Tuner ist ein elektronisches Gerät, dessen Kernfunktion darin besteht, ein Signal einer spezifischen Frequenz von einem komplexen HF -Signal selektiv zu empfangen und es in eine Zwischenfrequenz (wenn) oder digitales Signal umzuwandeln, das durch nachfolgende Schaltungen verarbeitet werden kann. Seine Essenz ist die Schlüsselkomponente für die Frequenzauswahl und die Signalvorverarbeitung.
Funktion:
1. Frequenzauswahl:
Die Zielfrequenzen sind mit einstellbaren Filtern oder Phasenschleifen (PLLS), wie z. B. TV-Tunern, die das volle 54-860 MHz-Band abdecken.
Unterstützen Sie gleichzeitig Multi-Band-Umschaltungen, z.
2. Signalvorverarbeitung:
Niedriger Rauschverstärkung (LNA): Verstärkt schwache HF -Signale (z. B. unter -90 dBm) mit einer Rauschzahl von weniger als 2 dB.
Mischen und Downconversion: Umwandlung Hochfrequenzsignale (z. B. 10-GHz-Satellitensignale) in Zwischenfrequenzen (z. B. 950-2150 MHz) für eine einfache nachfolgende Verarbeitung.
Automatische Verstärkungssteuerung (AGC): Passen Sie die Verstärkung dynamisch an, um stabile Ausgangssignale sicherzustellen, und das Dual-Loop-AGC-Design verbessert die starken Signal-Anti-Interferenz-Funktionen.
3.Anti-Interferenz und Filterung:
Eingebaute Bandpassfilter unterdrücken benachbarte Interferenzen, wie z. B. Abstoßung von 60 dBC für 5G-Basisstationstuner.
Der digitale Tuner ermöglicht eine präzise spektrale Formung mit FIR/IIR -Filtern.
Konstituierende Elemente
1.Inputschaltung: Verantwortlich für den Empfang von HF -Signalen von Antennen oder anderen Quellen und der Übertragung an den nachfolgenden Verarbeitungskreis des Tuners. Der Eingangskreis enthält typischerweise ein Impedanzanpassungsnetzwerk, um die Impedanzübereinstimmung zwischen der Signalquelle und dem Tuner zu gewährleisten, um die Signalreflexion und den Stromverlust zu verringern.
2. Eingreifbarer Filter: ist eine der Kernkomponenten des Tuners, das ein spezifisches Frequenzsignal aus dem Eingangs -RF -Signal auswählt. Abstimmbare Filter können verwendet werden, um Signale bei verschiedenen Frequenzen auszuwählen, indem ihre eigenen Parameter (wie Kapazität, Induktivität usw.) geändert werden, und gemeinsame Abstimmungsfilter umfassen LC -Filter, Keramikfilter, akustische Oberflächenwellenfilter (SAW) und Bulk -Akustikwellenfilter (BAW).
3. Lokaler Oszillator (lokaler Oszillator): Erzeugt ein frequenzstabiles lokales Signal, das sich mit dem Eingangs-RF-Signal mischt und das RF-Signal in ein IF-Signal konvertiert. Dieser Oszillator besteht normalerweise aus Kristalloszillatoren, Phasen-Lack-Schleifen (PLL) -Kreisen usw., um eine hohe Stabilität und Genauigkeit der erzeugten Frequenz zu gewährleisten.
4.Mixer: Mischen Sie das Eingangs -RF -Signal mit dem vom lokalen Oszillator erzeugten lokalen Signal und erzeugen Sie ein Zwischenfrequenzsignal gemäß dem Prinzip der Frequenzsynthese. Mischer bestehen normalerweise aus nichtlinearen Komponenten wie Dioden und Transistoren, und ihre Leistung hat einen wichtigen Einfluss auf die Gesamtleistung des Tuners.
5.IB Verstärker: Amplifizieren Sie die IF -Signalausgabe durch den Mischer, um die Amplitude des Signals zu erhöhen und die nachfolgende Signalverarbeitung zu erleichtern. Wenn Verstärker in der Regel eine höhere Verstärkung und eine bessere Rauschleistung haben, um sicherzustellen, dass schwach, wenn Signale auf ausreichende Amplitude verstärkt werden können.
Kreislauf der Automatic Gain Control (AGC): Passen Sie die Verstärkung des Tuners automatisch anhand der Festigkeit des Eingangssignals an und halten Sie die Amplitude des Ausgangssignals in einem relativ stabilen Bereich. AGC -Schaltungen verhindern starke Signalüberladungen und gewährleisten gleichzeitig eine ausreichende Verstärkung schwacher Signale.
6. Output -Schaltung: Ausgabe des verarbeiteten Zwischenfrequenzsignals oder digitales Signal an den nachfolgenden Signalverarbeitungskreis wie Demodulator, digitalem Signalprozessor usw. Der Ausgangskreis enthält normalerweise einen Pufferverstärker, Impedanzanpassungsnetzwerk usw., um die Qualität und Stabilität des Ausgangssignals zu gewährleisten.
Gemeinsame Parameter
1. Frequenzbereich: Bezieht sich auf den Frequenzbereich von Signalen, dass der Tuner empfangen und verarbeiten kann. Zum Beispiel können TV-Tuner die Frequenzbande von 54-860 MHz abdecken, während Satellitentuner in höheren Frequenzbändern wie dem KU-Band (10.7-12.75GHz) usw. betrieben werden können.
2. Sensitivität: Zeigt die minimale Signalstärke an, die der Tuner erkennen kann, der typischerweise in Decibel Milliwatts (DBM) gemessen wird. Je höher die Empfindlichkeit, desto schwächer ist der Tuner in der Lage, ein schwächeres Signal zu erhalten, beispielsweise einige hochwertige Funk-Tuner haben eine Empfindlichkeit von bis zu 100 dBm oder weniger.
3.Noise-Abbildung: Es ist ein Maß für den Rauschpegel innerhalb des Tuners, das das Verhältnis des Signal-Rausch-Verhältnisses des Eingangssignals zum Signal-Rausch-Verhältnis des Ausgangssignals, das normalerweise in Dezibel (DB) exprimiert wird, darstellt. Je niedriger die Rauschfigur ist, desto weniger Rauschen fügt der Tuner das Signal hinzu, desto besser die Leistung und die Rauschfigur eines guten Tuners kann im Allgemeinen weniger als 2 dB betragen.
4.Gan: Bezieht sich auf die Vergrößerung des Eingangssignals durch den Tuner, normalerweise auch in Dezibel (DB). Die Größe der Verstärkung bestimmt, wie viel der Tuner ein schwaches Signal verstärken kann. Beispielsweise kann ein Tuner mit 30 dB Verstärkung die Leistung des Eingangssignals um einen Faktor von 1000 verstärken.
5. Selectivity: Misst die Fähigkeit des Tuners, ein Zielfrequenzsignal aus einem weiten Bereich von Frequenzsignalen auszuwählen, die häufig in Dezibel (DB) ausgedrückt werden. Je besser die Selektivität ist, desto stärker ist die Fähigkeit des Tuners, benachbarte Frequenzsignale zu unterdrücken, sodass er genauere Zielsignale empfangen und Störungen verringern kann.
6. Lokaler Oszillatorfrequenzstabilität: Der lokale Oszillator ist Teil des Tuners, der ein festes Frequenzsignal erzeugt, und die Stabilität der lokalen Oszillatorfrequenz beeinflusst direkt die Leistung des Tuners. Der hochstabile lokale Oszillator stellt sicher, dass der Tuner das Eingangssignal genau in die IF unter verschiedenen Umgebungsbedingungen umwandeln kann.
Wie es funktioniert:
1. Der Kernmechanismus des analogen Tuners
LC Resonanzschaltung: Ändern der Resonanzfrequenz durch variable Kapazität oder Induktivität, wie z. B. VHF/UHF -Band -Switching für TV -Tuner.
Mischung und lokaler Oszillator:
Der lokale Oszillator (LO) erzeugt ein festes Frequenzsignal (z. B. 38 MHz) und mischt sich mit dem Eingangs -RF -Signal, um eine Zwischenfrequenz zu erzeugen.
Der Varaktor reguliert die Übergangskapazität durch Spannung, um eine kontinuierliche Frequenzabstimmung zu erreichen.
2. Technischer Weg des digitalen Tuners
Analog-Digital Conversion (ADC):
Die Stichprobenrate ist erforderlich, um den Nyquist-Theorem (2x die maximale Frequenz des größeren oder gleichen Signals) zu erfüllen, und die 12-Bit-Auflösung ermöglicht eine minimale Auflösungspannung von 0,8 mV.
Beispiel: Ein 5G-Basisstationstuner verwendet einen 14-Bit-ADC, um 28 GHz-MMWAVE-Signale zu verarbeiten.
Digitale Signalverarbeitung (DSP):
FFT -Algorithmen ermöglichen die Spektrumanalyse und die adaptive Filterung optimiert die Signalqualität.
Software-definierte Radio (SDR) -Technologien ermöglichen eine dynamische Rekonfiguration, wie der SI479X7-Tuner von Silicon Labs, der neue Broadcast-Standards mit Firmware-Upgrades unterstützt.
3.. Typischer Verarbeitungsprozess
RF -Eingänge → Bandpassfilterung → LNA -Amplifikation → Mischen zu If → Wenn Filterung → ADC -Abtastung → DSP -Demodulation → Digitale Ausgänge.
