一種新型的集成式硅調(diào)諧器參考設計

圖1：TUA9001功能框圖。

TUA9001包含有大部分必需的射頻模塊，集成了目前的MOPLL調(diào)諧器中使用的150多個分立元器件。在采用TUA9001的射頻調(diào)諧器中，低噪聲放大器(LNA)是外置的。這種外置的LNA在最大化靈敏度(低噪聲系數(shù)F)或線性度(鄰道ACI性能)方面具有很大的靈活性。當使用英飛凌公司的BGA728L7 LNA時，系統(tǒng)性能要求將更加容易滿足。這個LNA具有低功耗(1.8V到3.3V的電源)和出色的噪聲系數(shù)，其增益可以在“高”(+16dB，提供高靈敏度(@ 1.3 dB))和“低”(-5dB,提供高線性度)之間切換。TUA9001和BGA728L7一起可以實現(xiàn)僅2.5dB左右的總噪聲系數(shù)，相對于MOPLL CAN調(diào)諧器技術來說這是一個重大突破。另外，BGA728L7可以在毫微秒級接通和關斷，從而支持DVB-H中使用的時間切片功能。

英飛凌公司能夠向用戶提供多個基于TUA9001并支持多種數(shù)字標準的參考設計，因而有助于縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間和上市時間。英飛凌提供的參考設計實現(xiàn)了移動接收機所需的約束條件，同時符合諸如MBRAI和Nordic之類的標準。這些參考設計含有針對DVB-T和CMMB之類標準的網(wǎng)絡接口模塊(NIM)，模塊中采用了市場上可以買到的各種基帶IC。圖2是其中一個針對DVB-T的參考設計。

該參考設計只有在PCB的一面裝有SMD器件，整個DVB-T調(diào)諧器可以安裝在一個2平方厘米的面積內(nèi)，從而可以開發(fā)出一個基于TUA9001并滿足Nordic標準的調(diào)諧器，并實現(xiàn)比傳統(tǒng)的CAN NIM更低的BOM成本、更小的占位面積和更低的功耗。在LNA中采用了英飛凌公司的低成本射頻晶體管BFR380對來自單幅天線的射頻信號進行放大。還用雙工器實現(xiàn)了VHF BIII(170到240MHz)和UHF(470到960MHz)兩個接收頻段的劃分，這在單天線情況下才需要(如果使用獨立的VHF/UHF天線則不需要)。雙工器的性能主要取決于要求的ACI(鄰道干擾)性能；有多種設計可以覆蓋所有的ACI Nordic案例，并提供足夠的余量。送到TUA9001的射頻信號被進一步放大，頻率則在I/Q解調(diào)器中轉換，然后被濾波。

TUA9001帶有兩個集成式AGC模塊：一個是帶有內(nèi)置檢波器的寬帶射頻AGC，它無需任何控制或來自基帶解調(diào)器的反饋信號；另一個是控制基帶PGF(可編程增益濾波器)增益的窄帶AGC。基帶解調(diào)器可以通過一個模擬電壓(如來自經(jīng)過濾波的PWM信號)來控制窄帶AGC。為了實現(xiàn)更快以及沒有干擾的幅度控制，還可以使用一條專用的AGC總線進行控制。

I2C或三線總線用來控制IC參數(shù)，將芯片設置成兩種不同的模式：一種模式用于實現(xiàn)最佳的IC線性度，另一種用于實現(xiàn)最低的IC功耗。具體哪種模式取決于系統(tǒng)要求。例如，機頂盒制造商可能傾向于高線性度模式，而蜂窩電話制造商更愿意選用低功耗模式。

上述參考設計中采用了一個頻率為26MHz、體積最小和相噪優(yōu)異的晶體。測得的相噪大約為-100 dBc/Hz @1kHz。其相噪功率低于10mrad，使得SNRp(指僅由相噪導致的信噪比)能達到40dB以上。 估計該性能足夠滿足最新標準DVB-T2中規(guī)劃的256QAM-甚至1024QAM-OFDM的需求。圖2中的參考設計可以很容易直接安裝到機頂盒的PCB板、USB適配器或任何其他移動設備上。該參考設計采用4層PCB。由于所有振蕩器都集成在TUA9001中，因此很少需要或者根本無需屏蔽即可避免基本EMC規(guī)定的各種干擾。一個采用2層PCB、符合超低成本應用的參考設計目前正在開發(fā)中。與傳統(tǒng)的MOPLL IC相比，采用TUA9001的這類DVB-T硅調(diào)諧器的主要優(yōu)點是它只需要一半的功耗(~200mW)。

基于TUA9001的其他參考設計中也有用于實現(xiàn)MBRAI的DVB-T和DVB-H標準的。由于靈敏度和線性度方面的要求更嚴格，這些參考設計采用了高性能的BGA728L7(LNA)，靈敏度可以達到-99dBm。采用BGA728L7的測試結果顯示，針對CMMB的靈敏度可達-100dBm。TUA9001硅調(diào)諧器已被廣泛用于手機和其他便攜式媒體播放器中。對于采用時間切片模式的應用，接收機只有在接收到所需的服務時才工作。這些參考設計中的TUA9001和BGA728L7或者BFR380都具有這種嵌入式功能。TUA9001 和BGA728L7的開關時間小于1ms，而BFR380則需要大約1.5ms。采用BGA728L7的一個優(yōu)點是當輸入信號很強時可以降低增益，就像ACI這種情況。第一個測試結果表明，LNA在低增益模式下能夠處理大于0dBm的輸入電平。當增益從低轉換到高時，該LNA提供射頻放大器可以提供的最佳性能，即低噪聲和高線性度。對于在天線輸入端強烈要求ESD保護的設備來說，可以采用TSLP-4封裝的ESD0P4RFL二極管。這種二極管的線路電容只有0.4pF，空氣/接觸放電保護電壓高達±15kV，因此特別適合這種應用。

在純數(shù)字的固定設備和絕大多數(shù)的移動應用中，從傳統(tǒng)的MOPLL IC向硅調(diào)諧器的轉變已經(jīng)開始。更小體積、更低功耗、高線性度、高靈敏度性能以及容易實現(xiàn)性等優(yōu)點用TUA9001都可以實現(xiàn)。用戶現(xiàn)在就可以獲取上述參考設計進行評估和啟動產(chǎn)品開發(fā)。硅調(diào)諧器正在開創(chuàng)電視接收機的新時代。