硅调谐器技术分析

1 引言

一般通过电信号近距离传递信息，可以直接传送基带信号，但远距离时必须把基带信号调制到射频信号上，即把低频的信号频谱搬移到高频频谱上。而接收端又必须从调制的信号中解调出基带信号，也就是从高频信号上把有用信号搬移到低频。同时接收端往往会收到许多信号，我们还需选择自己需要的信号。这个完成选择需要的信号和信号频谱向低搬移的器件就是调谐器（在模拟电视时代，调谐器通常用铁盒封装，也称高频头）。

调谐器应用广泛，它可以传送视频、声音、数据等等信息。在种类繁多、形状各异的调谐器中，最常见的、也是本文要讨论的就是传送视频内容的调谐器（以下“调谐器”就特指这类调谐器）。

随着北京奥运会临近和地面数字电视节目的热播，USB电视棒在国内热销起来。之所以一个小小的USB电视棒就能接收射频电视信号，这要归功于硅调谐器技术的成熟。近几年半导体工艺技术和IC设计技术发展很快，这就促成了硅调谐器技术不断更新换代，形成了硅调谐器多种技术并存、多个半导体国际大厂参与竞争的局面。热起来的硅调谐器技术就是本文关注的焦点。

2 调谐器介绍

2.1 调谐器分类

接收调制视频的射频信号的电子产品有许多种类，如卫星机顶盒、有线机顶盒、电视机、手机电视、电脑电视卡、PCMCIA电视卡、USB电视棒等等。这些电子产品根据其特点使用了多种多样的调谐器。这些调谐器可以从以下几个角度去分类：

从接收信号角度调谐器分为模拟、数字、数模一体化三种，其中有些调谐器还可直接输出基带信号。而从接收信号的制式上看，模拟信号可以做到全制式接收，数字信号接收按地区分为DVB、ATSC、ISDB、DMB等。

从信号传输的网络不同，可区分为卫星调谐器、有线系统调谐器、地面广播调谐器及手机调谐器等。如在欧洲有线网络用DVB-C、地面广播用DVB-T、卫星广播用DVB-S、手持设备用DVB-H等等。

从调谐器处理信号的技术分为模拟和数字两种，传统的铁盒调谐器基本是采用模拟技术，而硅调谐器则是采用数字技术。

从调谐器电路架构方面，可分为下列几类：单转换中频输出、单转换低中频输出、单转换零中频输出、双转换中频输出、双转换低中频输出、及双转换零中频输出等等。

从调谐器改变调谐频率的方式可分为电压合成和频率合成两种。

2.2 调谐器基本工作原理

电路最简单的调谐器是单转换中频输出调谐器。其基本组成包括混频器、振荡器、锁相环(MOPLL)和高频放大器等。高频放大器具有自动增益控制（AGC）功能，跟踪滤波器是一个中心频率可调的带通滤波器。中频滤波器是一个具有特殊传输特性的带通滤波器，一般为声表面波滤波器(SAWF)。单转换中频输出调谐器电路架构如图一所示：

射频电视信号进入调谐器的高频放大器进行放大，其增益由AGC电路自动控制，再由跟踪滤波器将镜像信号去除，利用混频器和本地振荡器混出中频信号，最后经由中频滤波器虑除杂波、选择出想要的频道并进一步调整通带特性，完成调谐器的功能。

2.3铁盒调谐器现状

目前最普及的电视机还是模拟电视，这类电视机使用的都是铁盒调谐器，其基本功能就是选台和混频，属于单转换中频输出架构。

铁盒调谐器大多采用调谐器专用IC和许多个分立器件组成。其主芯片采用双极（Bipolar）工艺，具有成本极低的优势。由于调谐器处理的是几百MHz的高频信号，所以铁盒调谐器使用了微带和分布参数的器件。其中感应线圈需生产时由人工调节其分布参数。早期的铁盒调谐器都采用电压合成方式选台，目前大多采用频率合成方式，其优点是选台简单，调谐锁定，不易跑台。

经过多年的技术发展，传统铁盒调谐器设计和工艺技术十分成熟，尽管其电路器件多、结构复杂，生产调试难度很大。但是目前其成