Tuner to urządzenie elektroniczne, którego funkcją rdzenia jest selektywne odbieranie sygnału o określonej częstotliwości ze złożonego sygnału RF i konwersja go na częstotliwość pośrednie (IF) lub sygnał cyfrowy, który może być przetwarzany przez kolejne obwody. Jego esencja jest kluczowym elementem wyboru częstotliwości i wstępnego przetwarzania sygnału.
Funkcjonować:
1. Wybór częstotliwości:
Częstotliwości docelowe są zablokowane dostrajającymi filtrami lub pętlami z blasku fazowym (PLLS), takimi jak tunery telewizyjne obejmujące pełny pasmo 54-860 mHz.
Obsługuj przełączanie wielopasmowe, takie jak przetwarzanie tunera samochodowego AM/FM/DAB Broadcasts w tym samym czasie.
2. Przetwarzanie wstępne:
Niski amplifikacja szumu (LNA): wzmacnia słabe sygnały RF (np. Poniżej -90dBm) z figurą szumu mniejszym niż 2dB.
Mieszanie i w dół konwersja: konwersja sygnałów o wysokiej częstotliwości (np. Sygnały satelitarne 10 GHz) w częstotliwości pośrednie (np. 950-2150 MHz) w celu łatwego późniejszego przetwarzania.
Automatyczna kontrola wzmocnienia (AGC): dynamicznie dostosowuje wzmocnienie, aby zapewnić stabilne sygnały wyjściowe, a projekt AGC z podwójną pętlą poprawia silne możliwości przeciwdziałania interferencji sygnału.
3. Anti-interferencja i filtrowanie:
Wbudowane filtry pasmowe tłumią sąsiednie zakłócenia, takie jak odrzucenie poza pasmem 60DBC dla tunerów stacji bazowej 5G.
Tuner cyfrowy umożliwia precyzyjne kształtowanie widmowe za pomocą filtrów FIR/IIR.
Elementy składowe
1. Obwód wejściowy: odpowiedzialny za odbieranie sygnałów RF z anten lub innych źródeł i przesyłanie ich do kolejnego obwodu przetwarzania tunera. Obwód wejściowy zwykle zawiera sieć dopasowania impedancji, aby zapewnić dopasowanie impedancji między źródłem sygnału a tunerem w celu zmniejszenia odbicia sygnału i utraty mocy.
2. Filtrowy filtr: jest jednym z podstawowych składników tunera, który wybiera określony sygnał częstotliwości z wejścia sygnału RF. Filtry dostrajalne mogą być używane do wyboru sygnałów przy różnych częstotliwościach poprzez zmianę własnych parametrów (takich jak pojemność, indukcyjność itp.), A wspólne filtry dostrajalne obejmują filtry LC, filtry ceramiczne, akustyczne filtry fali powierzchniowej (SAW) i filtry fali akustycznej (BAW).
3. Oscylator lokalny (oscylator lokalny): wytwarza lokalny sygnał stabilny częstotliwości, który miesza się z sygnałem wejściowym RF, przekształcając sygnał RF w sygnał IF. Oscylator ten zwykle składa się z oscylatorów kryształowych, obwodów pętlowych (PLL) itp., Aby zapewnić wysoką stabilność i dokładność generowanej częstotliwości.
4.Mixer: Wymieszaj sygnał RF wejściowego z sygnałem lokalnym generowanym przez lokalny oscylator i wygeneruj pośrednim sygnał częstotliwości zgodnie z zasadą syntezy częstotliwości. Miksery zwykle składają się z nieliniowych komponentów, takich jak diody i tranzystory, a ich wydajność ma istotny wpływ na ogólną wydajność tunera.
5. Jeśli wzmacniacz: wzmocnij wyjście sygnału IF przez mikser, aby zwiększyć amplitudę sygnału i ułatwić późniejsze przetwarzanie sygnału. Jeśli wzmacniacze zwykle mają wyższy wzrost i lepszą wydajność hałasu, aby zapewnić, że słabe, jeśli sygnały mogą zostać wzmocnione do wystarczającej amplitudy.
Obwód automatycznego sterowania wzmocnieniem (AGC): automatycznie dostosowuje wzmocnienie tunera w oparciu o wytrzymałość sygnału wejściowego, utrzymując amplitudę sygnału wyjściowego w stosunkowo stabilnym zakresie. Obwody AGC zapobiegają silnym przeciążeniom sygnału, zapewniając jednocześnie wystarczającą wzmocnienie słabych sygnałów.
6. ObwódPut: Wyjście przetworzony sygnał częstotliwości pośredniej lub sygnał cyfrowy do kolejnego obwodu przetwarzania sygnału, takiego jak demodulator, cyfrowy procesor sygnału itp. Obwód wyjściowy zwykle zawiera wzmacniacz buforowy, sieć dopasowania impedancji itp., Aby zapewnić jakość i stabilność sygnału wyjściowego.
Wspólne parametry
1. Zakres częstotliwości: odnosi się do zakresu częstotliwości sygnałów, które tuner może odbierać i przetwarzać, na przykład tunery telewizyjne mogą obejmować pasmo częstotliwości 54-860 MHz, podczas gdy tunery satelitarne mogą działać w pasmach o wyższej częstotliwości, takich jak pasek KU (10,7-12,75 GHz) itp.
2. Wrażliwość: wskazuje minimalną wytrzymałość sygnału, którą tuner może wykryć, zwykle mierzony w decybel Milliwatts (DBM). Im wyższa czułość, tym słabszy tuner może otrzymać słabszy sygnał, na przykład niektóre wysokiej jakości tunery radiowe mają wrażliwość do 100dBm lub mniej.
3. Noise Rysunek: Jest to miara poziomu szumu wewnątrz tunera, który reprezentuje stosunek stosunku sygnału do szumu sygnału wejściowego do stosunku sygnału do szumu sygnału wyjściowego, zwykle wyrażanego w decybelach (DB). Im niższa liczba szumów, tym mniej szumu tuner dodaje do sygnału, tym lepsza wydajność, a figura szumu dobrego tunera może być ogólnie mniejsza niż 2dB.
4. Waga: odnosi się do powiększenia sygnału wejściowego przez tuner, zwykle również w decybelach (db). Wielkość wzmocnienia określa, ile tuner może wzmocnić słaby sygnał, na przykład tuner o wzmocnieniu 30dB może wzmocnić moc sygnału wejściowego o współczynnik 1000.
5. Selektywność: mierzy zdolność tunera do wybierania docelowego sygnału częstotliwości z szerokiego zakresu sygnałów częstotliwościowych, często wyrażanych w decybelach (DB). Im lepsza selektywność, tym silniejsza zdolność tunera do tłumienia sąsiednich sygnałów częstotliwości, umożliwiając mu dokładniejsze odbieranie sygnałów docelowych i zmniejszenie zakłóceń.
6. Lokalna stabilność częstotliwości oscylatora: Oscylator lokalny jest częścią tunera, który generuje stały sygnał częstotliwości, a stabilność lokalnego częstotliwości oscylatora wpływa bezpośrednio na wydajność tunera. Wysoce stabilny lokalny oscylator zapewnia, że tuner może dokładnie przekonwertować sygnał wejściowy na IF w różnych warunkach środowiskowych.
Jak to działa:
1. Podstawowy mechanizm tunera analogowego
Obwód rezonansowy LC: Zmiana częstotliwości rezonansowej poprzez zmienną pojemność lub indukcyjność, takie jak przełączanie pasm VHF/UHF dla tunerów telewizyjnych.
Mieszanie i lokalny oscylator:
Lokalny oscylator (LO) generuje stały sygnał częstotliwości (np. 38 MHz) i miesza z wejściowym sygnałem RF w celu uzyskania częstotliwości pośredniej.
Varactor reguluje pojemność połączenia poprzez napięcie, aby osiągnąć ciągłe strojenie częstotliwości.
2. Techniczna ścieżka tunera cyfrowego
Konwersja analogowo-cyfrowa (ADC):
Szybkość próbkowania jest wymagana do spełnienia twierdzenia Nyquist (2x maksymalna częstotliwość większej lub równej sygnału), a rozdzielczość 12-bitowa umożliwia minimalne napięcie rozdzielczości 0,8 mV.
Przykład: Tuner stacji bazowej 5G używa 14-bitowego ADC do obsługi sygnałów MMWave 28 GHz.
Cyfrowe przetwarzanie sygnału (DSP):
Algorytmy FFT włączają analizę widma i adaptacyjne filtrowanie optymalizuje jakość sygnału.
Technologie definiowane przez oprogramowanie Radio (SDR) umożliwiają dynamiczną rekonfigurację, takie jak tuner SI479X7 Labs Silicon Labs, który obsługuje nowe standardy nadawcze z modernizacjami oprogramowania układowego.
3. Typowy proces przetwarzania
Wejścia RF → Filtrowanie pasmowe → Amplifikacja LNA → Mieszanie do If → Jeśli filtrowanie → Próbkowanie ADC → DEModulacja DSP → Wyjścia cyfrowe.
