ტელევიზიებს, ვიდეო ჩამწერებს, გადასაღებ ყუთებს და ფართოზოლოვანი საკაბელო მიმღებებს აქვთ საერთო ელემენტი: ტიუნერი. მიუხედავად იმისა, რომ ამ მოწყობილობების ყველა სხვა ელექტრონული კომპონენტი მცირდება, როდესაც ნახევარგამტარული ტექნოლოგია მცირდება, სამომხმარებლო პროგრამები ხშირად იყენებენ უზარმაზარ „ტიუნერის ტანკებს“ ამ კრიტიკული ფუნქციის მისაღწევად. ტიუნერის დიზაინის რთული შეზღუდვები არის მიზეზი იმისა, რომ ეს ტექნოლოგია შენარჩუნებულია, მაგრამ ბაზრის ძალები სილიკონის ტიუნერებს უბიძგებენ წინა პლანზე.
ტიუნერის დიზაინერმა უნდა გადალახოს მრავალი გამოწვევა. სამაუწყებლო სატელევიზიო და საკაბელო პროგრამებში შეყვანის სიგნალი არის 48 MHz– დან 861 MHz– მდე სიხშირის დიაპაზონში და სიგნალის სიძლიერეს შეიძლება ჰქონდეს ფართო დინამიური დიაპაზონი. მაგალითად, სამაუწყებლო სატელევიზიო პროგრამებში, არჩეულ სიგნალს შეიძლება ჰქონდეს მიმდებარე არასასურველი არხები, რომელთა სიგნალის სიძლიერე 100 -ჯერ აღემატება.
ტიუნერის ტიპური დიზაინი იყენებს კონვერტაციის მიმღების ერთ არქიტექტურას, თუმცა შესაძლებელია სხვა არქიტექტურის გაკეთებაც. ერთი კონვერტაციის ტიუნერის სტრუქტურა მოიცავს წინასწარ არჩევის ფილტრს, დაბალი ხმაურის გამაძლიერებელს (LNA), ქვემოთ გადამყვანს და შუალედური სიხშირის (IF) გამაძლიერებელს.
1. სილიკონის ტიუნერის დიზაინის შეზღუდვები
1) წინასწარ არჩეული ფილტრის თვალყურის დევნება
წინასწარი არჩევის ფილტრი იღებს სიხშირის სიგნალის სიხშირის მთელ დიაპაზონს და ამცირებს მას უფრო მცირე სიხშირის დიაპაზონში, რომელიც შეიცავს ინტერესის არხს. არხის ფართო სიხშირის დიაპაზონის გათვალისწინებით, ეს ნიშნავს, რომ წინასწარი არჩევის ფილტრი უნდა იყოს თვალყურის დევნების ფილტრაციის ფილტრი, რომლის ცენტრალური სიხშირე შეიძლება განსხვავდებოდეს სიგნალის სპექტრში. LNA– ები RF– ის ავტომატური მომატების კონტროლის ფუნქციით, ჩვეულებრივ მიჰყვება წინასწარ არჩეულ ფილტრს.
ქვეკონვერტორის ეტაპი არის ტრადიციულიიონურად ჰეტეროდინული სისტემა. ქვემოკონვერტორი შექმნილია არხის შერჩევით, რაც გულისხმობს ადგილობრივი ოსცილატორის (LO) მორგებას ისე, რომ განსხვავება მის სიხშირესა და ინტერესთა სიგნალს შორის IF ფილტრის შემსრულებლის ფარგლებში იყოს. ეს ეტაპი იყენებს მაღალი ხარისხის, ვიწრო ზოლის, ფიქსირებული სიხშირის ფილტრებს-ჩვეულებრივ ზედაპირული აკუსტიკური ტალღის მოწყობილობებს-ყველა სხვა ვარიანტის შერჩევით და გამორიცხვით. ამას მოყვება IF გამაძლიერებელი ცვლადი მომატების კონტროლით, რაც საშუალებას აძლევს სისტემას არჩეული სიგნალის სიძლიერე შეადაროს დემოდულაციისა და გამოვლენის წრის საჭიროებებს, რომელსაც ტუნერი მართავს.
შეყვანის სიგნალის სიხშირისა და სიგნალის სიძლიერის დიაპაზონის გათვალისწინებით, ამ არქიტექტურის გამოყენება კარგი შესრულების ტიუნერის შესაქმნელად გამოიწვევს ბევრ გამოწვევას. ერთი არის წინასწარი შერჩევის ფილტრი. სიგნალის მთლიანი გამტარუნარიანობის დასაფარად, ტიპური მაუწყებლობის სატელევიზიო ტიუნერის განხორციელება მოითხოვს ფილტრების მუშაობას სამ სხვადასხვა სიხშირის დიაპაზონში: VHF (ძალიან მაღალი სიხშირე), 48 -დან 88 მჰც -მდე; საშუალო VHF, 174 დან 216 MHz; და UHF (სუპერ მაღალი სიხშირე) 470 -დან 861 მჰც -მდე. საერთო განხორციელება არის ცალკეული ფილტრების გამოყენება, თითო თითოეული ფილტრისთვის.
2) მრავალ ბენდიანი ოპერაცია
წინასწარი არჩევის ფილტრი ირჩევს მოქმედი სიხშირის დიაპაზონს, მაგრამ მაინც შეიძლება საჭირო გახდეს თვალთვალის ფილტრის განხორციელება საჭირო სელექციურობის უზრუნველსაყოფად. თვალთვალის ფილტრმა უნდა შეინარჩუნოს შედარებით ფიქსირებული გამტარობა, თუმცა ცენტრის სიხშირე შეიძლება შეიცვალოს მრავალ ოქტავაზე. ასეთი ფილტრის რეალიზაციას, როგორც წესი, სჭირდება დიდი რაოდენობის პასიური კომპონენტები, როგორიცაა ინდუქტორები, რომლებიც ხელით უნდა იყოს მორგებული ქარხანაში სათანადო მუშაობის უზრუნველსაყოფად. ეს მოთხოვნა პასიურ კომპონენტებზე და ხელით რეგულირებაზე მნიშვნელოვნად ზრდის ტიუნერის ზომასა და ღირებულებას. ტიპიურ ტიუნერს შეუძლია ზომა 2.5 x 2 x 0.75 ინჩი.
თუმცა, წინასწარი არჩევის ფილტრი არ არის ერთადერთი კომპონენტი დიზაინის გამოწვევებით. ქვედა კონვერტორში LO ასევე უნდა გაუმკლავდეს სიხშირის ფართო დიაპაზონს. წინასწარი არჩევის ფილტრი მხოლოდ ამცირებს შეყვანის სიგნალის გამტარობას. ინტერესის სიგნალი მაინც შეიძლება მოხვდეს სადმე 48 -დან 861 MHz დიაპაზონში და LO ძირითადად უნდა მოიცავდეს ამ დიაპაზონს. გარდა ამისა, LO– მ უნდა აჩვენოს დაბალი ახლო მანძილზე ფაზის ხმაური, ან DTV არხის მიღება კომპრომეტირებული იქნება. ინტეგრირებული მიკროსქემის ოსცილატორი აღწევს ისეთი ფართო სიხშირის დიაპაზონს, რომლის რეგულირება შეუძლებელია და ამავე დროს აჩვენებს დაბალ ფაზის ხმაურს დღევანდელი ელექტრონული სისტემების ტიპიური 3 ვოლტიანი ძაბვის ძაბვის გამოყენებით. შეიძლება საჭირო გახდეს 30 ვ -მდე ელექტროენერგიის მიწოდება.
ყველა ამ შესრულების მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად, მომწოდებლების უმეტესობა ირჩევს შეინარჩუნოს ტრადიციული ტელევიზორისა და VCR ტიუნერის დიზაინი, მიუხედავად მათი ღირებულებისა და ზომისა. მაგრამ ბაზრის ზეწოლა იწყებს ცვლილებებს. ერთ -ერთი ელემენტია კომუნიკაციების ფედერალური კომისიის ავტორიზაცია, ანუ შეერთებულ შტატებში გაყიდულმა ყველა ტელევიზიამ დაიწყო ტიუნერების გამოყენება, რომელსაც შეუძლია ციფრული სატელევიზიო მაუწყებლობის მიღება. ეს ამოცანა აიძულებს მომწოდებლებს შეცვალონ თავიანთი პროდუქციის ძირითადი სტრუქტურა, შექმნან შესაძლებლობები ტიუნერის დიზაინში ინოვაციებისთვის.
პორტატულ გასართობ ბაზარზე მოთხოვნის ზრდამ ხელი შეუწყო ტიუნერის დიზაინის ცვლილებებს. პორტატული ნიშნავს ბატარეაზე მომუშავე ან ხელის მოწყობილობებს და კრძალავს მაღალი ძაბვის გამოყენებას LO განხორციელებაში. გარდა ამისა, პორტატული მოწყობილობები მოითხოვს ბევრად უფრო მცირე განხორციელებას, ვიდრე ტიპიური ტიუნერები. მზარდი ბრტყელი პანელის ჩვენების/სატელევიზიო ბაზარზე, მცირე ზომა ასევე მნიშვნელოვანია. ბრტყელი პანელის დიზაინში, ტიუნერის ზომა შეიძლება იყოს შემზღუდველი ფაქტორი პროდუქტის დათხელებისთვის.
კიდევ ერთი ტენდენცია, რომელიც გავლენას ახდენს ტიუნერის მოთხოვნებზე, არის ის, რომ მომხმარებლებს სურთ მიიღონ რამოდენიმე არხი ერთდროულად. ეს ნიშნავს, რომ საჭიროა ერთზე მეტი ტიუნერი, რომელიც იკავებს მეტ ადგილს, რაც გავლენას ახდენს სისტემის ზომაზე და ზრდის ტიუნერის ღირებულებას საბოლოო პროდუქტზე. ბაზრის ზეწოლა ზომის შესამცირებლად და სხვა ტენდენციებმა ხელი შეუწყო სილიკონის ტიუნერის დიზაინის გამოყენებას.
3) აღმოფხვრა ხელით tuning
სილიკონის ტიუნერის დიზაინის მრავალი მიზანი არსებობს. ერთ -ერთი მთავარი მიზანია აღმოფხვრას თვალთვალის ფილტრში გარე კომპონენტების ხელით მორგების აუცილებლობა. სილიკონში ორი ეფექტია. ერთი ის არის, რომ გარე კომპონენტების უმეტესობის აღმოფხვრა ასევე გამორიცხავს მათ უნარს შეიწოვონ და გააქარწყლონ RF ენერგია გამორიცხული სიხშირული დიაპაზონიდან. სილიკონის ტიუნერებმა უნდა გამოიყენონ ინოვაციური სქემის დიზაინი LNA და მიქსერებში არასასურველი ენერგიის მართვისთვის ტრანზისტორების დაზიანების გარეშე.
მეორე გავლენა არის ახალი RF არქიტექტურის საჭიროება. სილიკონის ტიუნერის ადრეულმა დიზაინმა სცადა ორმაგი გარდაქმნის მეთოდის გამოყენება, რომელიც უზრუნველყოფდა სელექციურობას გარე კომპონენტების ხელით რეგულირების გარეშე. პირველი კონვერტაცია ცვლის სიგნალის სიხშირეს ზემოთ. RF SAW ფილტრი ამცირებს გამტარობას IF- ზე მეორედ გადაყვანამდე. ფილტრის მოწყობილობა წარმოადგენს ამ დიზაინის მთავარ ღირებულებას.
ცოტა ხნის წინ, თვითკალიბრაციის ტექნოლოგია გამოიყენება ნახევარგამტარების წარმოების ცვლილებების დასაძლევად. ზოგიერთი ასევე გამორიცხავს LO– ს მაღალი ძაბვის ელექტრომომარაგების საჭიროებას და RF SAW მოწყობილობების საჭიროებას. ამის ნაცვლად, ისინი მხოლოდ SAW ფილტრებს იყენებენ IF ეტაპზე, რომლებსაც აქვთ გაცილებით დაბალი სიხშირე და უფრო დაბალი ღირებულების მოწყობილობებია ვიდრე RF SAW ფილტრები.
ამ დიზაინის განხორციელება სილიკონში მოითხოვს მოწინავე ნახევარგამტარული პროცესის ტექნოლოგიას. ჩიპების მომწოდებლები, როგორც წესი, ახასიათებენ მხოლოდ მათი ციფრული VLSI განხორციელების პროცესს. სილიკონის ტიუნერის განსახორციელებლად, პროცესი უნდა იყოს დახასიათებული RF- ის მუშაობაზე დაყრდნობით. გარდა ამისა, პროცესს უნდა ჰქონდეს საშუალება შექმნას სწორი მნიშვნელობის ინდუქტორი და ჰქონდეს საკმაოდ მაღალი Q დაბალი ფაზის ხმაურის LO განხორციელების ან RF ფილტრის დიზაინი. ასეთი პროცესის გამოყენება უკვე შესაძლებელია.
ნახევარგამტარული პროცესების გარდა, სილიკონის ტიუნერები მოითხოვს ჩიპების ფრთხილ დიზაინს. RF– ს აქვს მრავალი შესაძლებლობა გამოსხივებული და ჩატარებული ჩარევისთვის. ერთი ჩიპიანი სილიკონის ტიუნერის დიზაინში, ჩიპური სიგნალის ხაზების სიახლოვე და წრიული სუბსტრატების გაზიარება ამძაფრებს ამას. ამ ჩარევის კონტროლი მოითხოვს განლაგებას, რომელიც გამოყოფს კრიტიკულ სქემებს და მოიცავს დამცავ შაბლონებს. დიზაინი ასევე მოითხოვს ჩიპური დენის და სახმელეთო გამანაწილებელი ქსელების ფრთხილ შექმნასა და მართვას. გარდა ამისა, დიზაინი უნდა შეიცავდეს ჩიპსა და ჩიპს გაფილტვრის კომპონენტებს, რათა დაარღვიოს ჩარევის სიგნალის გზა.
ყველა ეს პრობლემა მოგვარებულია და სილიკონის ტიუნერის მოწყობილობების მოსვლასთან ერთად, პროდუქტის დიზაინერებმა დაიწყეს გზები ძველი ტიუნერის მოშორების მიზნით. სატელიტურმა და საკაბელო მიმღებმა პირველებმა გამოიყენეს ეს მეთოდი. ისინი ამუშავებენ სიგნალებს დაახლოებით ერთნაირი სიმძლავრით თითოეულ არხზე. ეს არხის ერთგვაროვნება ოდნავ ამარტივებს ტიუნერის დიზაინს, რაც საშუალებას აძლევს ადრეული სილიკონის ტიუნერის აღჭურვილობას დააკმაყოფილოს მოთხოვნები.
ამასთან, ხმელეთის სამაუწყებლო მიღებამ უნდა გამოიყენოს ტიუნერი, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს შერჩევითობა არხის სიმძლავრის ფართო სპექტრზე. მიმდებარე არხებში ძლიერი სიგნალების შერწყმის შესაძლებლობა სუსტი ინტერესის არხებით მკაცრ შეზღუდვებს აყენებს ტიუნერის დიზაინის შერჩევითობას. ბოლო დრომდე, ინოვაციური RF არქიტექტურა და გაუმჯობესებული RF ნახევარგამტარული დამუშავება საშუალებას აძლევდა სილიკონის ტიუნერებს მიაღწიონ საჭირო შესრულებას დაბალ ფასად.
ხელით კორექტირების აუცილებლობის აღმოფხვრით, ამ სილიკონის ტიუნერებს შეუძლიათ გაზარდონ წარმოების პროდუქტიულობა და უზრუნველყონ უფრო საიმედო შესრულება, ვიდრე ძველ დიზაინებს. ისინი აკმაყოფილებენ პორტატული მოწყობილობების საჭიროებებს მაღალი ძაბვის ელექტრომომარაგების საჭიროების აღმოფხვრისა და კომპაქტური განხორციელების საშუალებას. ამ მახასიათებლებზე ბაზრის გავლენის გათვალისწინებით, სილიკონის ტიუნერები სავარაუდოდ ტელევიზიის მიმღების დიზაინს შეუსაბამებენ ელექტრონიკის ინდუსტრიის სხვა ნაწილებს.
რავი შენოი ([ელ.ფოსტით დაცულია]) არის LSI Logic– ის ანალოგიური დირექტორი და RF ტექნოლოგია (მილპიტასი, კალიფორნია).
ჩვენი სხვა პროდუქტი:
