歷史悠久的AM/FM收音機(jī)在信息娛樂(lè)控制板上仍然保有一席之地，但它與數(shù)字音頻廣播 （DAB）、數(shù)字和高清晰度電視 （HDTV）、衛(wèi)星無(wú)線電、集成蜂窩電話、CD/DVD/MP3 播放器、定位系統(tǒng)（GPS）導(dǎo)航及視頻游戲系統(tǒng)組合在一起。汽車(chē)信息娛樂(lè)系統(tǒng) （見(jiàn)圖1）時(shí)代的到來(lái)標(biāo)志著汽車(chē)采用簡(jiǎn)單車(chē)載收音機(jī) （如圖2中Mercedes汽車(chē)所配備的儀表板） 的日子一去不復(fù)返了。

　　GPS 是英文Global Positioning System（定位系統(tǒng)）的簡(jiǎn)稱(chēng)，而其中文簡(jiǎn)稱(chēng)為"球位系".GPS是20世紀(jì)70年代由美國(guó)陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) .其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、 全天候和性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的經(jīng)過(guò)20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年3月，覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。在機(jī)械領(lǐng)域GPS則有另外一種含義：產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范（Geometrical Product Specifications）-簡(jiǎn)稱(chēng)GPS.另外一種解釋為G/s（GB per s）

圖1 新式的汽車(chē)儀表板

　　在汽車(chē)儀表板的背后對(duì)這種信息資源提供支持的是有源天線系統(tǒng)。隨著汽車(chē)信息娛樂(lè)中心復(fù)雜性的攀升，用于將音樂(lè)和數(shù)據(jù)饋入信息娛樂(lè)中心所需的有源天線數(shù)量有所增加。一部汽車(chē)平均擁有 3~5 個(gè)有源天線系統(tǒng)的情況目前是比比皆是，它們用于組合型 AM、FM、DAB、HDTV、衛(wèi)星廣播、交通警示、蜂窩電話、WiMAX 和 GPS 裝置 -- 有時(shí)，為了改善接收質(zhì)量，每個(gè)頻段會(huì)采用多個(gè)天線。這些有源天線系統(tǒng)中的敏感電路需要具備針對(duì)嚴(yán)酷汽車(chē)環(huán)境的保護(hù)和隔離能力，以及一種用于向主機(jī)系統(tǒng)提供天線狀態(tài)和診斷反饋的方法。

圖2 老式的汽車(chē)儀表板

　　LT3050 是一款創(chuàng)新型穩(wěn)壓器，具有精準(zhǔn)的電流限值和診斷功能。它兼具凌力爾特線性穩(wěn)壓器所共有的堅(jiān)固性能、可靠性和耐用性，并擁有一組適合有源天線系統(tǒng)的增強(qiáng)型功能，包括：

　　■可編程電流限值

　　■軟起動(dòng)

　　■開(kāi)路檢測(cè)

　　■輸出電流監(jiān)視器

　　■集電極開(kāi)路故障信號(hào)

　　LT3050 是單片 IC 解決方案，過(guò)去，為了滿足汽車(chē)天線系統(tǒng)中苛刻的保護(hù)要求組合以及所需的診斷功能，設(shè)計(jì)師不得不進(jìn)行復(fù)雜的電流檢測(cè)放大器、運(yùn)算放大器和分立元件及其他 IC 的布局。而有了 LT3050 之后，就免除了上述的布局工作。

　　在滿負(fù)載條件下，LT3050 可提供高達(dá) 100mA 的連續(xù)輸出電流和一個(gè) 340mV 的典型壓差電壓。該 IC 具有一個(gè) 2V 至 45V 的寬輸入電壓范圍，并提供了低至 0.6V 的可調(diào)輸出電壓。單個(gè)電容器同時(shí)提供了超低噪聲操作 （在 10Hz 至 100kHz 的大帶寬范圍內(nèi)輸出噪聲僅為 30μVRMS） 和基準(zhǔn)軟起動(dòng)功能，從而消除了接通期間的大浪涌電流和輸出電壓過(guò)沖。LT3050 的輸出電壓容差具有很高的準(zhǔn)確度，在整個(gè)電壓、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)達(dá) ±2%.LT3050 的低工作靜態(tài)電流 （50μA） 使其能夠連續(xù)處于空閑狀態(tài)，電池電量消耗極少，停機(jī)模式中的消耗電流下降至 <μA.該 IC 分別采用 12 引腳 2mm x 3mm DFN 封裝和 12 引腳耐熱性能增強(qiáng)型 MSOP 封裝，因而提供了緊湊的占板面積。

　　具保護(hù)和診斷功能的單片IC天線電源

　　作為許多有源天線電壓電源的起始點(diǎn)，12V 汽車(chē)電池與這些系統(tǒng)所需要的低噪聲、穩(wěn)定型電源相去甚遠(yuǎn)。除了噪聲之外，這種 12V"電源"還有可能遭受反向電池情況或負(fù)載突降 （在這些場(chǎng)合中，電壓會(huì)在 -36V 至 80V 的范圍內(nèi)變化，甚至出現(xiàn)尖峰） 的影響。LT3050 在該苛刻的電氣環(huán)境中對(duì)其自身和天線均實(shí)施了保護(hù)，同時(shí)提供了一個(gè)穩(wěn)定的低噪聲輸出電壓。當(dāng)在天線電源本身的內(nèi)部發(fā)生短路時(shí)，LT3050 還可利用一個(gè)準(zhǔn)確和可編程的電流限值來(lái)對(duì)有源天線電源電路加以保護(hù)。汽車(chē)環(huán)境中的散熱狀況同樣具有挑戰(zhàn)性，因而要求憑借堅(jiān)固的過(guò)熱保護(hù)功能來(lái)使電源在 -40?C 至 125?C 的溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。

　　除了這些棘手的保護(hù)要求以外，LT3050 還簡(jiǎn)化了所需的診斷信息收集以天線狀態(tài)?？删幊涕_(kāi)路檢測(cè)功能電路負(fù)責(zé)監(jiān)視天線電源電流以防止其降至一個(gè)規(guī)定的工作條件值以下?？删幊潭搪窓z測(cè)功能電路則用于監(jiān)視天線電源電流以避免其超過(guò)一個(gè)規(guī)定的值，并通過(guò)限制電流來(lái)保護(hù)天線及其電源。此外，一個(gè)模擬電流監(jiān)視器還將產(chǎn)生一個(gè)與天線電源電流成比例的信號(hào)。這便于用作一個(gè)診斷輸入，或用于向系統(tǒng)發(fā)出指示信號(hào)以告知所安裝的天線類(lèi)型。

　　一個(gè)準(zhǔn)確、穩(wěn)定和低噪聲電源中的保護(hù)功能

　　LT3050可產(chǎn)生一個(gè)用于有源天線系統(tǒng)的穩(wěn)定的低噪聲電源，可隔離并保護(hù)天線系統(tǒng)免受高噪聲、易變的12V汽車(chē)電源的不良影響。該IC能夠承受±50V的輸入電壓和反向電池電壓（可能產(chǎn)生自12V電源）以及至±50V的輸出反轉(zhuǎn)（見(jiàn)圖3）。

圖3  LT3050 針對(duì)負(fù)載突降情況的瞬態(tài)響應(yīng) (AC 耦合)

　　LT3050 能有效地將天線電源與12V電源線上的噪聲或者來(lái)自某個(gè)中間降壓型穩(wěn)壓器的噪聲隔離開(kāi)來(lái) （見(jiàn)圖4）。單個(gè)電容器提供了基準(zhǔn)軟起動(dòng)和噪聲旁路功能，從而實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可編程啟動(dòng)時(shí)間和超低噪聲操作。

圖4 LT3050 紋波抑制

　　通過(guò)允許用戶設(shè)定低至負(fù)載之110%的電流限值而不影響正常操作期間的負(fù)載調(diào)節(jié)性能，一個(gè)精準(zhǔn)的可編程電流限值提供了額外的保護(hù)作用。此外，憑借后備式電流限制、電流限制折返，以及具遲滯的堅(jiān)固型熱停機(jī)功能的組合，當(dāng)存在來(lái)自一個(gè)50V輸入電源的輸出短路時(shí)，IC不會(huì)受損。輸出可以被拉至超出輸入50V,而流入輸入端的電流極小且不會(huì)損壞IC.

　　診斷功能

　　LT3050 可向汽車(chē)的控制系統(tǒng)提供診斷信息。如果檢測(cè)到開(kāi)路或短路情況、或者 IC 進(jìn)入熱停機(jī)模式，則一個(gè)能夠吸收 100μA 電流的集電極開(kāi)路故障指示器將確定其電平。LT3050 還具有一個(gè)集成電流監(jiān)視器，該電流監(jiān)視器通過(guò) IMON 引腳提供大約為輸出電流1/100 的電流，以在天線系統(tǒng)監(jiān)視和保護(hù)中使用。請(qǐng)參見(jiàn)圖 5 中的方框圖。只需在 IMON 和 GND 之間連接一個(gè)電阻器，便可產(chǎn)生一個(gè)與輸出電流成比例的參考于地的電壓。

　　可編程短路檢測(cè)和電流限值在 IMAX 引腳上提供，而且該限值一旦設(shè)定，則其在整個(gè)電壓和溫度范圍內(nèi)的波動(dòng)幅度將小于 5%.IMAX 引腳是一個(gè)特別設(shè)計(jì)的電流反射鏡器件的集電極，可提供大約為輸出電流 1/200 的電流。該引腳同時(shí)也是精準(zhǔn)限流放大器的輸入端。在 IMAX 和 GND 之間連接一個(gè)電阻器 （RI （MAX）），用于設(shè)定短路檢測(cè)和可編程電流限制門(mén)限。限流放大器電路執(zhí)行兩項(xiàng)功能。項(xiàng)功能是：如果 IMAX 引腳電壓達(dá)到 600mV,則它將確定集電極開(kāi)路 /FAULT 引腳邏輯電平。第二項(xiàng)功能是：它將調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)電流以使 IMAX引腳電壓不超過(guò) 600mV,從而將輸出電流限制為 0.6V·200/RI （MAX）。

圖5  LT3050 方框圖

　　可編程開(kāi)路檢測(cè)門(mén)限在 IMIN 引腳上提供。IMIN 引腳是一個(gè)特別設(shè)計(jì)的電流反射鏡器件的集電極，可提供大約為輸出電流 1/200 的電流。該引腳同時(shí)也是參考于 600mV 內(nèi)部基準(zhǔn)的開(kāi)路檢測(cè)比較器的輸入端。在 IMIN 和 GND 之間連接一個(gè)電阻器，用于設(shè)定開(kāi)路檢測(cè)門(mén)限。如果 IMIN 引腳電壓降至 600mV 以下，則比較器將發(fā)生跳變且 /FAULT 引腳電平被確定。該比較器采用了少量遲滯以防止發(fā)生 /FAULT 引腳干擾。

　　圖 6 示出了一種典型的 LT3050 應(yīng)用電路配置 -- 用作一個(gè)有源天線電源。為直觀起見(jiàn)，電流限值、開(kāi)路故障門(mén)限值、輸出電壓等是任意選擇的。在本例中，由 11.3k 的 IMIN 電阻器將開(kāi)路檢測(cè)門(mén)限設(shè)定為 10mA.1.15k 的 IMAX 電阻器將短路故障門(mén)限和電流限值設(shè)定為 100mA （需要采用一個(gè) 10nF 的 IMAX 電容器，以實(shí)現(xiàn)限流放大器的穩(wěn)定性）。當(dāng)輸出電流等于 100mA 時(shí)，3k 的 IMON電阻器將提供一個(gè) 3V 全標(biāo)度信號(hào)。10nF 的 REF/BYP 電容器實(shí)現(xiàn)了一個(gè) 5.5ms 的軟起動(dòng)時(shí)間和低噪聲操作。

圖6  LT3050有源天線電源電路

　　結(jié)論

　　由于汽車(chē)信息娛樂(lè)組件變得越來(lái)越復(fù)雜，因此有源天線系統(tǒng)的數(shù)目也有所增加。這些有源天線系統(tǒng)中的敏感電路需要針對(duì)嚴(yán)酷汽車(chē)環(huán)境的保護(hù)和隔離功能、和診斷反饋以天線狀態(tài)。

　　憑借諸如可編程電流限值、軟起動(dòng)、開(kāi)路檢測(cè)、輸出電流監(jiān)視器和集電極開(kāi)路故障信號(hào)等特點(diǎn)，LT3050 有源天線電源和診斷線性穩(wěn)壓器解決了有源天線設(shè)計(jì)難題。LT3050 還具有一個(gè)寬輸入電壓范圍、低靜態(tài)電流、大帶寬范圍內(nèi)的低輸出噪聲、高輸出電壓準(zhǔn)確度、低壓差電壓以及承受輸入和輸出電壓反轉(zhuǎn)的能力。LT3050 的穩(wěn)定性和低噪聲輸出也有益于終用戶，可利用較干凈和更加可靠的天線發(fā)送/接收信號(hào)來(lái)提升現(xiàn)代汽車(chē)的信息娛樂(lè)體驗(yàn)。