Tuner er en elektronisk enhet hvis kjernefunksjon er å selektivt motta et signal om en spesifikk frekvens fra et komplekst RF -signal og konvertere det til en mellomfrekvens (hvis) eller digitalt signal som kan behandles ved påfølgende kretsløp. Essensen er nøkkelkomponenten for frekvensvalg og signalforbehandling.
Funksjon:
1. Frekvensvalg:
Målfrekvenser er låst med avstembare filtre eller faselåste løkker (PLL-er), for eksempel TV-tunere som dekker hele 54-860MHz-båndet.
Støtt multi-bånds bytte, for eksempel biltunerbehandling AM/FM/DAB-sendinger samtidig.
2.Signal forbehandling:
Lav støyforsterkning (LNA): forsterker svake RF -signaler (f.eks. Under -90dBm) med en støyfigur på mindre enn 2dB.
Blanding og nedkonvertering: Konvertering av høyfrekvente signaler (f.eks. 10 GHz satellitesignaler) til mellomfrekvenser (f.eks. 950-2150MHz) for enkel etterfølgende prosessering.
Automatisk forsterkningskontroll (AGC): Justerer dynamisk forsterkningen for å sikre stabile utgangssignaler, og DUAL-LOPE AGC-design forbedrer sterke signal-anti-interferensfunksjoner.
3.Anti-interferens og filtrering:
Innebygde båndpassfilter undertrykker tilstøtende interferens, for eksempel avvisning av bånd av 60dbc for 5G basestasjonstunere.
Den digitale tuneren muliggjør presis spektralforming med FIR/IIR -filtre.
Bestanddeler
1. Input Circuit: Ansvarlig for å motta RF -signaler fra antenner eller andre kilder og overføre dem til tunerens påfølgende prosesseringskrets. Inngangskretsen inkluderer typisk et impedans matchende nettverk for å sikre impedansmatching mellom signalkilden og tuneren for å redusere signalrefleksjon og strømtap.
2. Tunbart filter: er en av kjernekomponentene i tuneren, som velger et spesifikt frekvenssignal fra inngangs -signalet. Avstembare filtre kan brukes til å velge signaler ved forskjellige frekvenser ved å endre sine egne parametere (for eksempel kapasitans, induktans, etc.) og vanlige avstembare filtre inkluderer LC -filtre, keramiske filtre, akustiske overflatebølgefiltre (SAW) og bulk akustiske bølgefiltre (BAW).
3. Lokal oscillator (lokal oscillator): produserer et frekvensstabilt lokalt signal som blandes med inngangs-RF-signalet, og konverterer RF-signalet til et IF-signal. Denne oscillatoren består vanligvis av krystalloscillatorer, faselåsede sløyfe (PLL) kretser osv., For å sikre høy stabilitet og nøyaktighet av den genererte frekvensen.
4.Mixer: Bland inn inngangs -RF -signalet med det lokale signalet generert av den lokale oscillatoren, og generer et mellomfrekvenssignal i henhold til prinsippet om frekvenssyntese. Miksere er vanligvis sammensatt av ikke -lineære komponenter som dioder og transistorer, og ytelsen deres har en viktig innvirkning på den generelle ytelsen til tuneren.
5.Hvis forsterker: Amplifiser IF -signalutgangen fra mikseren for å øke amplituden til signalet og lette etterfølgende signalbehandling. Hvis forsterkere vanligvis har høyere forsterkning og bedre støyytelse for å sikre at svake hvis signaler kan forsterkes til tilstrekkelig amplitude.
Automatisk gevinstkontroll (AGC) krets: Justerer automatisk tunerens forsterkning basert på styrken til inngangssignalet, og holder amplituden til utgangssignalet innenfor et relativt stabilt område. AGC -kretser forhindrer sterke signaloverbelastninger, samtidig som du sikrer tilstrekkelig forsterkning av svake signaler.
6.Output Circuit: Utgang den behandlede mellomfrekvenssignalet eller digitalt signal til den påfølgende signalbehandlingskretsen, for eksempel demodulator, digital signalprosessor, etc. Utgangskretsen inkluderer vanligvis en bufferforsterker, impedansmatchende nettverk, etc., for å sikre kvaliteten og stabiliteten til utgangssignalet.
Vanlige parametere
1. Frekvensområde: refererer til frekvensområdet for signaler som tuneren kan motta og behandle for eksempel TV-tunere kan dekke frekvensbåndet på 54-860MHz, mens satellitt tunere kan operere i høyere frekvensbånd, for eksempel ku-båndet (10,7-12,75 GHz), etc.
2. følsomhet: indikerer den minste signalstyrken som tuneren kan oppdage, vanligvis målt i desibel milliwatt (DBM). Jo høyere følsomhet, jo svakere er tuneren i stand til å motta et svakere signal, for eksempel har noen høykvalitets radiomunere en følsomhet på opptil 100 dBm eller mindre.
3. Ingen figur: Det er et mål på støynivået inne i tuneren, som representerer forholdet mellom signal-til-støy-forholdet til inngangssignalet til signal-til-støy-forholdet til utgangssignalet, vanligvis uttrykt i desibel (db). Jo lavere støytall, jo mindre støy legger tuneren til signalet, jo bedre kan ytelsen, og støytallet til en god tuner kan generelt være mindre enn 2dB.
4.Gain: refererer til forstørrelse av inngangssignalet fra tuneren, vanligvis også i desibel (dB). Størrelsen på forsterkningen bestemmer hvor mye tuneren kan forsterke et svakt signal, for eksempel kan en tuner med 30 dB forsterkning forsterke kraften til inngangssignalet med en faktor på 1000.
5. Selivitet: Måler tunerens evne til å plukke ut et målfrekvenssignal fra et bredt spekter av frekvenssignaler, ofte uttrykt i desibel (DB). Jo bedre selektivitet, jo sterkere er tunerens evne til å undertrykke tilstøtende frekvenssignaler, slik at den kan motta målsignaler mer nøyaktig og redusere interferens.
6. Lokal oscillatorfrekvensstabilitet: Den lokale oscillatoren er den delen av tuneren som genererer et fast frekvenssignal, og stabiliteten til den lokale oscillatorfrekvensen påvirker direkte ytelsen til tuneren. Den svært stabile lokale oscillatoren sikrer at tuneren nøyaktig kan konvertere inngangssignalet til IF under forskjellige miljøforhold.
Hvordan det fungerer:
1. Kjernemekanismen til den analoge tuneren
LC Resonantkretser: Endring av resonansfrekvensen gjennom variabel kapasitans eller induktans, for eksempel VHF/UHF -båndbytte for TV -tunere.
Blanding og lokal oscillator:
Den lokale oscillatoren (LO) genererer et fast frekvenssignal (f.eks. 38MHz) og blandes med inngangs -signalet for å produsere en mellomfrekvens.
Varactor regulerer krysskapasitansen gjennom spenning for å oppnå kontinuerlig frekvensinnstilling.
2. Teknisk vei for digital tuner
Analog-til-digital konvertering (ADC):
Prøvetakingshastigheten er nødvendig for å oppfylle Nyquist-teoremet (2x den maksimale frekvensen av det større enn eller lik signal), og 12-biters oppløsning muliggjør en minimumsoppløsningsspenning på 0,8 mV.
Eksempel: En 5G-basestasjonstuner bruker en 14-biters ADC for å håndtere 28 GHz MMWave-signaler.
Digital signalbehandling (DSP):
FFT -algoritmer muliggjør spektrumanalyse og adaptiv filtrering optimaliserer signalkvaliteten.
Software-defined Radio (SDR) Technologies muliggjør dynamisk rekonfigurasjon, for eksempel Silicon Labs 'SI479X7 Tuner, som støtter nye kringkastingsstandarder med firmwareoppgraderinger.
3. Typisk prosesseringsprosess
RF -innganger → båndpassfiltrering → LNA -amplifisering → Blanding til IF → IF -filtrering → ADC -prøvetaking → DSP -demodulering → Digitale utganger.
