中心議題：

• 調(diào)諧器" title="調(diào)諧器">調(diào)諧器">硅調(diào)諧器介紹
• 調(diào)諧器基本工作原理
• 硅調(diào)諧器" title="硅調(diào)諧器">硅調(diào)諧器技術(shù)分析

解決方案：

• 采用普遍使用的CMOS工藝
• 采用數(shù)字處理技術(shù)通過控制口編程就可改變其特性

一般通過電信號(hào)近距離傳遞信息,，可以直接傳送基帶信號(hào),，但遠(yuǎn)距離時(shí)必須把基帶信號(hào)調(diào)制到射頻信號(hào)上,，即把低頻的信號(hào)頻譜搬移到高頻頻譜上。而接收端又必須從調(diào)制的信號(hào)中解調(diào)出基帶信號(hào),，也就是從高頻信號(hào)上把有用信號(hào)搬移到低頻,。同時(shí)接收端往往會(huì)收到許多信號(hào)，我們還需選擇自己需要的信號(hào),。這個(gè)完成選擇需要的信號(hào)和信號(hào)頻譜向低搬移的器件就是調(diào)諧器（在模擬電視時(shí)代,，調(diào)諧器通常用鐵盒封裝，也稱高頻頭" title="高頻頭">高頻頭）,。
　　
調(diào)諧器應(yīng)用廣泛,，它可以傳送視頻、聲音,、數(shù)據(jù)等等信息,。在種類繁多、形狀各異的調(diào)諧器中,，最常見的,、也是本文要討論的就是傳送視頻內(nèi)容的調(diào)諧器（以下“調(diào)諧器”就特指這類調(diào)諧器）。
　　
隨著北京奧運(yùn)會(huì)臨近和地面數(shù)字電視節(jié)目的熱播,，USB電視棒在國內(nèi)熱銷起來,。之所以一個(gè)小小的USB電視棒就能接收射頻電視信號(hào)，這要?dú)w功于硅調(diào)諧器技術(shù)的成熟,。近幾年半導(dǎo)體工藝技術(shù)和IC設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展很快,，這就促成了硅調(diào)諧器技術(shù)不斷更新?lián)Q代，形成了硅調(diào)諧器多種技術(shù)并存,、多個(gè)半導(dǎo)體國際大廠參與競爭的局面,。熱起來的硅調(diào)諧器技術(shù)就是本文關(guān)注的焦點(diǎn)。

調(diào)諧器介紹
　　
1調(diào)諧器分類
　　
接收調(diào)制視頻的射頻信號(hào)的電子產(chǎn)品有許多種類,，如衛(wèi)星機(jī)頂盒,、有線機(jī)頂盒、電視機(jī),、手機(jī)電視,、電腦電視卡、PCMCIA電視卡,、USB電視棒等等,。這些電子產(chǎn)品根據(jù)其特點(diǎn)使用了多種多樣的調(diào)諧器。這些調(diào)諧器可以從以下幾個(gè)角度去分類：
　　
從接收信號(hào)角度調(diào)諧器分為模擬,、數(shù)字,、數(shù)模一體化三種，其中有些調(diào)諧器還可直接輸出基帶信號(hào)。而從接收信號(hào)的制式上看,，模擬信號(hào)可以做到全制式接收,，數(shù)字信號(hào)接收按地區(qū)分為DVB、ATSC,、ISDB,、DMB等。
　　
從信號(hào)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)不同,，可區(qū)分為衛(wèi)星調(diào)諧器,、有線系統(tǒng)調(diào)諧器、地面廣播調(diào)諧器及手機(jī)調(diào)諧器等,。如在歐洲有線網(wǎng)絡(luò)用DVB-C,、地面廣播用DVB-T、衛(wèi)星廣播用DVB-S,、手持設(shè)備用DVB-H等等,。
　　
從調(diào)諧器處理信號(hào)的技術(shù)分為模擬和數(shù)字兩種，傳統(tǒng)的鐵盒調(diào)諧器基本是采用模擬技術(shù),，而硅調(diào)諧器則是采用數(shù)字技術(shù),。
　　
從調(diào)諧器電路架構(gòu)方面，可分為下列幾類：單轉(zhuǎn)換中頻輸出,、單轉(zhuǎn)換低中頻輸出,、單轉(zhuǎn)換零中頻輸出、雙轉(zhuǎn)換中頻輸出,、雙轉(zhuǎn)換低中頻輸出,、及雙轉(zhuǎn)換零中頻輸出等等。
　　
從調(diào)諧器改變調(diào)諧頻率的方式可分為電壓合成和頻率合成兩種,。

2調(diào)諧器基本工作原理
　　
電路最簡單的調(diào)諧器是單轉(zhuǎn)換中頻輸出調(diào)諧器,。其基本組成包括混頻器、振蕩器,、鎖相環(huán)(MOPLL)和高頻放大器等,。高頻放大器具有自動(dòng)增益控制（AGC）功能，跟蹤濾波器是一個(gè)中心頻率可調(diào)的帶通濾波器,。中頻濾波器是一個(gè)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(zhuǎn)換中頻輸出調(diào)諧器電路架構(gòu)如圖一所示：


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

3鐵盒調(diào)諧器現(xiàn)狀
　　
目前最普及的電視機(jī)還是模擬電視,，這類電視機(jī)使用的都是鐵盒調(diào)諧器，其基本功能就是選臺(tái)和混頻,，屬于單轉(zhuǎn)換中頻輸出架構(gòu),。
　　
鐵盒調(diào)諧器大多采用調(diào)諧器專用IC和許多個(gè)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(yōu)勢,。由于調(diào)諧器處理的是幾百M(fèi)Hz的高頻信號(hào)，所以鐵盒調(diào)諧器使用了微帶和分布參數(shù)的器件,。其中感應(yīng)線圈需生產(chǎn)時(shí)由人工調(diào)節(jié)其分布參數(shù),。早期的鐵盒調(diào)諧器都采用電壓合成方式選臺(tái)，目前大多采用頻率合成方式,，其優(yōu)點(diǎn)是選臺(tái)簡單,，調(diào)諧鎖定，不易跑臺(tái),。
　　
經(jīng)過多年的技術(shù)發(fā)展,，傳統(tǒng)鐵盒調(diào)諧器設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)十分成熟，盡管其電路器件多,、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，生產(chǎn)調(diào)試難度很大。但是目前其成本十分低廉,，只要不到10元人民幣,，這就是使其在競爭十分激烈的模擬電視機(jī)市場占有絕對(duì)優(yōu)勢，根本無法被硅調(diào)諧器取代,。但其肯定會(huì)隨著模擬電視在世界各國停播,，逐被硅調(diào)諧器取代。

4調(diào)諧器的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)
　　
調(diào)諧器作為一個(gè)電子產(chǎn)品,，有幾個(gè)重要的電性能指標(biāo)：
　　
動(dòng)態(tài)范圍：動(dòng)態(tài)范圍指調(diào)諧器能接收的輸入信號(hào)強(qiáng)度的范圍,。地面電視廣播對(duì)動(dòng)態(tài)范圍的要求最大，約為60~70dB,，有線傳播方式約30~40dB,，衛(wèi)星傳播方式動(dòng)態(tài)范圍則要求最小。
　　
噪聲指數(shù)：也叫噪聲系數(shù),，就是系統(tǒng)輸入輸出前后信噪比的比值,，也就是輸出信號(hào)的信噪比比上輸入信號(hào)的信噪比。它決定了調(diào)諧器最小可接收的信號(hào)強(qiáng)度,，或稱為接收靈敏度,。目前數(shù)字地面電視廣播的噪聲指數(shù)要求不得高于7dB，而有線系統(tǒng)的噪聲指數(shù)則小于10dB就可以了。
　　
鏡像抑制比：就是濾除鏡像頻道信號(hào)的能力,?；祛l器的特點(diǎn)決定了比想要頻道頻率高或低兩倍中頻的頻道也會(huì)輸出到后面的中頻濾波器，這就會(huì)對(duì)想要的頻道產(chǎn)生干擾,。因此,，必須在混波器前加一個(gè)跟蹤濾波器（也稱鏡像抑制濾波器）來濾除鏡像頻道。通常調(diào)諧器鏡像抑制必須達(dá)到50~60dB,。
　　
相位噪聲：相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內(nèi)的信號(hào)功率與信號(hào)總功率的比值,。調(diào)諧器本振信號(hào)易受噪聲雜波的干擾而產(chǎn)生抖動(dòng)，即相位變化,，這就是調(diào)諧器的相位噪聲,。因數(shù)字電視信號(hào)多采用正交調(diào)幅(QAM)及四相相移鍵控調(diào)制方式，相位噪聲會(huì)直接影響到數(shù)字調(diào)諧器的輸出信噪比,。而模擬電視信號(hào)多采用調(diào)幅（AM）或調(diào)頻（FM）就不易受相位噪聲干擾,。通常調(diào)諧器相位噪聲必須達(dá)到50dB以上。

硅調(diào)諧器技術(shù)分析

1硅調(diào)諧器技術(shù)分析
　　
采用先進(jìn)的數(shù)字設(shè)計(jì)技術(shù)和硅半導(dǎo)體工藝,，把原來鐵盒調(diào)諧器中的大部分分立器件都集成到一顆硅芯片中,，這就是硅調(diào)諧器。
　　
目前硅調(diào)諧器技術(shù)發(fā)展迅速,，已有應(yīng)用于多種電子產(chǎn)品的硅調(diào)諧器面世,。但其成本仍然偏高，市場售價(jià)是鐵盒調(diào)諧器的3倍左右,，這就限制了其取代鐵盒調(diào)諧器的速度,。只有在PCMCIA電視卡、USB電視棒等小型產(chǎn)品上硅調(diào)諧器充分發(fā)揮其體積小的優(yōu)勢,，獨(dú)樹一幟,。
　　
隨著硅調(diào)諧器設(shè)計(jì)技術(shù)的提高，其半導(dǎo)體制造工藝也在不斷更新?lián)Q代,，其目的就是為了顯著降低成本,。第一代硅調(diào)諧器采用高頻半導(dǎo)體領(lǐng)域普遍采用的SiGe工藝，但其成本昂貴,。后來過度到BiCMOS工藝,，但仍比鐵盒調(diào)諧器采用的雙極（Bipolar）工藝成本高。最新一代硅調(diào)諧器已可以采用普遍使用的CMOS工藝,。這使得硅調(diào)諧器可以與采用同樣COMS工藝的解調(diào)器,、解碼器、控制器等集成在一起,，構(gòu)成SoC單芯片，這就大大降低了系統(tǒng)成本。
　　
硅調(diào)諧器采用數(shù)字處理技術(shù),，通過控制口編程就可改變其特性,。這樣硅調(diào)諧器很容易實(shí)現(xiàn)多電視接收標(biāo)準(zhǔn)。
　　
硅調(diào)諧器市場目前是多種半導(dǎo)體制造工藝,、多種技術(shù)架構(gòu),、多個(gè)廠家多種產(chǎn)品并存的局面。針對(duì)不同領(lǐng)域的應(yīng)用,，不同技術(shù)架構(gòu)發(fā)揮了各自的優(yōu)點(diǎn),。
　　
硅調(diào)諧器各種電路架構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)會(huì)因不同廠商的獨(dú)特技術(shù)而不同，因而不同廠商對(duì)不同電路架構(gòu)會(huì)有不同的喜好,。目前看零中頻和復(fù)變混頻架構(gòu)最有發(fā)展前景,。

2常見硅調(diào)諧器
　　
英飛凌公司（Infineon）已推出了TUA6041、TUA6045和TUA6039等硅調(diào)諧器芯片,。下一代是以TUA8010,、TUS9090為代表的硅調(diào)諧器產(chǎn)品。
　　
美信公司（Maxim）產(chǎn)品包括MAX2165,、MAX3580,、MAX3540和MAX3541等高度集成的單次變頻電視調(diào)諧器。
　　
Microtune的硅芯片調(diào)諧器產(chǎn)品包括：MT2060系列低功率數(shù)字調(diào)諧器以及MT2131和MT2063多標(biāo)準(zhǔn),、多模式硅調(diào)諧器芯片,。
　　
瑞科信公司(Xceive)推出了新一代高集成性硅調(diào)諧器XC5000和調(diào)諧器芯片模塊SN5000。
　　
恩智浦公司（NXP）硅調(diào)諧器有TDA18292HN,、TDA18252HN,、TDA18271、TDA18251HD,、TDA18211HD等,，涵蓋了衛(wèi)星、有線,、地面,、手持移動(dòng)等多種應(yīng)用。
　　
Max-Linear公司推出了全球標(biāo)準(zhǔn)的硅調(diào)諧器MxL5005S,，可用于機(jī)頂盒和移動(dòng)接收,。MxL7001則是適合ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)電視用硅調(diào)諧器芯片。
　　
思卡爾（Freescale）推出了MC44S803單芯片硅調(diào)諧器
　　
三星電子（Samsung）的硅調(diào)諧器S5M8602可以支持DVB-H/T,，DAB-IP,，ISDB-T以及T-DMB等多個(gè)國家的電視標(biāo)準(zhǔn)。
　　
ST,、TI等已有解調(diào)解碼芯片的公司,，已將硅調(diào)諧器與解調(diào)器,、解碼器、控制器等集成在一起,，構(gòu)成SoC單芯片,，如ST公司的STB6100單芯片、TI公司的“Hollywood”手機(jī)電視芯片等,。

3硅調(diào)諧器典型應(yīng)用
　　
在眾多硅調(diào)諧器方案中,，本文選NXP最近推出的新型數(shù)模一體化硅調(diào)諧器TDA18271，簡單介紹其在電腦電視卡上的應(yīng)用實(shí)例,。TDA18271不但兼容所有的模擬與數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)(PAL,、NTSC、SECAM,、DVB-T,、ISDB-T、ATSC,、DVB-C),，且TDA18271芯片本身可將中頻信號(hào)送至數(shù)字中頻解調(diào)器TDA8295，完成模擬電視解調(diào),，輸出CVBS模擬電視信號(hào),，同時(shí)中頻信號(hào)也送至信道解碼器TDA10048，解出數(shù)字電視TS流,。具體應(yīng)用框圖見圖二,。


鐵盒調(diào)諧器與硅調(diào)諧器比較
　　
雖然有些性能指標(biāo)硅調(diào)諧器不及鐵盒調(diào)諧器好，但硅調(diào)諧器也達(dá)到數(shù)字/模擬廣播標(biāo)準(zhǔn)的要求?，F(xiàn)階段只有高成本是硅調(diào)諧器的主要缺點(diǎn),。
　　
數(shù)字電視廣播在全世界范圍內(nèi)的普及為硅調(diào)諧器的發(fā)展提供了極好的機(jī)會(huì)，硅調(diào)諧器的小體積優(yōu)點(diǎn)也為調(diào)諧器開辟了USB電視棒等新的應(yīng)用領(lǐng)域,。再過兩年,，隨著硅調(diào)諧器的普及，其成本會(huì)與鐵盒調(diào)諧器的成本差別相差無幾,，屆時(shí)硅調(diào)諧器將會(huì)獨(dú)霸天下,。同時(shí)隨著硅調(diào)諧器技術(shù)水平的提高和成本的降低，硅調(diào)諧器市場的競爭將會(huì)更加激烈,，目前這種廠家多品種多的“混亂”局面將會(huì)改觀,。僅有的幾款功能全、性能優(yōu),、價(jià)格低的硅調(diào)諧器就能滿足多種領(lǐng)域的需求,。