關于傳送視頻的硅調諧器技術分析及應用

    1 引言

    一般通過電信號近距離傳遞信息，可以直接傳送基帶信號，但遠距離時必須把基帶信號調制到射頻信號上，即把低頻的信號頻譜搬移到高頻頻譜上。

    而接收端又必須從調制的信號中解調出基帶信號，也就是從高頻信號上把有用信號搬移到低頻。同時接收端往往會收到許多信號，我們還需選擇自己需要的信號。這個完成選擇需要的信號和信號頻譜向低搬移的器件就是調諧器（在模擬電視時代，調諧器通常用鐵盒封裝，也稱高頻頭）。

    調諧器應用廣泛，它可以傳送視頻、聲音、數據等等信息。在種類繁多、形狀各異的調諧器中，最常見的、也是本文要討論的就是傳送視頻內容的調諧器（以下“調諧器”就特指這類調諧器）。

    隨著北京奧運會臨近和地面數字電視節目的熱播，USB電視棒在國內熱銷起來。之所以一個小小的USB電視棒就能接收射頻電視信號，這要歸功于硅調諧器技術的成熟。近幾年半導體工藝技術和IC設計技術發展很快，這就促成了硅調諧器技術不斷更新換代，形成了硅調諧器多種技術并存、多個半導體國際大廠參與競爭的局面。熱起來的硅調諧器技術就是本文關注的焦點。

    2 調諧器介紹

    2.1 調諧器分類

    接收調制視頻的射頻信號的電子產品有許多種類，如衛星機頂盒、有線機頂盒、電視機、手機電視、電腦電視卡、PCMCIA電視卡、USB電視棒等等。這些電子產品根據其特點使用了多種多樣的調諧器。這些調諧器可以從以下幾個角度去分類：

    從接收信號角度調諧器分為模擬、數字、數模一體化三種，其中有些調諧器還可直接輸出基帶信號。而從接收信號的制式上看，模擬信號可以做到全制式接收，數字信號接收按地區分為DVB、ATSC、ISDB、DMB等。

    從信號傳輸的網絡不同，可區分為衛星調諧器、有線系統調諧器、地面廣播調諧器及手機調諧器等。如在歐洲有線網絡用DVB-C、地面廣播用DVB-T、衛星廣播用DVB-S、手持設備用DVB-H等等。

    從調諧器處理信號的技術分為模擬和數字兩種，傳統的鐵盒調諧器基本是采用模擬技術，而硅調諧器則是采用數字技術。

    從調諧器電路架構方面，可分為下列幾類：單轉換中頻輸出、單轉換低中頻輸出、單轉換零中頻輸出、雙轉換中頻輸出、雙轉換低中頻輸出、及雙轉換零中頻輸出等等。

    從調諧器改變調諧頻率的方式可分為電壓合成和頻率合成兩種。

    2.2 調諧器基本工作原理

    電路最簡單的調諧器是單轉換中頻輸出調諧器。其基本組成包括混頻器、振蕩器、鎖相環(MOPLL)和高頻放大器等。高頻放大器具有自動增益控制（AGC）功能，跟蹤濾波器是一個中心頻率可調的帶通濾波器。中頻濾波器是一個具有特殊傳輸特性的帶通濾波器，一般為聲表面波濾波器(SAWF)。單轉換中頻輸出調諧器電路架構如圖一所示：

    射頻電視信號進入調諧器的高頻放大器進行放大，其增益由AGC電路自動控制，再由跟蹤濾波器將鏡像信號去除，利用混頻器和本地振蕩器混出中頻信號，最后經由中頻濾波器慮除雜波、選擇出想要的頻道并進一步調整通帶特性，完成調諧器的功能。

    2.3鐵盒調諧器現狀

    目前最普及的電視機還是模擬電視，這類電視機使用的都是鐵盒調諧器，其基本功能就是選臺和混頻，屬于單轉換中頻輸出架構。

    鐵盒調諧器大多采用調諧器專用IC和許多個分立器件組成。其主芯片采用雙極（Bipolar）工藝，具有成本極低的優勢。由于調諧器處理的是幾百MHz的高頻信號，所以鐵盒調諧器使用了微帶和分布參數的器件。其中感應線圈需生產時由人工調節其分布參數。早期的鐵盒調諧器都采用電壓合成方式選臺，目前大多采用頻率合成方式，其優點是選臺簡單，調諧鎖定，不易跑臺。