Tuner je elektronické zariadenie, ktorého základnou funkciou je selektívne prijímať signál špecifickej frekvencie z komplexného RF signálu a prevádzať ho na strednú frekvenciu (IF) alebo digitálny signál, ktorý je možné spracovať následnými obvodmi. Jeho podstata je kľúčovým komponentom pre výber frekvencie a predbežné spracovanie signálu.
Funkcia:
1. Výber frekvencie:
Cieľové frekvencie sú uzamknuté laditeľnými filtrami alebo fázovými slučkami (PLLS), ako sú televízne tunery, ktoré pokrývajú plné pásmo 54-860 MHz.
Podporte prepínanie viacerých pásiem, ako je napríklad spracovanie tunerov automobilov AM/FM/DAB súčasne.
2. Predbežné spracovanie:
Amplifikácia s nízkym hlukom (LNA): zosilňuje slabé RF signály (napr. Pod -90dbm) s číslom šumom menším ako 2 dB.
Miešanie a downkonverzia: Konverzia vysokofrekvenčných signálov (napr. Satelitné signály 10 GHz) do stredných frekvencií (napr. 950-2150 MHz) pre ľahké následné spracovanie.
Automatické riadenie zisku (AGC): Dynamicky upravuje zisk, aby sa zabezpečilo stabilné výstupné signály, a dizajn AGC s dvoma slučkami zlepšuje silné anti-interferenčné schopnosti signálu.
3.Anti-interferencia a filtrovanie:
Vstavané pásové filtre potláčajú susedné interferencie, ako je napríklad odmietnutie 60 dBc pre 5G tunerov základnej stanice.
Digitálny tuner umožňuje presné spektrálne tvarovanie s FIR/IIR Filtre.
Ustanovujúce prvky
1.Input Circuit: Zodpovedný za prijímanie RF signálov z antén alebo iných zdrojov a ich prenos do následného spracovateľského obvodu tunera. Vstupný obvod zvyčajne obsahuje sieť zodpovedajúcu impedancie na zabezpečenie zhody impedancie medzi zdrojom signálu a tunerom na zníženie odrazu signálu a straty energie.
2. Dunable Filter: je jednou z základných komponentov tunera, ktorý zo vstupného RF signálu vyberie špecifický frekvenčný signál. Laditeľné filtre sa môžu použiť na výber signálov pri rôznych frekvenciách zmenou vlastných parametrov (ako je kapacita, indukčnosť atď.) A bežné laditeľné filtre zahŕňajú filtre LC, keramické filtre, filtre akustických povrchových vĺn (SAW) a filtre objemových akustických vĺn (BAW).
3. Local oscilátor (lokálny oscilátor): vytvára lokálny signál stabilný frekvenciu, ktorý sa mieša so vstupným RF signálom a premieňa RF signál na signál IF. Tento oscilátor zvyčajne pozostáva z kryštálových oscilátorov, obvodov fázovej slučky (PLL) atď., Aby sa zabezpečila vysoká stabilita a presnosť generovanej frekvencie.
4.Mixer: Zmiešajte vstupný RF signál s lokálnym signálom generovaným lokálnym oscilátorom a generujte medziprodukčný frekvenčný signál podľa princípu syntézy frekvencie. Mixéry sa zvyčajne skladajú z nelineárnych komponentov, ako sú diódy a tranzistory, a ich výkon má dôležitý vplyv na celkový výkon tuneru.
5.If zosilňovač: Zosilňujte výstup signálu IF pomocou mixéra, aby sa zvýšila amplitúda signálu a uľahčila následné spracovanie signálu. Ak zosilňovače majú zvyčajne vyšší zisk a lepší výkon hluku, aby sa zabezpečilo, že slabé, ak je možné signály zosilniť na dostatočnú amplitúdu.
Obvod Automatického riadenia zisku (AGC): Automaticky upravuje zisk tuneru na základe sily vstupného signálu, čím sa udržuje amplitúda výstupného signálu v relatívne stabilnom rozsahu. Obvody AGC bránia silnému preťaženiu signálu a zároveň zabezpečujú dostatočné zosilnenie slabých signálov.
6.Otput obvod: výstup spracovaného medziproduktu frekvenčného signálu alebo digitálneho signálu do nasledujúceho obvodu spracovania signálu, ako je demodulátor, procesor digitálneho signálu atď. Výstupný obvod zvyčajne obsahuje zosilňovač vyrovnávacej pamäte, sieť zodpovedajúca impedancii atď., Aby sa zabezpečila kvalita a stabilita výstupného signálu.
Bežné parametre
1. Frekvenčný rozsah: Vzťahuje sa na frekvenčný rozsah signálov, ktorý môže tuner prijímať a spracovať, napríklad, televízne tunery môžu pokryť frekvenčné pásmo 54-860 MHz, zatiaľ čo satelitné tunery môžu fungovať vo vyšších frekvenčných pásmach, ako je napríklad KU-band (10,7-12,75 GHz) atď.
2. senzitivita: Označuje minimálnu pevnosť signálu, ktorú môže tuner detekovať, zvyčajne meraný v decibel milliwatts (DBM). Čím vyššia je citlivosť, tým slabší je tuner schopný prijať slabší signál, napríklad niektoré vysoko kvalitné rádiové tunery majú citlivosť až 100 dbm alebo menej.
3. Noise Obrázok: Je to miera hladiny hluku vo vnútri tunera, ktorá predstavuje pomer pomeru signálu k šumu vstupného signálu k pomeru signálu k šumu výstupného signálu, zvyčajne vyjadrený v decibeloch (DB). Čím nižšia je postava hluku, tým menej hluku tuner pridáva signál, tým lepší výkon a šumová postava dobrého tuneru môže byť vo všeobecnosti menšia ako 2 dB.
4.Gain: Vzťahuje sa na zväčšenie vstupného signálu tunelom, zvyčajne tiež v decibeloch (DB). Rozsah zisku určuje, do akej miery môže tuner zosilniť slabý signál, napríklad tuner so ziskom 30 dB môže zosilniť výkon vstupného signálu faktorom 1000.
5.Selektivita: Meria schopnosť tuneru vybrať cieľový frekvenčný signál zo širokého rozsahu frekvenčných signálov, často vyjadrených v decibeloch (DB). Čím lepšia je selektivita, tým silnejšia je schopnosť tuneru potlačiť susedné frekvenčné signály, čo jej umožňuje presnejšie prijímať cieľové signály a znížiť rušenie.
6. Lokálna frekvenčná stabilita oscilátora: Lokálny oscilátor je časť tunera, ktorý generuje fixný frekvenčný signál, a stabilita frekvencie lokálneho oscilátora priamo ovplyvňuje výkon tunera. Vysoko stabilný lokálny oscilátor zaisťuje, že tuner môže presne previesť vstupný signál na IF za rôznych podmienok prostredia.
Ako to funguje:
1. Základný mechanizmus analógového tuneru
LC rezonančné obvody: Zmena rezonančnej frekvencie prostredníctvom premennej kapacity alebo indukčnosti, ako je napríklad prepínanie pásov VHF/UHF pre televízne tunery.
Miešanie a miestny oscilátor:
Lokálny oscilátor (LO) generuje fixný frekvenčný signál (napr. 38 MHz) a zmieša sa so vstupným RF signálom, aby sa vytvorila stredná frekvencia.
Varraktor reguluje kapacitu spojenia cez napätie, aby sa dosiahlo kontinuálne ladenie frekvencie.
2. Technická cesta digitálneho tuneru
Analóg-digitálna konverzia (ADC):
Rýchlosť vzorkovania je potrebná na splnenie nyquistickej vety (2x maximálna frekvencia väčšieho alebo rovného signálu) a 12-bitové rozlíšenie umožňuje minimálne napätie rozlíšenia 0,8 mV.
Príklad: Tuner základnej stanice 5G používa 14-bitovú ADC na zvládnutie signálov 28 GHz MMWave.
Spracovanie digitálneho signálu (DSP):
Algoritmy FFT povoľujú analýzu spektra a adaptívne filtrovanie optimalizujú kvalitu signálu.
Technológie rádiových (SDR) definované softvérom umožňujú dynamickú rekonfiguráciu, ako je napríklad Tuner SI479X7 SILICON Labs, ktorý podporuje nové štandardy vysielania s aktualizáciou firmvéru.
3. Typický proces spracovania
Vstupy RF → Filtrovanie pásma → Amplifikácia LNA → Miešanie do IF → Ak filtrovanie → ADC vzorkovanie → DSP demodulácia → Digitálne výstupy.
