Тюнер - це електронний пристрій, основна функція якого - вибірково приймати сигнал про певну частоту від складного RF -сигналу та перетворити його на проміжну частоту (якщо) або цифровий сигнал, який може бути оброблений наступними схемами. Його суть є ключовим компонентом для вибору частоти та попередньої обробки сигналу.
Функціонування:
1. Вибір частоти:
Цільові частоти заблоковані з регульованими фільтрами або фазовими петлями (PLL), такими як телевізійні тюнери, які охоплюють повний діапазон 54-860 МГц.
Підтримуйте багатодіапазонне комутацію, наприклад, обробка автомобілів AM/FM/DAB транслює одночасно.
2. Синяна попередня обробка:
Ампліфікація з низьким рівнем шуму (LNA): підсилює слабкі RF -сигнали (наприклад, нижче -90 дБм) із цифрою шуму менше 2 дБ.
Змішування та конверсія: перетворення високочастотних сигналів (наприклад, супутникових сигналів 10 ГГц) у проміжні частоти (наприклад, 950-2150 МГц) для легкої подальшої обробки.
Автоматичний контроль посилення (AGC): динамічно регулює посилення для забезпечення стабільних вихідних сигналів, а конструкція AGC з подвійною петлею покращує сильні можливості анти-інтерференційних сигналів.
3. Анті-інтерференція та фільтрація:
Вбудовані смугові фільтри пригнічують сусідні перешкоди, такі як позадіологічне відхилення 60DBC для тюнерів базових станцій 5G.
Цифровий тюнер дозволяє точне спектральне формування за допомогою фільтрів FIR/IIR.
Складові елементи
1. Введення ланцюга: відповідальний за отримання сигналів РФ від антен або інших джерел та передачу їх до наступної схеми обробки тюнера. Вхідна схема, як правило, включає мережу відповідності імпедансу для забезпечення відповідності імпедансу між джерелом сигналу та тюнером для зменшення відображення сигналу та втрати потужності.
2. Фільтр, що підтримується: є одним із основних компонентів тюнера, який вибирає певний сигнал частоти з вхідного RF -сигналу. Налаштовані фільтри можуть бути використані для вибору сигналів на різних частотах, змінюючи власні параметри (наприклад, ємність, індуктивність тощо), а загальні налаштовані фільтри включають фільтри LC, керамічні фільтри, фільтри акустичних поверхневих хвиль (SAW) та об'ємні акустичні хвильові фільтри (BAW).
3. Локальний генератор (локальний осцилятор): створює локальний сигнал, стійкий до частоти, який змішується з вхідним сигналом RF, перетворюючи сигнал RF в сигнал IF. Цей осцилятор зазвичай складається з кристалічних осциляторів, фазового петлі (PLL) тощо, щоб забезпечити високу стабільність та точність генерованої частоти.
4.Mixer: Змішайте вхідний RF -сигнал із локальним сигналом, що генерується локальним осцилятором, і генеруйте проміжний сигнал частоти відповідно до принципу синтезу частоти. Змішувачі зазвичай складаються з нелінійних компонентів, таких як діоди та транзистори, і їх продуктивність має важливий вплив на загальну ефективність тюнера.
5. Якщо підсилювач: ампліфікуйте вихідний сигнал змішувачем для збільшення амплітуди сигналу та полегшення подальшої обробки сигналу. Якщо підсилювачі, як правило, мають більший приріст і кращі показники шуму, щоб забезпечити слабкі, якщо сигнали можуть бути посилені до достатньої амплітуди.
Схема автоматичного управління посиленням (AGC): автоматично регулює посилення тюнера на основі міцності вхідного сигналу, зберігаючи амплітуду вихідного сигналу в відносно стабільному діапазоні. Схеми AGC запобігають сильному перевантаженню сигналу, забезпечуючи достатню ампліфікацію слабких сигналів.
6. Лінокутпутник: Вихід оброблений проміжний сигнал частот або цифровий сигнал до наступної схеми обробки сигналів, таких як демодулятор, цифровий процесор сигналу тощо. Вихідна схема зазвичай включає підсилювач буфер, мережу відповідності імпедансу тощо, щоб забезпечити якість та стабільність вихідного сигналу.
Загальні параметри
1. Діапазон частоти: відноситься до діапазону частот сигналів, які тюнер може отримувати та обробляти, наприклад, телевізійні тюнери можуть охоплювати діапазон частот 54-860 МГц, тоді як супутникові тюнери можуть працювати в діапазонах більш високих частот, таких як KU-діапазон (10,7-12,75 ГГц) тощо
2. Счусливість: вказує на мінімальну силу сигналу, яку може виявити тюнер, як правило, вимірюється в децибелі Milliwatts (DBM). Чим вища чутливість, тим слабший тюнер здатний отримувати слабший сигнал, наприклад, деякі високоякісні радіо-тюнери мають чутливість до 100 дБм або менше.
3. Немаста фігура: Це міра рівня шуму всередині тюнера, що представляє відношення відношення сигнал-шуму вхідного сигналу до співвідношення сигналу-шумів вихідного сигналу, як правило, виражається у децибелах (дБ). Чим нижча фігура шуму, тим менше шуму тюнер додає до сигналу, тим краща продуктивність, а фігура шуму хорошого тюнера, як правило, може бути менше 2 дБ.
4.gain: відноситься до збільшення вхідного сигналу тюнером, як правило, також у децибелах (дБ). Величина посилення визначає, наскільки тюнер може посилити слабкий сигнал, наприклад, тюнер із посиленням 30 дБ може посилити потужність вхідного сигналу на коефіцієнт 1000.
5. Селективність: вимірює здатність тюнера вибирати цільовий сигнал частоти з широкого діапазону частотних сигналів, часто виражених у децибелах (дБ). Чим краще селективність, тим сильнішою здатністю тюнера придушити сусідні сигнали частот, що дозволяє йому більш точно отримувати цільові сигнали та зменшувати перешкоди.
6. Локальна стійкість частоти генератора: Локальний генератор - це частина тюнера, яка генерує сигнал фіксованої частоти, а стабільність частоти локального осцилятора безпосередньо впливає на продуктивність тюнера. Сильний локальний осцилятор гарантує, що тюнер може точно перетворити вхідний сигнал у ІФ в різних умовах навколишнього середовища.
Як це працює:
1. Основний механізм аналогового тюнера
Резонансна схема LC: зміна резонансної частоти за допомогою змінної ємності або індуктивності, наприклад, перемикання діапазону VHF/UHF для телевізійних тюнерів.
Змішування та місцевий осцилятор:
Місцевий генератор (ЛО) генерує сигнал фіксованої частоти (наприклад, 38 МГц) і змішується з вхідним RF -сигналами для отримання проміжної частоти.
Варактор регулює ємність з'єднання через напругу для досягнення безперервної настройки частоти.
2. Технічний шлях цифрового тюнера
Аналого-цифрова конверсія (АЦП):
Швидкість відбору проб необхідна для задоволення теореми Nyquist (2x Максимальна частота більшої або дорівнює сигналу), а 12-бітна роздільна здатність дозволяє мінімальну напругу роздільної здатності 0,8 мВ.
Приклад: Тюнер з базовою станцією 5G використовує 14-бітний АЦП для обробки сигналів MMWAVE 28 ГГц.
Цифрова обробка сигналів (DSP):
Алгоритми FFT дозволяють аналізувати спектр та адаптивна фільтрація оптимізує якість сигналу.
Технології, визначені програмним забезпеченням (SDR), забезпечують динамічну реконфігурацію, наприклад, тюнер SI479x7 Silicon Labs, який підтримує нові стандарти мовлення з оновленням програмного забезпечення.
3. Типовий процес обробки
Входи RF → Фільтрування смуги → Ампліфікація LNA → Змішування до IF → Якщо фільтрування → Вибірка ADC → Демодуляція DSP → Цифрові виходи.
