新型帶隔離腔體硅調諧器的設計

摘 要：隨著市場上對電視機多功能的要求越來越多強，一種雙信號輸入的調諧器得到了市場的青睞，兩個射頻信號輸入端的隔離能力就顯得尤為重要。此次介紹的是一款帶隔離腔體的混合型硅電子調諧器，此款硅調諧器小型化設計（外形尺寸28x24x7.1mm）、低電源供電（3.3V）、具有卓越的靈敏度性能、超高的最大輸入電平及優異的線性性能，支持全球范圍內的模擬和數字電視標準，由于其帶隔離腔體，極大的提高了隔離度指標，可以有效的屏蔽兩個射頻信號之間的相互串擾。由于其高性能和小尺寸特征，已得到很多廠商青睞。旭光科技作為調諧器中國市場的領導者，能很好滿足電視制造商的設計需求，能夠穩定和大量供貨。

關鍵詞：硅調諧器；隔離度；靈敏度；最大接收電平

中圖分類號：TN722.13 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 14-0000-02

一、主要術語

（一）硅調諧器

采用先進的數字設計技術和硅半導體工藝，把原來基于MOPLL的諧器中的大部分分立器件都集成到一顆硅芯片中，這就是硅調諧器。

（二）隔離度

隔離度定義為輸入端口信號對輸出端口信號的衰減度，是功率之比，單位dB。在此定義為CABLE端口信號對AIR端口信號的衰減度。

（三）最小接收電平

是指在不加信噪時，使圖像沒有馬賽克現象的最小輸入電平大小，測試時將標準信號源不加C/N門限，減小信號大小，當圖像要出現馬賽克現象時的信號電平就是最小接收電平。

（四）C/N門限

是指輸入信號在-53dBm左右時，改變信號源的C/N門限，以要出現馬賽克現象時的大小。

（五）鄰頻道干擾比

主要是指對相鄰頻道干擾抑制能力。

（六）有限噪聲靈敏度

在圖像在可以收看時的最小輸入信號大小，測試時將信號設為100%的白電平信號，當減小輸入信號大小時，使測得輸出的視頻信噪比為30dB時的輸入信號大小。

隨著市場上對電視機多功能的要求越來越多強，一種雙信號輸入的調諧器得到了市場的青睞，兩個射頻信號輸入端的隔離能力就顯得尤為重要。此次介紹的是一款帶隔離腔體的混合型硅電子調諧器，此款硅調諧器包括AIR輸入和CABLE輸入兩個端口，AIR端工作時，可輸出窄帶的低中頻DIF信號及模擬CVBS和SIF信號；CABLE端工作時，輸出模擬CVBS和SIF信號。此Tuner小型化設計（外形尺寸28x24x7.1mm）、低電源供電（3.3V）、具有卓越的靈敏度性能、超高的最大輸入電平及優異的線性性能，支持全球范圍內的模擬和數字電視標準，由于是雙信號輸入，考慮在兩個端口之間加入隔離腔體設計，極大的提高了隔離度指標，可以有效的屏蔽兩個射頻信號之間的相互串擾，加入隔離腔體后不僅對隔離度有極大的提高，而且對調諧器的圍框架構也起到加強作用，Tuner的RF輸入端接地更為良好，對調諧器的主要性能指標如C/N、最小接收電平、鄰頻抑制、有限噪聲靈敏度等也有一定的提升。

此款電子調諧器是一款帶模擬解調的數模一體電子調諧器。其設計符合全球制式數字ATSC/ISDB-T/DVB-T（T2）/DVB-C（C2）及模擬PAL/SECAM/NTSC標準，調諧、混頻及模擬解調皆由單片集成電路來完成。該調諧器調諧、初始化和控制解調的過程都由I2C總線連接控制。擁有較強的抗WiFi干擾能力、快速的AGC鎖定時間、卓越的靈敏度性能、較低的噪聲系數（≤4dB）、功率強度探測精度滿足NorDig 2.1的要求、足夠滿足各種電視標準要求的性能余量。

調諧器原理框圖如圖1所示。

二、工作原理

此款調諧器有兩個信號輸入端，AIR輸入端和CABLE輸入端，以AIR端為例，RF信號首先經過前級高通濾波回路濾波（電路見圖2），然后進入集成塊進行放大、混頻、模擬解調、濾波等處理后輸出CVBS、SIF及DIF信號。調諧、初始化和控制解調的過程都由I2C總線連接控制。1.8V和3.3V供電。

三、隔離腔體設計

隔離度是雙信號輸入調諧器的重要指標，信號的幾種可能串擾方式：

（1）信號通過空間輻射而干擾。

（2）信號通過地線而相互干擾。

（3）通過兩個輸入端的連接線如電源線等而相互干擾。

通過增加隔離腔體，可以很好的屏蔽信號通過輻射而造成的干擾，由于此款調諧器是小型化設計，圍框的材料有限，使得不能制作一個連帶圍框的隔離腔體，只能制作一個獨立的隔離腔體（如圖3），制作腔體時需考慮腔體與PCB板的連接點，腔體與圍框的焊接點，腔體在整個調諧器裝配時的便于操作性；在Tuner的裝配時需保證腔體與圍框良好焊接（如圖4），測試結果：增加隔離腔體比不加隔離腔體的隔離度要好30dB；PCB布板時對兩個端口的鋪地進行分割能有效的抑制信號通過地線而相互干擾；在連接兩個端口的電源線上加濾波電容濾除雜波。

四、PCB布板

在整個tuner的設計中，PCB布板是極其重要的，各個功能線的走向、線寬，元器件的放置位置，鋪地的好壞直接影響調諧器的性能。

（1）RF輸入線盡量短，走線要75歐姆匹配，且周圍的地與其需要保留足夠的距離﹥0.4mm。由于RF輸入是過孔式的插座，PCB的底層也做了隔離，RF輸入線寬﹥0.5mm。

（2）以盡量多的過孔包圍RF線周圍的地，晶體周圍的地也用了過孔包圍。

（3）IF_N和IF_P走線盡量做到一致，等長。

（4）用地將IF AGC走線與IF走線隔開，并在地上打上過孔。

（5）電源走線、I2C走線、AGC走線、Xtal走線等不要與RF及IF走線相交。

（6）電源退耦電容盡量靠近芯片。

（7）接地的引腳在向芯片外部地連接時同時向芯片底部的地連接，這樣可以加強接地并改善芯片散熱。

（8）芯片底部鋪地且可焊接。

（9）晶體走線及IIC走線周圍用地隔開，并打上通孔。

（10）芯片底部鋪地上打通孔，在芯片接地腳附近打孔以加強與地層的接地。

五、電磁兼容、可靠性、熱設計及元器件降額設計

印制板與圍框采用大面積環狀接地屏蔽；各功能端子均設有濾波電容；各功能電路之間采用隔板防止串擾；采用金屬外殼屏蔽。

采用小電流、低功耗的晶體管，均勻分布發熱元器件，在金屬殼體上開設散熱孔，使熱傳導、對流、輻射處于良好狀態，以保證散熱（熱設計）；電阻實際功率在額定功耗的1/10以下，電容工作電壓在額定耐壓1/5以下，使各元器件均有較小的降額因子，有效保證了各元器件具有較低的應用失效率（降額設計）；在印制電路板上進行了周密考慮，基材選用了低損耗、高抗剝強度、高平整環氧玻璃纖板；片狀元件分布均勻，裝配工藝采用再流焊工藝，能有效減少短路和斷路現象，提高產品可靠性。

六、結束語

此款雙路RF信號輸入的硅調諧器，各項性能指標優良，特別是加入了獨立隔離腔體的應用，隔離度指標得到大幅提升，很好的適應了市場的多功能電視需求。此款硅調諧器也表明了旭光正繼續集中30多年的行業經驗，為改進電視調諧器設計而不懈努力。

參考文獻：

[1]張根選.數字電視調諧器中SAW驅動電路的設計[J].安徽大學，2007.

[2]王清芬，殷素杰，馬延爽.一種新型的腔體濾波器設計分析[J].無線電工程，2012（06）.

[作者簡介]曾象松（1959.06-），男，滿族，四川成都人，成都旭光科技股份有限公司，大專，電子專業，長期從事電子調諧器技術工作。