У тэлевізараў, відэарэгістратараў, тэлевізійных прыставак і шырокапалосных кабельных прымачоў ёсць агульны элемент - цюнэр. Хоць усе астатнія электронныя кампаненты ў гэтых прыладах скарачаюцца па меры скарачэння паўправадніковых тэхналогій, у спажывецкіх праграмах для дасягнення гэтай найважнейшай функцыі часта выкарыстоўваюцца велізарныя "рэзервуары". Складаныя абмежаванні на дызайн цюнера з'яўляюцца прычынай захавання гэтай тэхналогіі, але сілы рынку вылучаюць крамянёвыя цюнеры на першы план.
Дызайнер цюнэра павінен пераадолець мноства праблем. Уваходны сігнал у тэлевізійных і кабельных праграмах ляжыць у дыяпазоне частот ад 48 МГц да 861 МГц, і сіла сігналу можа мець шырокі дынамічны дыяпазон. Напрыклад, у тэлевізійных праграмах вяшчання сігнал можа мець суседнія непажаданыя каналы, сіла сігналу якіх перавышае 100 разоў.
Тыповая канструкцыя цюнэра выкарыстоўвае архітэктуру адзінага пераўтваральніка, хоць магчымыя і іншыя архітэктуры. Структура аднаго пераўтваральніка ўключае фільтр папярэдняга выбару, узмацняльнік з нізкім узроўнем шуму (LNA), пераўтваральнік ўніз і ўзмацняльнік прамежкавай частоты (ПЧ).
1. Абмежаванні дызайну крамянёвага цюнера
1) Папярэдне абранае адсочванне фільтра
Фільтр папярэдняга выбару прымае поўны дыяпазон частот сігналу і памяншае яго да меншага дыяпазону частот, які змяшчае цікавы канал. Улічваючы шырокі дыяпазон частот канала, гэта азначае, што фільтр папярэдняга выбару павінен быць фільтрам шырокапалоснага адсочвання, цэнтральная частата якога можа змяняцца па спектры сігналу. ЗНА з функцыямі аўтаматычнага рэгулявання ўзмацнення ўзмацняльніка частоты ідуць па загадзя выбранаму фільтру.
Стадыя пераўтваральніка - гэта традыцыяцыянальна гетеродинная сістэма. Даунконвертер распрацаваны з выбарам канала, які прадугледжвае рэгуляванне генератара (LO) так, каб розніца паміж яго частатой і цікавым сігналам трапляла ў паласу прапускання фільтра ПЧ. На гэтым этапе выкарыстоўваюцца высокаэфектыўныя вузкапалосныя фільтры з фіксаванай частатой - звычайна гэта прылады павярхоўнай акустычнай хвалі (ПАВ) - шляхам выбару і выключэння ўсіх іншых варыянтаў. За гэтым ідзе ўзмацняльнік ПЧ з рэгуляваннем пераменнага ўзмацнення, што дазваляе сістэме падбіраць сілу абранага сігналу да патрэбаў схемы дэмадуляцыі і выяўлення, якую кіруе цюнэр.
Улічваючы шырокі дыяпазон частот і магутнасці сігналу ўваходнага сігналу, выкарыстанне гэтай архітэктуры для стварэння добраэфектыўнага цюнера выкліча шмат праблем. Адзін - гэта фільтр папярэдняга выбару. Для таго каб пакрыць поўную прапускную здольнасць сігналу, звычайныя рэалізацыі ТБ-цюнэра патрабуюць, каб фільтры працавалі ў трох розных дыяпазонах частот: УВЧ (вельмі высокая частата), ад 48 да 88 МГц; сярэдняя УКВ, ад 174 да 216 МГц; і УВЧ (звышвысокая частата) на частаце ад 470 да 861 МГц. Агульная рэалізацыя - выкарыстанне асобных фільтраў, па адным для кожнага фільтра.
2) Шматдыяпазонны рэжым
Фільтр папярэдняга выбару выбірае дыяпазон працоўных частот, але ўсё роўна можа спатрэбіцца рэалізацыя фільтра адсочвання, каб забяспечыць неабходную выбарчасць. Фільтр адсочвання павінен падтрымліваць адносна фіксаваную прапускную здольнасць, хоць цэнтральная частата можа змяняцца на працягу многіх актаў. Для рэалізацыі такога фільтра звычайна патрабуецца вялікая колькасць пасіўных кампанентаў, такіх як індуктыўныя катушкі, якія павінны быць наладжаны ўручную на заводзе, каб атрымаць належную прадукцыйнасць. Гэты попыт на пасіўныя кампаненты і ручную настройку значна павялічвае памер і кошт цюнера. Тыповы цюнэр можа мець памеры 2.5 х 2 х 0.75 цалі.
Аднак фільтр папярэдняга выбару - не адзіны кампанент, які мае складаныя задачы. LO ў пераўтваральніку таксама павінен апрацоўваць шырокі дыяпазон частот. Фільтр папярэдняга выбару толькі памяншае прапускную здольнасць уваходнага сігналу. Цікавы сігнал усё яшчэ можа падаць дзе-небудзь у дыяпазоне ад 48 да 861 МГц, і LO павінен у асноўным ахопліваць гэты дыяпазон. Акрамя таго, LO павінен дэманстраваць нізкі фазавы шум блізкага дыяпазону, інакш прыём канала DTV будзе парушаны. Генератар інтэгральнай схемы дасягае такога шырокага дыяпазону частот, які немагчыма наладзіць, і ў той жа час дэманструе нізкі фазавы шум, выкарыстоўваючы тыповае напружанне крыніцы харчавання ў 3 вольта для сучасных электронных сістэм. Можа спатрэбіцца крыніца харчавання да 30 В.
Каб задаволіць усе гэтыя патрабаванні да прадукцыйнасці, большасць пастаўшчыкоў аддаюць перавагу захаваць традыцыйныя канструкцыі цюнэра ТВ і відэамагнітафона, нягледзячы на іх кошт і памер. Але ціск на рынак пачынае прымушаць да зменаў. Адным з элементаў з'яўляецца дазвол Федэральнай камісіі сувязі, гэта значыць усе тэлевізары, якія прадаюцца ў ЗША, пачалі выкарыстоўваць цюнэры, здольныя прымаць лічбавыя тэлевізійныя трансляцыі. Гэта задача прымушае пастаўшчыкоў змяніць асноўную структуру сваёй прадукцыі, ствараючы магчымасці для інавацый у дызайне цюнэра.
Рост попыту на рынку партатыўных забаў таксама спрыяў зменам у дызайне цюнэра. Партатыўны азначае, што працуе ад акумулятараў і партатыўных прылад, і забараняе выкарыстоўваць высокае напружанне ў рэалізацыях LO. Акрамя таго, партатыўныя прылады патрабуюць значна меншай рэалізацыі, чым тыповыя цюнеры. Ва ўмовах росту рынку плоскіх дысплеяў / тэлевізараў таксама важны невялікі памер. У дызайне з плоскай панэллю памер цюнера можа быць абмежавальным фактарам для прарэджвання прадукту.
Іншая тэндэнцыя, якая ўплывае на патрабаванні цюнера, заключаецца ў тым, што спажыўцы хочуць атрымліваць некалькі каналаў адначасова. Гэта азначае, што патрабуецца больш аднаго цюнэра, які займае больш месца, што ўплывае на памер сістэмы і павялічвае кошт цюнэра на канчатковы прадукт. Ціск на рынак для памяншэння памеру і іншыя тэндэнцыі спрыялі выкарыстанню крамянёвых канструкцый цюнэра.
3) Выключыце ручную настройку
Ёсць шмат мэтаў для дызайну крамянёвага цюнера. Адна з галоўных мэт - выключыць неабходнасць ручной налады знешніх кампанентаў у фільтры адсочвання. У крэмнію ёсць два эфекты. Адзін з іх заключаецца ў тым, што ліквідацыя большасці знешніх кампанентаў таксама ліквідуе іх здольнасць паглынаць і рассейваць непажаданую ВЧ-энергію з выключанага дыяпазону частот. Крэмніевыя цюнэры павінны выкарыстоўваць інавацыйныя канструкцыі ланцугоў у ЗНА і міксерах для кіравання непажаданай энергіяй без пашкоджання транзістараў.
Другі ўплыў - неабходнасць у новай архітэктуры РФ. Раннія крамянёвыя канструкцыі цюнера спрабавалі прыняць метад двайнога пераўтварэння, які забяспечваў выбарчасць без ручной налады знешніх кампанентаў. Першае пераўтварэнне зрушвае частату ўваходнага сігналу ўверх. Фільтр RF SAW памяншае прапускную здольнасць перад другім пераўтварэннем у IF. Прылада фільтра ўяўляе асноўны кошт гэтай канструкцыі.
У апошні час для пераадолення змен у вытворчасці паўправадніковых працэсаў выкарыстоўваецца тэхналогія самакалібрацыі. Некаторыя таксама ліквідуюць неабходнасць у высакавольтных крыніцах харчавання для LO і неабходнасць у прыладах RF SAW. Замест гэтага яны выкарыстоўваюць фільтры SAW толькі на стадыі ПЧ, якія маюць значна меншую частату і з'яўляюцца больш таннымі прыладамі, чым фільтры RF SAW.
Рэалізацыя гэтых канструкцый у крэмніі патрабуе перадавой тэхналогіі паўправадніковых працэсаў. Пастаўшчыкі чыпаў звычайна характарызуюць толькі працэс іх укаранення лічбавага VLSI. Каб рэалізаваць крамянёвы цюнер, працэс трэба характарызаваць на аснове ВЧ-прадукцыйнасці. Акрамя таго, у працэсе павінен быць спосаб стварэння індуктыўнасці правільнага значэння і мець дастаткова высокі Q для рэалізацыі LO з нізкім узроўнем шуму або канструкцыі ВЧ-фільтра. Цяпер можна выкарыстаць такі працэс.
Акрамя паўправадніковых працэсаў, крамянёвыя цюнеры патрабуюць дбайнай канструкцыі мікрасхем. РЧ мае мноства магчымасцей для выпраменьванага і праводнага ўмяшання. У адначыпавым крамянёвым дызайне крэмніевая блізкасць сігнальных ліній на мікрасхемах і сумеснае выкарыстанне схемных падкладак пагаршаюць гэта. Кіраванне гэтымі перашкодамі патрабуе кампаноўкі, якая раздзяляе крытычныя ланцугі і ўключае ў сябе экрануючыя схемы. Канструкцыя таксама патрабуе дбайнага стварэння і кіравання электрасеткамі і наземнымі размеркавальнымі сеткамі. Акрамя таго, канструкцыя павінна ўключаць кампаненты фільтрацыі на мікрасхемах і на мікрасхемах, каб разбіць шлях сігналу перашкод.
Усе гэтыя праблемы былі вырашаны, і са з'яўленнем крамянёвых цюнэрных прылад дызайнеры пачалі шукаць спосабы пазбаўлення ад старога цюнера. Спадарожнікавыя і кабельныя прымачы былі першымі, хто выкарыстаў гэты метад. Яны апрацоўваюць сігналы прыблізна аднолькавай магутнасці ў кожным канале. Гэта аднастайнасць канала трохі спрашчае дызайн цюнэра, дазваляючы абсталяванню ранняга крамянёвага цюнера адпавядаць патрабаванням.
Аднак наземны прыём трансляцыі павінен выкарыстоўваць цюнэр, які можа забяспечваць выбарачнасць у шырокім дыяпазоне узроўняў магутнасці канала. Магчымасць спалучэння моцных сігналаў у суседніх каналах са слабымі, якія цікавяць каналы, накладвае строгія абмежаванні на выбарчасць дызайну цюнэра. Да нядаўняга часу інавацыйныя ВЧ-архітэктуры і ўдасканаленая апрацоўка паўправадніковых ВЧ дазвалялі крамянёвым цюнерам дасягнуць неабходных характарыстык пры нізкіх выдатках.
Выключаючы неабходнасць у ручных наладах, гэтыя крамянёвыя цюнэры могуць павялічыць ураджайнасць вытворчасці і забяспечыць больш надзейныя характарыстыкі, чым старыя канструкцыі. Яны задавальняюць патрэбы партатыўных прылад, выключаючы неабходнасць у высакавольтных крыніцах харчавання і дазваляючы кампактныя рэалізацыі. Улічваючы ўплыў рынку на гэтыя атрыбуты, крамянёвыя цюнэры чакаюць узгаднення канструкцый тэлевізійных прымачоў з іншымі часткамі электроннай прамысловасці.
Раві Шэной ([электронная пошта абаронена]) - аналагавы рэжысёр і ВЧ-тэхналогія LSI Logic (Мілпітас, Каліфорнія).
Наш іншы прадукт:
