Televiżjonijiet, video recorders, set-top boxes u riċevituri tal-kejbil broadband kollha għandhom element komuni: it-tuner. Għalkemm il-komponenti elettroniċi l-oħra kollha f'dawn l-apparati jiċkienu hekk kif it-teknoloġija tas-semikondutturi tiċkien, l-applikazzjonijiet tal-konsumatur spiss jużaw "tankijiet tat-tuner" enormi biex jiksbu din il-funzjoni kritika. Restrizzjonijiet ta 'sfida fuq id-disinn tat-tuner huma r-raġuni għaliex din it-teknoloġija tippersisti, iżda l-forzi tas-suq qed jimbuttaw it-tuners tas-silikon fuq quddiem.
Id-disinjatur tat-tuner irid jegħleb ħafna sfidi. Is-sinjal tad-dħul fl-applikazzjonijiet tax-xandir tat-televiżjoni u tal-kejbil jinsab fil-medda ta 'frekwenza ta' 48 MHz sa 861 MHz, u s-saħħa tas-sinjal jista 'jkollha firxa dinamika wiesgħa. Pereżempju, f'applikazzjonijiet tax-xandir fuq it-televiżjoni, is-sinjal li għandu jintgħażel jista 'jkollu kanali mhux mixtieqa biswit il-qawwa tas-sinjal tagħhom taqbeż il-100 darba.
Disinn ta 'tuner tipiku juża arkitettura ta' riċevitur ta 'konverżjoni waħda, għalkemm arkitetturi oħra huma wkoll possibbli. L-istruttura ta 'tuner ta' konverżjoni waħda tinkludi filtru ta 'preselezzjoni, amplifikatur ta' ħoss baxx (LNA), konvertitur 'l isfel u amplifikatur ta' frekwenza intermedja (IF).
1. Limitazzjonijiet tad-disinn tat-tuner tas-silikon
1) Traċċar tal-filtru magħżul minn qabel
Il-filtru ta 'preselezzjoni jieħu l-frekwenza sħiħa tal-frekwenza tas-sinjal tal-frekwenza u jnaqqasha għal frekwenza iżgħar li fiha l-kanal ta' interess. Minħabba l-firxa wiesgħa ta 'frekwenza tal-kanal, dan ifisser li l-filtru ta' preselezzjoni għandu jkun filtru ta 'traċċar tal-bandpass li l-frekwenza ċentrali tagħha tista' tvarja fl-ispettru tas-sinjal. LNAs b'funzjonijiet ta 'kontroll tal-qligħ awtomatiku RF ġeneralment isegwu filtru magħżul minn qabel.
L-istadju downconverter huwa traditsistema eterodina. Il-downconverter huwa ddisinjat bl-għażla tal-kanal, li jinvolvi l-aġġustament tal-oxxillatur lokali (LO) sabiex id-differenza bejn il-frekwenza tiegħu u s-sinjal ta 'interess taqa' fil-bandpass tal-filtru IF. Dan l-istadju juża filtri ta 'frekwenza fissa ta' prestazzjoni għolja, strixxa dejqa - normalment apparat tal-mewġ akustiku tal-wiċċ (SAW) - billi jagħżel u jeskludi l-għażliet l-oħra kollha. Dan huwa segwit minn amplifikatur IF b'kontroll ta 'qligħ varjabbli, li jippermetti lis-sistema tqabbel il-qawwa tas-sinjal magħżul mal-ħtiġijiet taċ-ċirkwit ta' demodulazzjoni u sejbien li s-sintonizzatur ikun qed isuq.
Meta wieħed iqis il-frekwenza wiesgħa u l-firxa tas-saħħa tas-sinjal tas-sinjal tad-dħul, l-użu ta 'din l-arkitettura biex tiġġenera sintonizzatur ta' prestazzjoni tajba ġġib bosta sfidi. Wieħed huwa l-filtru tal-għażla minn qabel. Sabiex tkopri l-wisa 'tal-banda tas-sinjal sħiħ, l-implimentazzjonijiet tipiċi tat-tuner tax-xandir tat-TV jeħtieġu filtri biex jaħdmu fi tliet meded ta' frekwenza differenti: VHF (frekwenza għolja ħafna), 48 sa 88 MHz; VHF medju, 174 sa 216 MHz; u UHF (frekwenza għolja għolja) f'470 sa 861 MHz. Implimentazzjoni komuni hija li tuża filtri separati, wieħed għal kull filtru.
2) Operazzjoni b'ħafna faxex
Il-filtru tal-preselezzjoni jagħżel il-faxxa tal-frekwenza operattiva, iżda xorta jista 'jkun meħtieġ li jiġi implimentat filtru tat-traċċar biex jipprovdi s-selettività meħtieġa. Il-filtru tat-traċċar għandu jżomm faxxa tal-frekwenza relattivament fissa, għalkemm il-frekwenza taċ-ċentru tista 'tinbidel fuq ħafna ottavi. Ir-realizzazzjoni ta 'tali filtru ġeneralment teħtieġ numru kbir ta' komponenti passivi, bħal indutturi, li għandhom ikunu sintonizzati manwalment fil-fabbrika biex tinkiseb prestazzjoni xierqa. Din id-domanda għal komponenti passivi u sintonizzazzjoni manwali żżid ħafna d-daqs u l-ispiża tat-tuner. Tjuner tipiku jista 'jkejjel 2.5 x 2 x 0.75 pulzieri.
Madankollu, il-filtru ta 'preselezzjoni mhuwiex l-uniku komponent bi sfidi ta' disinn. L-LO fil-downconverter għandha wkoll tieħu ħsieb firxa wiesgħa ta 'frekwenza. Il-filtru ta 'preselezzjoni jnaqqas biss il-wisa' tal-frekwenza tas-sinjal tad-dħul. Is-sinjal ta 'interess xorta jista' jaqa 'kullimkien fil-medda 48 sa 861 MHz, u l-LO għandu bażikament ikopri din il-medda. Barra minn hekk, l-LO għandu juri ħsejjes ta 'fażi ta' firxa baxxa mill-qrib jew ir-riċeviment tal-kanal DTV se jkun kompromess. L-oxxillatur taċ-ċirkwit integrat jikseb medda ta 'frekwenza wiesgħa daqshekk kbira li ma tistax tiġi sintonizzata, u fl-istess ħin turi ħoss ta' fażi baxxa bl-użu tal-vultaġġ tipiku ta 'provvista ta' enerġija ta '3 volt tas-sistemi elettroniċi tal-lum. Jista 'jkun meħtieġ provvista ta' enerġija sa 30 V.
Biex jissodisfaw dawn ir-rekwiżiti kollha tal-prestazzjoni, il-biċċa l-kbira tal-fornituri jagħżlu li jżommu t-TV tradizzjonali u d-disinji tat-tuner tal-VCR, minkejja l-ispiża u d-daqs tagħhom. Iżda l-pressjonijiet tas-suq qed jibdew iġiegħlu l-bidla. Wieħed mill-elementi huwa l-awtorizzazzjoni tal-Kummissjoni Federali tal-Komunikazzjonijiet, jiġifieri, it-TVs kollha mibjugħa fl-Istati Uniti bdew jużaw sintonizzaturi li kapaċi jirċievu xandiriet tat-TV diġitali. Dan ix-xogħol iġiegħel lill-fornituri jibdlu l-istruttura bażika tal-prodotti tagħhom, u joħolqu opportunitajiet għall-innovazzjoni fid-disinn tat-tuner.
It-tkabbir fid-domanda għas-suq tad-divertiment portabbli wkoll ippromwova bidliet fid-disinn tat-tuner. Portabbli tfisser apparat li jaħdem bil-batterija jew li jinżamm fl-idejn u jipprojbixxi l-użu ta 'vultaġġi għoljin f'implimentazzjonijiet ta' LO. Barra minn hekk, l-apparati portabbli jeħtieġu implimentazzjonijiet ħafna iżgħar minn tuners tipiċi. Fis-suq tal-wiri / panew ċatt tat-TV li qed jikber, id-daqs żgħir huwa importanti wkoll. F'disinn ta 'panew ċatt, id-daqs tat-tuner jista' jkun il-fattur li jillimita għat-traqqiq tal-prodott.
Xejra oħra li taffettwa r-rekwiżiti tat-tuner hija li l-konsumaturi jridu jirċievu kanali multipli fl-istess ħin. Dan ifisser li huwa meħtieġ aktar minn tuner wieħed, li jieħu aktar spazju, li jaffettwa d-daqs tas-sistema u jżid l-ispiża tat-tuner għall-prodott finali. Il-pressjoni tas-suq biex tnaqqas id-daqs u tendenzi oħra ppromwovew l-użu ta 'disinji ta' tuner tas-silikon.
3) Elimina l-irfinar manwali
Hemm ħafna għanijiet għad-disinn tat-tuner tas-silikon. Wieħed mill-għanijiet ewlenin huwa li tiġi eliminata l-ħtieġa li jiġu aġġustati manwalment komponenti esterni fil-filtru tat-traċċar. Hemm żewġ effetti fis-silikon. Waħda hija li l-eliminazzjoni tal-biċċa l-kbira tal-komponenti esterni telimina wkoll il-kapaċità tagħhom li jassorbu u jxerrdu l-enerġija RF mhux mixtieqa mill-medda ta 'frekwenza eskluża. It-tuners tas-silikon għandhom jużaw disinni ta 'ċirkuwiti innovattivi f'LNAs u miksers biex jimmaniġġjaw l-enerġija mhux mixtieqa mingħajr ma jagħmlu ħsara lit-transisters.
It-tieni impatt huwa l-bżonn għal arkitettura RF ġdida. Disinji bikrija ta 'tuner tas-silikon ippruvaw jadottaw metodu ta' konverżjoni doppja, li pprovda selettività mingħajr irfinar manwali ta 'komponenti esterni. L-ewwel konverżjoni tbiddel il-frekwenza tas-sinjal tad-dħul 'il fuq. Il-filtru RF SAW inaqqas il-bandwidth qabel ma jikkonverti għal IF għat-tieni darba. L-apparat tal-filtru jirrappreżenta l-ispiża ewlenija ta 'dan id-disinn.
Riċentement, it-teknoloġija tal-awtokalibrar qed tintuża biex tegħleb il-bidliet fil-manifattura tal-proċess tas-semikondutturi. Uħud jeliminaw ukoll il-ħtieġa għal provvisti ta 'enerġija ta' vultaġġ għoli għall-LO u l-ħtieġa għal apparati RF SAW. Minflok, huma jużaw biss filtri SAW fl-istadju IF, li għandhom frekwenza ferm iktar baxxa u huma apparat bi prezz inqas minn filtri RF SAW.
L-implimentazzjoni ta 'dawn id-disinni fis-silikon teħtieġ teknoloġija avvanzata tal-proċess tas-semikondutturi. Il-fornituri taċ-ċippa ġeneralment jikkaratterizzaw biss il-proċess tal-implimentazzjoni VLSI diġitali tagħhom. Biex timplimenta sintonizzatur tas-silikon, il-proċess għandu jkun ikkaratterizzat abbażi tal-prestazzjoni RF. Barra minn hekk, il-proċess irid ikollu mod biex joħloq induttur tal-valur korrett u jkollu Q għoli biżżejjed għall-implimentazzjoni ta 'LO ta' fażi baxxa jew disinn tal-filtru RF. Proċess bħal dan issa jista 'jintuża.
Minbarra l-proċessi tas-semikondutturi, it-tuners tas-silikon jeħtieġu disinn bir-reqqa taċ-ċippa. L-RF għandha bosta opportunitajiet għal interferenza rradjata u mmexxija. F'disinn ta 'tuner tas-silikon b'ċippa waħda, il-prossimità ta' linji ta 'sinjal fuq iċ-ċippa u l-qsim ta' substrati taċ-ċirkwit jaggravaw dan. Il-kontroll ta 'din l-interferenza jeħtieġ arranġament li jissepara ċirkwiti kritiċi u jinkludi mudelli ta' lqugħ. Id-disinn jeħtieġ ukoll ħolqien u ġestjoni bir-reqqa ta 'netwerks ta' distribuzzjoni ta 'enerġija fuq l-art u fuq l-art. Barra minn hekk, id-disinn għandu jinkludi komponenti ta 'filtrazzjoni on-chip u off-chip biex jiksru l-passaġġ tas-sinjal ta' interferenza.
Dawn il-problemi kollha ġew solvuti, u bil-miġja ta 'apparat li jgħaqqad is-silikon, id-disinjaturi tal-prodotti bdew jagħmlu modi biex jeħilsu mit-tuner-in-a-can qadim. Riċevituri tas-satellita u tal-kejbil kienu l-ewwel li adottaw dan il-metodu. Huma jipproċessaw sinjali bi bejn wieħed u ieħor l-istess qawwa f'kull kanal. Din l-uniformità tal-kanal tissimplifika ftit id-disinn tat-tuner, li tippermetti li t-tagħmir tat-tuner tas-silikon bikri jissodisfa r-rekwiżiti.
Madankollu, ir-riċeviment tax-xandir terrestri għandu juża sintonizzatur li jista 'jipprovdi selettività fuq firxa wiesgħa ta' livelli ta 'qawwa tal-kanal. Il-possibbiltà li tgħaqqad sinjali qawwija fi kanali biswit kanali ta 'interess dgħajfa timponi restrizzjonijiet stretti fuq is-selettività tad-disinn tat-tuner. Sa ftit ilu, arkitetturi RF innovattivi u proċessar imtejjeb ta 'semikondutturi RF ippermettew li t-tjuners tas-silikon jiksbu l-prestazzjoni meħtieġa bi prezz baxx.
Billi telimina l-ħtieġa għal aġġustamenti manwali, dawn it-tuners tas-silikon jistgħu jżidu l-produzzjoni tal-manifattura u jipprovdu prestazzjoni aktar affidabbli minn disinji anzjani. Huma jissodisfaw il-ħtiġijiet ta 'apparat portabbli billi jeliminaw il-ħtieġa għal provvisti ta' enerġija ta 'vultaġġ għoli u jippermettu implimentazzjonijiet kompatti. Minħabba l-influwenza tas-suq fuq dawn l-attributi, it-tuners tas-silikon huma mistennija li jallinjaw id-disinni tar-riċevituri tat-TV ma 'partijiet oħra ta' l-industrija elettronika.
Ravi Shenoy ([protett bl-email]) huwa d-direttur analogu u t-teknoloġija RF ta 'LSI Logic (Milpitas, California).
prodotti oħra tagħna:
