節(jié)目數(shù)量提高4~6倍。
同一信道中,可同時(shí)傳輸附加數(shù)據(jù)和其他信息,且抗干擾能力強(qiáng),覆蓋區(qū)域內(nèi)近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的接收效果幾乎相同,因此,數(shù)字電視受到了廣泛的關(guān)注。
歐美一些國(guó)家對(duì)數(shù)字電視技術(shù)的研究較為深入,已研制出了性能完善的數(shù)字電視信號(hào)發(fā)射機(jī)。我國(guó)數(shù)字電視技術(shù)的研究起步相對(duì)較晚,還處在實(shí)驗(yàn)階段。為降低成本,數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的國(guó)產(chǎn)化是我國(guó)廣播電視行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
功率放大器是數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中的重要組成部分。通常情況下,數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中的信號(hào)經(jīng)COFDM方式調(diào)制后輸出中頻模擬信號(hào),通過(guò)上變頻送入放大部分。該調(diào)制方式包括IFFT(8M)和IFFT(2M)兩種模式,分別由6817和1705個(gè)載波組成。每個(gè)載波之間的頻率間隔非常近,所以交調(diào)信號(hào)很容易落在頻帶內(nèi),引起交調(diào)失真。數(shù)字電視的發(fā)射機(jī)較傳統(tǒng)類(lèi)型,在線性度、穩(wěn)定性等方面有著更高的要求。對(duì)發(fā)射機(jī)中的功率放大器要求必須工作在較高的線性狀態(tài)下,增益穩(wěn)定。
發(fā)射系統(tǒng)的放大部分分為激勵(lì)和主放大電路。其中激勵(lì)部分為寬帶功率放大器,為確保地面數(shù)字電視傳輸?shù)恼7(wěn)定,需要具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,其工作頻段在470MHz~860MHz,工作狀態(tài)為AB類(lèi);要求增益大于10dB,交調(diào)抑制小于-35dB,噪聲功率密度大于130dBc/Hz。本文采用最新的LDMOS FET器件,及平衡放大電路結(jié)構(gòu)?設(shè)計(jì)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中的驅(qū)動(dòng)級(jí)功率放大器,經(jīng)過(guò)優(yōu)化和調(diào)試,滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。
1 功率放大器設(shè)計(jì)
1.1功率放大器的放大芯片選型
本文采用摩托羅拉LDMOS FET器件MRF373作為功放的放大芯片。該芯片在線性、增益和輸出能力上相對(duì)于BJT器件有較大的提升,使發(fā)射機(jī)的可靠性和可維護(hù)性大大提高。與傳統(tǒng)的分米波雙極型功放管相比,LDMOS FET具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):
可以在高駐波比(VSWR=10:1)情況下工作;
增益高(典型值13dB);
飽和曲線平滑,有利于模擬和數(shù)字電視射頻信號(hào)放大;
可以承受大的過(guò)驅(qū)動(dòng)功率,特別適用于DVB-T中COFDM調(diào)制的多載波信號(hào);
偏置電路簡(jiǎn)單,無(wú)需復(fù)雜的帶正溫度補(bǔ)償?shù)挠性吹妥杩蛊秒娐贰?nbsp;
LDMOS制造工藝結(jié)合了BPT和砷化鎵工藝。與標(biāo)準(zhǔn)MOS工藝不同的是,在器件封裝上,LDMOS沒(méi)有采用BeO氧化鈹隔離層,而是直接硬接在襯底上,導(dǎo)熱性能得到改善,提高了器件的耐高溫性,大大延長(zhǎng)了器件壽命。由于LDMOS管的負(fù)溫效應(yīng),其漏
電流在受熱時(shí)自動(dòng)均流,而不會(huì)象雙極型管的正溫度效應(yīng)在收集極電流局部形成熱點(diǎn),從而管子不易損壞。所以LDMOS管大大加強(qiáng)了負(fù)載失配和過(guò)激勵(lì)的承受能力。同樣由于LDMOS管的自動(dòng)均流作用,其輸入-輸出特性曲線在1dB壓縮點(diǎn)(大信號(hào)運(yùn)用的飽和區(qū)段)下彎較緩,所以動(dòng)態(tài)范圍變寬,有利于模擬和數(shù)字電視射頻信號(hào)放大。LDMOS在小信號(hào)放大時(shí)近似線性,幾乎沒(méi)有交調(diào)失真,很大程度簡(jiǎn)化了
校正電路。MOS器件的直流柵極電流幾乎為零,偏置電路簡(jiǎn)單,無(wú)需復(fù)雜的帶正溫度補(bǔ)償?shù)挠性吹妥杩蛊秒娐贰?nbsp;