硅高频头技术原理

,硅高频头原理与应用,贺顺亮hesl2012.06.19,高频头的功能是什么？,选频：从天线接收到的各种电信号中选择所需要频道的电视信号，抑制其它不需要的信号。放大：将选择出的高频电视信号（包括图像信号的伴音信号），经高频放大器放大，提高灵敏度，满足混频器所需要的幅度。变频：通过混频级与本振信号进行差拍，在其输出端得到一个幅度固定、频率固定的中频信号。,硅TUNER内部原理框图TDA18273,模拟CANTUNER内部原理框图,硅tuner原理图,1.RF信号处理分析,1.1为了提高高频头对中频（38MHz）干扰信号的抑制能力，通常在输入回路中加入中频吸收电路。CANtuner的中频干扰吸收电路硅tuner的27MHZ30MHZ吸收电路因为硅TUNER出来的是低中频信号，没有38MHz的中频信号，故在此指标会好于CANtuner,1.RF信号处理分析,1.2选频和阻抗匹配电路CanTuner选频电路通过电感抽头和电容分压式与馈线及高放级连接，其目的是实现良好的匹配，避免产生反射等现象。,CAN_TUNER的选频电路,特点：电感高Q值，再加上有阻抗匹配，带宽BW比较窄，选择性好。但电感L1、L2在生产时需要人工校准。生产成本高，并比较难保持一致性。,1.RF信号处理分析,1.2选频和阻抗匹配电路,式中C1或C2可调,回路的固有谐振频率f0为,1.RF信号处理分析,1.2选频和阻抗匹配电路,硅_TUNER的选频电路,特点:简单的LC并联谐振选频电路，使用绕线型贴片电感，Q值低，带宽BW比较宽，选择性较CAN_tuner差。,1.RF信号处理分析,1.2选频和阻抗匹配电路,CanTuner与硅高频头的选频幅频特性对比如下,1.RF信号处理分析,1.2选频和阻抗匹配电路,其主要影响就是在远邻频测试中（N+/-4/5/6/7/8）中，cantuner由于有声波滤波和选频滤波器的优势，指标也许会较好（前提条件是cantuner内部选频滤波器在各个频段的调试都要准确，且内部器件的性能也要有很高的一致性，生产成本很高）。而在这些测试中TDA18273通过优化各级AGC的增益及反馈，目前也能够达到所有规范的要求，虽然裕量有限，但一致性很好。而且在实地场测中性能上与cantuner表现不相上下。,1.RF信号处理分析,1.2选频和阻抗匹配电路,Can_tuner的选择性测试,硅tuner的选择性测试,1.RF信号处理分析,1.3高频放大电路,Can_tuner的高频放大电路，仅此一级，带有选频功能。而硅TUNER的高频放大电路包含AGC1、AGC2、AGC3、AGC4、AGC5，共5级。,1.RF信号处理分析,1.4本振电路,Can_tuner的本振电路，采用变容三点式振荡电路，特点：本振输出波形好，基本为正弦波，谐波成分要小。硅高频头采用小数分频锁相环，产生本振频率，特点是本振频率是方波，谐波成分大，需要在电路中加入谐波滤波器H3H5filter。,1.RF信号处理分析,1.5混频电路,Can_tuner的混频电路，将高放输入的高频电视信号u1和本振信号u2加到一个非线性元件上,进行混频，输出端除了有原来两个频率的信号以外，又产生了许多新的频率成分，其中有和频、差频及高次谐波等。只要在输出端设置中频选频回路，便可选出所需的成分。缺点：容易产生镜像干扰。,1.RF信号处理分析,1.5混频电路,CAN_TUNER混频后产生镜像干扰示意图,1.RF信号处理分析,1.5混频电路,硅tuner，采用特殊的多相混频，同时抑制镜像干扰，镜像抑制比达到60dB.,Q,I,Q,I,Q,I,RF,LO,IF,RFpolyphasefilter,IFpolyphasefilter,混频,2.中频信号处理,2.1中频滤波和放大,硅tuner采用数字滤波器，可以根据不同的制式，设置成不同的滤波曲线。而CanTuner只能采用固定滤波曲线的声表做滤波。,2.中频信号处理,中频频率设置如下：对于模拟信号（我司内销的PAL/D中频设置在6.95MHz）,对于数字信号中心频率可以设置在3MHz5MHz，目前我司的数字中心频率在5MHz。,3.硅TUNER的RFAGC电路,硅高频头在中频之前有5级RFAGC，分别为AGC1、AGC2、AGC3、AGC4、AGC5。这5级由驱动设置自动动作，不需要外部干预（亦即无RF_AGCPIN）。,SteppedAGC,SteppedAGC,ContinuousAGC,ContinuousAGC,3.硅TUNER的RFAGC电路,各级增益如下图所示。前5级AGC的总控制增益在（-30dB72dB）之间，调节范围很宽。若设定AGC5输出端（即IF_IN）的信号电平固定在105dBuVrms，那么，在RF端输入33dBuVrms的信号，其前5级AGC增益每级都自动设到最大（总增益72dB），可以让AGC5输出端在105dBuVrms，若在RF输入135dBuVrms的信号，其前5级AGC增益每级都自动设到最小（总增益-30dB），还是可以让AGC5输出端在105dBuVrms。,3.硅TUNER的RFAGC电路,AGC1/AGC2/AGC4/AGC5为不连续调节级，调节步长为3dB，拿其中的AGC1来说，如下图。,3.硅TUNER的IFAGC,IF_AGC是一个放大器，它的输出有一定的摆幅范围，即输出幅度超过某个值就会失真。IF_AGC可以设置成8条不一样的曲线，每条曲线的最小增益和最大增益都不一样，其能输出的最大的不失真的中频幅度也是不同的。,3.硅TUNER的IFAGC,由寄存器IF_LEVEL2:0来设定具体哪一条AGC曲线，其中outputlevelV(p-p)differential表示能输出的最大不失真的中频幅度（峰-峰值）,如何设置合适的中频AGC曲线呢？如果IF_IN设定为105dBdBuVrms，要求IF_OUT为800mV（109dBuVrms），那么IF_AGC设置在+4dB。从IFAGC曲线图表上看，如果被设成最底下那条线，它也能输出800mV的东西，但这是一个失真的中频，因为它超过了0.5V的最高上限。,3.硅TUNER的IFAGC,为了得到一个通用的选择公式，若IF_OUT要求为OUTdBuVrms，IF_IN在区间（INminINmax）dBuVrms之间。选定的AGC曲线outputlevelV(p-p)differential为SdBuVrms,最大增益为AGCmax，最小增益为AGCmin。,举例说明：IF_IN设定为100/105dBuVrms，要求IF_OUT为800mV（109dBuVrms），代入：,查表，只能选取第1条曲线，1.25,-4,+26。,3.硅TUNER的IFAGC,中频负载，由于IF输出有一定的内阻，故负载的大小会影响输出幅度大小，一般要求IFP与IFN之间的总负载电阻为1K左右，负载电容47pF。,4.PCBLAYOUT,目前PCBlayout建有标准封装库，对应标准原理图，4颗高频选频电感需要特别注意走线短。,5.生产注