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(多图) 硅电视调谐器:游戏开始

Paul Rako?? EDN技术编辑?? 2010年11月30日 ?? 收藏0

???????性能、成本与频率是硅电视调谐器与其前代铁盒调谐器竞争的优势。

  硅调谐器IC在卫星与有线机顶盒的应用已有近十年历史。现在,由于它们具有高性能、简单、宽频率覆盖、紧凑和通用的特点,正在进入手机、机顶盒、服务网关、汽车、PC甚至电视中。此外,它们不需要SAW(声表面波)滤波器,几乎没什么支持性元件,因此,相比前一代汽车调谐器,它们更可靠,成本更低。一旦电视制造商获得了有关RF(射频)PCB(印刷电路板)布局的专业知识,可以预期,硅调谐器会淘汰它们前身那种小铁盒式调谐器(图1)。

硅电视调谐器的竞争优势-1

  备受尊敬的铁盒调谐器(得名于电视制造商将混频振荡器/PLL(锁相环)及相关元件封装在一个大金属盒内)中还包括了解调芯片,用于将调谐器的RF信号转换为基带模拟电视信号,或一个HD(高清晰)格式的数码流(图2)。屏蔽金属壳可以包含防止外部电视信号干扰到内部的电路,并且避免内部时钟和高频信号污染电视中的信号。虽然铁盒调谐器又大又笨重,但它的优点是有庞大的制造基础,成本低。不过,它们要求设计者针对不同地区和电视调制格式,使用

不同的SAW滤波器频率。另外,它们还需要专门的工厂和劳动力,手工地调整空心线圈。与之相比,有些制造商使用了直接安装在主板上的硅调谐器,不必将它们置于铁盒内。由于尺寸小,硅调谐器电路对干扰不敏感,无需在芯片周围作屏蔽。

硅电视调谐器的竞争优势-2

  Maxim Integrated Products公司的RF产品总监William Chu指出,铁盒调谐器成本的降低已达极限,硅调谐器可以提供高达1GHz的频率。电视市场是这些调谐器的最后领地。开发这些芯片的IC公司认为,有线电视频道都有类似的信号强度,因此调谐一个台要比强度大范围变化的广播电视信号更容易。这个工作还取决于发射机的距离以及发射机的功率。卫星与有线信号采用数字调制,也便于调谐。工程师们还创建了数字调制标准,保证了信号比模拟电视更容易调谐和解调。

  模拟电视的困境

  模拟电视台在边界上有更高的能量(图3)。在其带宽的低端部分,同步载波能量将图像光栅锁定在屏幕的左侧。音频子载波的带宽是在屏幕的右侧。这种方案能防止模拟电视出现“突变效应”(参考文献1)。模拟台在弱信号区并不损失整体图像与声音,而是画面上会出现“雪花”噪点。较高的同步与音频信号能量意味着仍然可以看到视频和听到声音。

硅电视调谐器的竞争优势-3

  尽管模拟信号中的能量分布有利于接收,但难于在调谐器中防止邻道的互相干扰。带宽边界的较大功率能够轻易地渗透到相邻的频道里。各种不同强度的信号组合(通常是在邻道间),以及模拟电视射频信号的能量频谱,都给硅调谐器设计者提出了一个重大挑战。

  在贬低模拟接收的重要性之前,要记住世界的大部分仍在使用模拟电视。例如在美国,小功率的模拟传输仍是合法的,传统电视台没钱转换到数字调制。另外,美国南北两个邻国墨西哥与加拿大都仍在播送模拟电视。美国消费者希望自己的电视也能收看这些国家的电视。很多其它国家的数字化调制转换也不会在几年内完成。数字电视接收方面的问题可能减缓它在一些尚未完成转换国家的采纳速度。此外,很多有线电视系统仍在以模拟信号方式播送本地频道,而一台能接收有线的电视必须能够接收这些信号。硅RF调谐器制造商Xceive公司的营销副总裁Brian Mathews称:“拿掉一台电视的模拟接收功能有很大的危险。没有一家电视制造商会这么想。”因此,虽然法律不再规定一台电视必须接收模拟电视,但制造商还会至少制造10年。

  用于模拟信号的电视调谐器IC还有其它好处,如果芯片可以处理模拟传输信号的宽范围变动,就可以用于中国农村地区,那里的有线电视信号普遍有过调制和欠调制问题,并且没有合适的电平。硅调谐器IC亦可以应付未来的变化。ATSC(先进电视制式委员会)的标准化团体可能会修改规范,或改进调制方式,使它可以用于移动电视,而模拟调谐芯片仍可以使用。相同的模拟芯片制造商还能够设计出可编程解调芯片,这样就可以通过更新固件,应对未来的变更。硅调谐器还可以在电视频道以外,获得实用的白空间信号传输(见附文“电视调谐器与白空间”)。由于硅调谐器有更好的邻道阻塞性能,一个靠近房屋的5W数据发射机也不会与一个50英里以外电视台所发出的微伏级信号发生互相干扰。

  电视调谐器的规格

  电视调谐器必须能将一个54 MHz?862 MHz的RF信号下变频到一个中频(IF),IF的典型值为38 MHz或45 MHz;通过AGC(自动增益控制)电路将信号放大到一个标准电平;并且衰减或抑制所调谐频道带外的全部信号。有用信号旁可能恰好紧挨着一个较强的信号,因此这些工作更有挑战性。当调谐器遇到高达700 MHz的UHF(超高频)信号时,滤波功能必须有高


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硅调谐器? 铁盒调谐器? 白空间?

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