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硅调谐器技能剖析及使用

一般通过电信号近距离传递信息,可以直接传送基带信号,但远距离时必须把基带信号调制到射频信号上,即把低频的信号频谱搬移到高频频谱上。而接收端又

一般经过电信号近距离传递信息,能够直接传送基带信号,但远距离时有必要把基带信号调制到射频信号上,即把低频的信号频谱搬移到高频频谱上。而接纳端又有必要从调制的信号中解调出基带信号,也便是从高频信号上把有用信号搬移到低频。一起接纳端往往会收到许多信号,咱们还需挑选自己需求的信号。这个完结挑选需求的信号和信号频谱向低搬移的器材便是调谐器(在模仿电视年代,调谐器一般用铁盒封装,也称高频头)。
  调谐器运用广泛,它能够传送视频、声响、数据等等信息。在种类繁复、形状各异的调谐器中,最常见的、也是本文要评论的便是传送视频内容的调谐器(以下“调谐器”就特指这类调谐器)。
  跟着北京奥运会接近和地上数字电视节意图热播,USB电视棒在国内热销起来。之所以一个小小的USB电视棒就能接纳射频电视信号,这要归功于硅调谐器技能的老练。近几年半导体工艺技能和IC规划技能开展很快,这就促成了硅调谐器技能不断更新换代,形成了硅调谐器多种技能并存、多个半导体世界大厂参加竞赛的局势。热起来的硅调谐器技能便是本文重视的焦点。

调谐器介绍
  1 调谐器分类
  接纳调制视频的射频信号的电子产品有许多种类,如卫星机顶盒、有线机顶盒、电视机、手机电视、电脑电视卡、PCMCIA电视卡、USB电视棒等等。这些电子产品依据其特色运用了多种多样的调谐器。这些调谐器能够从以下几个视点去分类:
  从接纳信号视点调谐器分为模仿、数字、数模一体化三种,其间有些调谐器还可直接输出基带信号。而从接纳信号的制式上看,模仿信号能够做到全制式接纳,数字信号接纳按区域分为DVB、ATSC、ISDB、DMB等。
  从信号传输的网络不同,可区分为卫星调谐器、有线体系调谐器、地上播送调谐器及手机调谐器等。如在欧洲有线网络用DVB-C、地上播送用DVB-T、卫星播送用DVB-S、手持设备用DVB-H等等。
  从调谐器处理信号的技能分为模仿和数字两种,传统的铁盒调谐器底子是选用模仿技能,而硅调谐器则是选用数字技能。
  从调谐器电路架构方面,可分为下列几类:单转化中频输出、单转化低中频输出、单转化零中频输出、双转化中频输出、双转化低中频输出、及双转化零中频输出等等。
  从调谐器改动调谐频率的方法可分为电压组成和频率组成两种。

2 调谐器底子作业原理
  电路最简略的调谐器是单转化中频输出调谐器。其底子组成包含混频器、振荡器、锁相环(MOPLL)和高频扩大器等。高频扩大器具有自动增益操控(AGC)功用,盯梢滤波器是一个中心频率可调的带通滤波器。中频滤波器是一个具有特别传输特性的带通滤波器,一般为声表面波滤波器(SAWF)。单转化中频输出调谐器电路架构如图一所示:

射频电视信号进入调谐器的高频扩大器进行扩大,其增益由AGC电路自动操控,再由盯梢滤波器将镜像信号去除,运用混频器和本地振荡器混出中频信号,最终经由中频滤波器虑除杂波、挑选出想要的频道并进一步调整通带特性,完结调谐器的功用。

3 铁盒调谐器现状
  现在最遍及的电视机仍是模仿电视,这类电视机运用的都是铁盒调谐器,其底子功用便是选台和混频,归于单转化中频输出架构。
  铁盒调谐器大多选用调谐器专用IC和许多个分立器材组成。其主芯片选用双极(Bipolar)工艺,具有本钱极低的优势。因为调谐器处理的是几百MHz的高频信号,所以铁盒调谐器运用了微带和散布参数的器材。其间感应线圈需出产时由人工调理其散布参数。前期的铁盒调谐器都选用电压组成方法选台,现在大多选用频率组成方法,其长处是选台简略,调谐确定,不易跑台。
  经过多年的技能开展,传统铁盒调谐器规划和工艺技能非常老练,尽管其电路器材多、结构杂乱,出产调试难度很大。可是现在其本钱非常低价,只需不到10元人民币,这便是使其在竞赛非常剧烈的模仿电视机商场占有绝对优势,底子无法被硅调谐器替代。但其肯定会跟着模仿电视在世界各国停播,逐被硅调谐器替代。

4 调谐器的几个要害技能指标
  调谐器作为一个电子产品,有几个重要的电功能指标:
  动态规模:动态规模指调谐器能接纳的输入信号强度的规模。地上电视播送对动态规模的要求最大,约为60~70dB,有线传达方法约30~40dB,卫星传达方法动态规模则要求最小。
  噪声指数:也叫噪声系数,便是体系输入输出前后信噪比的比值,也便是输出信号的信噪比比上输入信号的信噪比。它决议了调谐器最小可接纳的信号强度,或称为接纳灵敏度。现在数字地上电视播送的噪声指数要求不得高于7dB,而有线体系的噪声指数则小于10dB就能够了。
  镜像按捺比:便是滤除镜像频道信号的才能。混频器的特色决议了比想要频道频率高或低两倍中频的频道也会输出到后边的中频滤波器,这就会对想要的频道发生搅扰。因此,有必要在混波器前加一个盯梢滤波器(也称镜像按捺滤波器)来滤除镜像频道。一般调谐器镜像按捺有必要到达50~60dB。
  相位噪声:相位噪声界说为在该频率处1Hz带宽内的信号功率与信号总功率的比值。调谐器本振信号易受噪声杂波的搅扰而发生颤动,即相位改动,这便是调谐器的相位噪声。因数字电视信号多选用正交调幅(QAM)及四相相移键控调制方法,相位噪声会直接影响到数字调谐器的输出信噪比。而模仿电视信号多选用调幅(AM)或调频(FM)就不易受相位噪声搅扰。一般调谐器相位噪声有必要到达50dB以上。

硅调谐器技能剖析

1 硅调谐器技能剖析
  选用先进的数字规划技能和硅半导体工艺,把本来铁盒调谐器中的大部分分立器材都集成到一颗硅芯片中,这便是硅调谐器。
  现在硅调谐器技能开展迅速,已有运用于多种电子产品的硅调谐器问世。但其本钱依然偏高,商场价格是铁盒调谐器的3倍左右,这就约束了其替代铁盒调谐器的速度。只要在PCMCIA电视卡、USB电视棒等小型产品上硅调谐器充分发挥其体积小的优势,别出心裁。
  跟着硅调谐器规划技能的进步,其半导体制作工艺也在不断更新换代,其意图便是为了明显下降本钱。第一代硅调谐器选用高频半导体范畴遍及选用的SiGe工艺,但其本钱贵重。后来过度到BiCMOS工艺,但仍比铁盒调谐器选用的双极(Bipolar)工艺本钱高。最新一代硅调谐器已能够选用遍及运用的CMOS工艺。这使得硅调谐器能够与选用相同COMS工艺的解调器、解码器、操控器等集成在一起,构成SoC单芯片,这就大大下降了体系本钱。
  硅调谐器选用数字处理技能,经过操控口编程就可改动其特性。这样硅调谐器很简略完结多电视接纳规范。
  硅调谐器商场现在是多种半导体制作工艺、多种技能架构、多个厂家多种产品并存的局势。针对不同范畴的运用,不同技能架构发挥了各自的长处。
  硅调谐器各种电路架构的优缺陷会因不同厂商的共同技能而不同,因此不同厂商对不同电路架构会有不同的喜爱。现在看零中频和复变混频架构最有开展前景。

2 常见硅调谐器
  英飞凌公司(Infineon)已推出了TUA6041、TUA6045和TUA6039等硅调谐器芯片。下一代是以TUA8010、TUS9090为代表的硅调谐器产品。
  美信公司(Maxim)产品包含MAX2165、MAX3580、MAX3540和MAX3541等高度集成的单次变频电视调谐器。
  Microtune的硅芯片调谐器产品包含:MT2060系列低功率数字调谐器以及MT2131和MT2063多规范、多形式硅调谐器芯片。

瑞科信公司(Xceive)推出了新一代高集成性硅调谐器XC5000和调谐器芯片模块SN5000。
  恩智浦公司(NXP)硅调谐器有TDA18292HN、TDA18252HN、TDA18271、TDA18251HD、TDA18211HD等,涵盖了卫星、有线、地上、手持移动等多种运用。
  Max-Linear公司推出了全球规范的硅调谐器MxL5005S,可用于机顶盒和移动接纳。MxL7001则是合适ISDB-T规范的移动电视用硅调谐器芯片。
  思卡尔(Freescale)推出了MC44S803单芯片硅调谐器
  三星电子(Samsung)的硅调谐器S5M8602能够支撑DVB-H/T,DAB-IP,ISDB-T以及T-DMB等多个国家的电视规范。
  ST、TI等已有解调解码芯片的公司,已将硅调谐器与解调器、解码器、操控器等集成在一起,构成SoC单芯片,如ST公司的STB6100单芯片、TI公司的“Hollywood”手机电视芯片等。

3 硅调谐器典型运用
  在很多硅调谐器计划中,本文选NXP最近推出的新式数模一体化硅调谐器TDA18271,简略介绍其在电脑电视卡上的运用实例。TDA18271不光兼容一切的模仿与数字电视规范(PAL、NTSC、SECAM、DVB-T、ISDB-T、ATSC、DVB-C),且TDA18271芯片自身可将中频信号送至数字中频解调器TDA8295,完结模仿电视解调,输出CVBS模仿电视信号,一起中频信号也送至信道解码器TDA10048,解出数字电视TS流。详细运用框图见图二。

铁盒调谐器与硅调谐器比较

尽管有些功能指标硅调谐器不及铁盒调谐器好,但硅调谐器也到达数字/模仿播送规范的要求。现阶段只要高本钱是硅调谐器的首要缺陷。
  数字电视播送在全世界规模内的遍及为硅调谐器的开展供给了极好的时机,硅调谐器的小体积长处也为调谐器拓荒了USB电视棒等新的运用范畴。再过两年,跟着硅调谐器的遍及,其本钱会与铁盒调谐器的本钱不同相差无几,到时硅调谐器将会独霸全国。一起跟着硅调谐器技能水平的进步和本钱的下降,硅调谐器商场的竞赛将会愈加剧烈,现在这种厂家多种类多的“紊乱”局势将会改观。仅有的几款功用全、功能优、价格低的硅调谐器就能满意多种范畴的需求。

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