CAN调谐器与SILICON调谐器(又称为铁壳调谐器和硅片调谐器)
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在美國數字電視的轉換已經開始,并繼續逐漸的過渡。歸功于數字機頂盒(STBs),絕大多數有線電視和衛星用戶不受影響。即便是沒有STB的大多數基本有線電視用戶,也有足夠的時間進行調整,因為在2009年二月份的“切換”開始之后,模擬信號還將與數字信號并行提供,至少要延續3年。
制造商也必須要改變調諧器架構。但問題是不再是數字或模擬。在過渡時期,模擬調諧器將讓路于模擬/數字混合調諧器,并在隨后的2011/2012年轉換到純數字的調諧器。目前實際的問題在于是選擇CAN還是硅調諧器。
數字硅調諧器以平庸的性能而登場。一開始的性能和圖像質量都無法與體積大的CAN調諧器媲美。但并非所有的硅調諧器都是這樣的,性能的提升改變了人們的認知。如今,Xceive公司經過實踐驗證的第二代硅調諧器的性能已經超過了CAN調諧器的性能和圖像質量,同時還提供了額外的優點和差異化。
性能和陡壁效應
圍繞調諧器性能和信號接收質量,數字接收的引入也帶來了一些新問題。使用模擬信號,電視信號隨著距離增加時劣化比較緩慢。但對于數字信號卻非如此。數字信號要么是可以接收到,要么是收不到。如果電視機距離廣播發射機比較遠,看到的只能是空白屏幕。同樣,建筑物,山體和其他地理上的障礙物都將阻礙數字電視信號。這種戲劇性和突然的圖像丟失就是我們所說的陡壁效應。
根據Centris的最新研究顯示,由于陡壁效應,數字電視的覆蓋比預期的要小很多。研究發現,居住在偏僻地區僅使用室內天線的24%的用戶將無法收到數字信號。通過空中(OTA)接收的美國電視用戶有超過50%都位于這類不好接收的區域。估計全國1700萬只能通過空中接收的電視用戶中只有920萬用戶才能體驗到數字電視。
當OTA模擬廣播停播并被數字信號取代后,這些家庭極容易遭受陡壁效應而面對空白屏幕。對這些用戶來說,唯一的選擇就是轉用有線電視或衛星電視,但由于住地偏僻,或者是由于地理上的視距阻擋而無法接收衛星信號從而無法實現。
CAN調諧器有限的接收性能增加了陡壁效應。與領先的CAN調諧器相比,Xceive硅調諧器的靈敏度具有3dBm的優勢,從而減輕了陡壁效應,從而可以安裝在距離數字發射機更遠的地方,且沒有圖像劣化的現象。實際上,配有Xceive的電視機可以安裝的距離是等效CAN調諧器的2倍。
假定電視機已經買好,且用戶居住在傳統CAN調諧器的接受范圍以外,但位于Xceive調諧器的附加覆蓋范圍之內。其差別在于,如今用戶可以在自己的數字家庭中利用買好的電視機欣賞節目,要么就得承受麻煩的退貨之苦。
這就是電視制造商所面臨的即刻挑戰,因為有線電視和衛星電視接入都是無法保證的。為了確保數字電視的成功,硅調諧器就必須能夠在更大的覆蓋范圍內捕獲數字信號。
上述的問題無論對于模擬還是數字都是如此。因為即使等效的CAN調諧器能夠接收到信號,但Xceive硅調諧器所具有的3dBm的信號質量優勢也要比CAN優越。所觀看的圖像將會更加清晰,鮮活,并具有更好的色彩,具有較少的重影。
CAN和硅調諧器的案例比較
Xceive硅調諧器目前已經在歐洲,亞洲和美國的一些世界上最具挑戰性的應用環境中經歷了現場性能驗證。最新的驗證都證明Xceive的硅調諧器性能都優于領先的CAN調諧器,而且還更具健壯性。最簡單的驗證方法是利用過調制和載波鎖定。
兩塊完全一樣的一流電視機板被用來進行并排比較。一塊使用了Xceive的硅調諧器,而另一塊則使用了公司下屬的調諧器部門的CAN調諧器。對板子進行比較時,使用了一個能導致最大失真的過調制信號,所顯現的結果是水平視頻穩定性失真,導致根本無法觀看。同樣,使用硅調諧器方案時,通過一樣的后端MPEG和視頻處理器引擎,則可以接收信號并能顯示同樣的信號。結果是通過硅調諧器的圖像即健壯,實心且穩定。比較證明了相對于CAN調諧器,硅調諧器可以處理更高的過調制信號(如過調制可以大于140%,而CAN最大為125%)。
另一些例子還證明硅調諧器還具有其他方面的優異性能,包括具有1-2dB更好的ATSC/NTSC共頻道性能,更好的頻道搜索性能等。由于具有較少的現場問題,靈巧的硅調諧器正在成為優選的解決方案。
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????????????????????????? 淺談電視機電子調諧器的原理、分類與維修
本文從維修工作者的角度,簡述電視機電子調諧器的原理。電子調諧器有選臺板調諧、電壓合成器(VS)調諧、頻率合成器(FS)調諧等三類。其中將重點討論頻率合成式(FS)調諧系統。考慮到在實際維修工作中,對判斷真正屬于調諧器損壞時,多為整體調換,不拆修內部電路的一級維修方法,所以本文對調諧器內電路及故障的維修不作討論,把著眼點放在調諧器與外部電路的認識及外部電壓供給與信號傳遞的正誤,以便準確判斷電子調諧器的好壞。
一、電子調諧器的基本原理
電子調諧器的原理比較簡單,即用可調的本機振蕩頻率(fL)與欲接收的電視信號的高頻信號(fG)混頻,相減后得到一個新的電視中頻信號(IF),這一信號中包含有電視圖像中頻信號和伴音中頻信號等。當然,僅僅變頻還不夠,由于電子調諧器處于電視機接收機的最前端,其處理信號的質量關系整體圖像、伴音還原的逼真與穩定,為此,必須設置相關的高頻增益自動控制電路(RFAGC)和頻率自動調整電路(AFC)。以下介紹基本原理中的幾個要點,以期對電子調諧器有一個基本的了解。
⒈電子調諧器中最基本的電路是一個混頻器
由圖1可見,電視信號經天線插孔送入調諧器內的高頻放大電路,經放大的信號(fG)被送到混頻器。這時,由本機振蕩器產生的本振頻率信號(fL)也送到混頻器,在混頻器中本振頻率與外來高頻信號相減,得到新的中頻信號。
圖1
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例如,接收VHF(低段)二頻道節目:高頻信號頻率為56.5~64.5MHz,圖像信號為57.75MHz,本振頻率為95.75MHz,混頻后為:95.75MHz-57.75MHz=38MHz,38MHz即為新圖像中頻信號的中心頻率。
⒉調諧電臺的實質就是改變本機振蕩頻率
由圖2可見,本機振蕩電路即是機器內部的一個可調的頻率發生器,在LC振蕩回路中,改變電容器C的容量,即可改變振蕩頻率,電容量減小頻率升高,電容量增大,頻率降低。在電子調諧器中,一般利用變容二極管結電容隨所加電壓的大小而改變的特性,來改變頻率。圖中RD兩端加30VDC電壓,D點滑動即可取得0~30V的BT電壓,就可找到某一個頻道的調諧點電壓值。
圖2
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⒊變換波段和頻道就是可跳躍式改變本振頻率
BT電壓與調諧我國電視廣播波段頻道的關系,如圖3所示。
由圖3可以看出,我國的電視共設有57個頻道,且分布在三個波段中,如2頻道在VHF(L)段,8頻道在VHF(H)段,13~57頻道在UHF段。還可以看出每一個頻道的本振頻率一定與BT電壓斜線上某一點相對應。所以說,選擇頻道就是給選擇波段電路供電使其工作起來,并使BT電壓工作在某一點,供調諧器BT端。
圖3
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波段轉換與頻道變換的電路原理如圖4所示。
圖4
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波段轉換開關K的轉換將V+分別接通Ⅰ、Ⅲ或U波段工作電壓(二極管的導通,可改變線圈接入電路的多少),使接收范圍在相應的選擇波段中。頻道的變換,即在相應的波段內,BT電壓由小到大的升高即可改變頻道。開關K與電位器RD的配合使用就可隨意調諧到某一頻道了。
⒋RFAGC及AFT控制使調諧器與中頻電路構成閉環控制
由圖5可見,從混頻器輸出的中頻信號(IF),經濾波器濾波,去除(fL-fG)以外的無用頻率,并得到適合的中頻曲線(圖像、伴音、彩色副載頻率、頻點、寬帶及峰值),進入中頻信號處理電路。中頻信號處理電路,多為一塊專用集成電路,在主板上緊跟在調諧器后,也有的是一塊獨立的單元插板。在單片機心中,中頻IC被集成在單片IC中。在中頻IC中主要包含有圖像中頻檢波電路、RFAGC及AFT電壓形成等電路。檢波可得到圖像視頻信號。這個視頻信號的質量、信號的頻點、頻帶、峰值等是以后單元電路正常工作的保證條件,也是前電路工作的結果。所以中頻IC電路無一例外地要設兩個支路,一個是RFAGC電壓形成電路,取視頻信號,形成對調諧器高放電路增益控制的電壓——RFAGC電壓;另一個是AFC電壓形成電路,取中頻載頻信號,通過與外電路、AFC線圈等組成頻偏鑒相電路,使中頻頻偏變成AFC電壓。AFC電壓送入調諧器,改變本振頻率,調整中頻頻率。這個通路中設有AFC開關,在必要時可停止其反饋作用
。
圖5
二、電子調諧系統的類型
這里使用了電子調諧系統這樣一個概念,因為現在電子調諧器大部分仍是設計成一個獨立的部件,但是,應用時只靠調諧器本體,不能獨立完成調諧的任務。所以只有把調諧、搜索、自動記憶等功能放在組成的系統中理解,才能更好地理解原理,把握故障現象的來龍去脈,減少維修盲目性。
不同類型的電子調諧系統,其原理是相同的,唯有頻道調諧電壓(BT)取得和供給的方法不同。按BT電壓取得和供給的方法,可將電子調諧系統分為三個類型:即選臺板調節設定電壓法、電壓合成器(VS)、頻率合成器(VS)。
1.選臺板調節設定電壓法
這種電路在彩電沒有引進微電腦技術前被廣泛采用,電子調諧器作為獨立部件與選臺板及圖像中頻處理單元反饋的RFAGC、AFT控制電壓,構成調諧系統。選臺板結構形式有數十種,有的還設有晶體管或IC電路作隔離或邏輯組合電路,但基本作用是相同的。本機振蕩的BT電壓都是由選臺板上的開關置位和BT電壓電位器調節位置記憶的。電路原理如圖6所
示。
圖6
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工作過程:電子調諧器接入天線,置AFT于OFF的位置,接通K1開關,撥動SW1于Ⅰ或Ⅲ或U任一波段上,調節RD,A點電壓為0至32V電壓中一點,當收到某頻道節目時,A點電壓即為BT電壓。此時SW1及RD的機械位置就記憶下了波段電壓和BT調諧電壓。其他頻道節目也按此法可存于其他開關組中。收視時,轉按K1……Kn開關即可轉換頻道。調好后,置AFT開關于ON,整個調諧系統就工作于自動狀態了。
維修要點屏幕噪點很大而收不到臺,且確定調諧器IF端至中端IC輸入端通道正常時,應考慮調諧器系統故障。這時,首要問題是分清故障出在調諧器本身,還是外電路。檢測調諧器BL、BH、BU端是否能隨欲收頻段加電壓,且符合要求。BT端電壓能否隨RD電位器平滑穩定的改變(0~32V)。上述檢查完全正常,故障依舊,可考慮是調諧器本身故障,能接收電視,但畫面噪點很大或畫面很硬無層次,可考慮RFAGC電路故障,應檢查電路中的電阻(分壓器)、電位器、電容器等元件。此外,對于老機器還應特別檢查AFC調諧線圈的諧振頻率是否正常。
2.電壓合成器(VS)調諧系統
這種調諧系統由調諧器和微電腦(MPU)控制電路(MPU)(含記憶電路)組成。波段轉換電壓,即BT電壓(嚴格講是微電腦產生的對應BT電壓的BTDAC脈沖電壓)是由于人工手動調諧頻道或指令自動搜索頻道時由微電腦MPU產生的,并寫入(記憶)不揮發存儲器中的。記憶時可以做到為每一個頻道賦予一個節目號。轉換節目時,由存儲器讀出BTDAC脈沖電壓數據送到MPU,由BT端輸出。BTDAC寬窄脈沖,再通過一個晶體管和RC電路即可得DC的BT電壓了,在這個系統中,BT電壓等頻道調諧數據是收視調諧電視時存入存儲器中的。整個系統如圖7所示。
⑦
線路工作過程:
⑴手動調諧時
.用遙控器或本機上的按鍵輸入命令到MPU。
.MPU的BI和BO輸出高或低電位電壓給波段開關集成電路IC103,根據IC輸入端電位邏輯組合,相應輸出端為+12V電壓供調諧器,使之工作在相應波段上。
.MPU的BT端輸出DAC調寬的脈沖,經Q1、RC電路轉換成DC電壓,送調諧器BT輸入端,即可選擇欲收節目。
.上述兩項調節電壓及節目存儲數據即可寫入(記憶)在不揮發存儲器IC102中。
.電子調諧器IF端輸出圖像中頻信號,經濾波器進入圖像中頻信號處理單元,該單元輸出RFAGC、AFT控制信號,反饋到調諧器相應的端子。
⑵自動搜索調節
.以遙控器命令自動搜索。
.MPU收到命令后,MPU首先令波段開關IC103輸出BVL電壓,使調諧器工作于VHF(L)波段,BT電壓變化上升,直到接收到第一個頻道節目,此時中頻電路出現電視信號,這信號中的電視同步信號反饋輸入到MPU中。
.MPU接到視頻同步信號后,停止搜索,令存儲器記憶下數據,并依次建立節目號。
.MPU繼續搜索,重復上述步驟,直至V段和U段將在播電視臺信號全部調諧并依次設定節目號,記憶存儲完畢。
維修要點 根據經驗,懷疑調諧器故障時,首先要檢測BVL、BVH、BU端電壓是否正常、受控,不正常時應檢查波段開關IC電路、微電腦電路(MPU),對MPU電路要查的是它的基本工作條件(+5V電源、接地、復位脈沖、晶振電路)及相應波段轉換電壓是否正常。MPU正常,BT輸出應該正常,則要查32V電源供給及Q1、RC電路,并確認調諧器BT端電壓正常。AFT電壓一般通過AFT開關IC,開關動作控制是根據需要由MPU輸出控制信號的。自動搜索調臺時,當出現穩不住臺不能記憶的故障現象時,可著重檢查反饋到MPU的視頻同步信號是否到位。對涉及MPU的故障現象要重點檢查外圍電路,因為MPU芯片損壞的概率是非常低的。
3.頻率合成器(SF)調諧系統
頻率合成器的高頻放大電路、混頻器、本機振蕩電路與電壓合成器在結構上是基本相同的,但調諧原理完全不同,前者是在手動或自動搜索調諧接收電視頻道時,將收到電視頻道信號時的微電腦表現的波段轉換電壓及BT電壓數據寫入存儲器中,再次開啟這一頻道時,微電腦把這些數據從存儲器中讀出來,轉換本振電路的波段和頻道。后者是在制造生產微電腦(MPU)時,已經將電視機銷售和使用該機的國家和地區廣播的電視制式及每個頻道數據做在里面了。頻道調諧數據是以反映本振頻率的分離比例的數據以二進制數存在MPU中的。在開機選擇頻道時,只要設定好使用國家、地區或電視制式,直接選擇頻道,就可調出數據,自動完成調諧。也可以以自動搜索方式調取數據。這種調諧器特別適合電視節目頻道特別多的地區及在具有高頻畫中畫功能的電視機中采用。頻率合成器調諧器的組成與工作原理
,如圖8所示。
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由圖8可以看出,頻率合成器調諧器的上半部分(圖中陰影部分)與電壓合成器的調諧器基本相同,即由高頻放大電路、本機振蕩電路、混頻電路和中頻輸出電路組成,本機振蕩電路也需要BVL、BVH、BU電壓做波段轉換工作電壓。BT電壓的大小控制本振頻率的高低,改變BT電壓即可改變接收頻道。不同的是BT電壓產生的方法不同,在電壓合成器中BT電壓由微電腦記憶輸出BTDAC脈沖電壓合成BT電壓。
在頻率合成器調諧器中BT電壓由PLL電路(鎖相環電路)的比較器電路產生,見圖8中PLL框圖。鎖相環電路是能使受控振蕩器頻率和相位均與輸入信號保持確定關系的閉環電子電路。從兩個框圖(陰影和PLL)看出,調諧器中的本機振蕩電路,也是PLL電路的受控振蕩電路,比較器輸出的電壓即本機振蕩電路的控制電壓(BT電壓)。比較器有兩個輸入端,一個是PLL電路自身的由基準振蕩器(OSC)產生4MHz頻率經128分頻后得到31.25kHz頻率;另一個頻率是調諧器本振頻率經預頻率倍減器,分頻后取得的新頻率。由此可見,這個頻率控制著比較器輸出電壓(BT),而這個頻率又是由本振頻率和分頻數決定的,這里本振頻率是要得到的目標,由此說來,分頻數是決定的因素,分頻數是由調諧微電腦(MPU)送來的頻率分頻比率數據決定。這個數據由19位2進制數構成,前4位為波段工作數據,中間10位為分頻比率M數據,后5位為分頻比率S細調數據。維修要點當出現無圖像與伴音故障現象時,如果屏幕噪點很大,且遙控器可以正常操作,可以懷疑調諧器系統故障,但這時應首先檢查收視調節情況及調諧器接腳電壓和信號供給情況。前項指收視國家制式設置,聲音制式設置等;后項指:①供電電壓,即+9V、+5V、+30V(注意BVL、BVH、BU腳無供電);②I2C連接情況,有的機型是三線,有的機型是兩線,有的接線之間有隔離器件。其次應檢查微電腦電路,涉及的電路有:①存儲器工作狀態判斷;②AFC反饋信號達到MPU;③視頻同步信號(知曉收到信號)到達MPU。上述檢查全都正常,才可判斷調諧器本體故障,予以調換。
2.電壓合成器(VS)調諧系統
這種調諧系統由調諧器和微電腦(MPU)控制電路(MPU)(含記憶電路)組成。波段轉換電壓,即BT電壓(嚴格講是微電腦產生的對應BT電壓的BTDAC脈沖電壓)是由于人工手動調諧頻道或指令自動搜索頻道時由微電腦MPU產生的,并寫入(記憶)不揮發存儲器中的。記憶時可以做到為每一個頻道賦予一個節目號。轉換節目時,由存儲器讀出BTDAC脈沖電壓數據送到MPU,由BT端輸出。BTDAC寬窄脈沖,再通過一個晶體管和RC電路即可得DC的BT電壓了,在這個系統中,BT電壓等頻道調諧數據是收視調諧電視時存入存儲器中的。整個系統如圖7所示。
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線路工作過程:
⑴手動調諧時
.用遙控器或本機上的按鍵輸入命令到MPU。
.MPU的BI和BO輸出高或低電位電壓給波段開關集成電路IC103,根據IC輸入端電位邏輯組合,相應輸出端為+12V電壓供調諧器,使之工作在相應波段上。
.MPU的BT端輸出DAC調寬的脈沖,經Q1、RC電路轉換成DC電壓,送調諧器BT輸入端,即可選擇欲收節目。
.上述兩項調節電壓及節目存儲數據即可寫入(記憶)在不揮發存儲器IC102中。
.電子調諧器IF端輸出圖像中頻信號,經濾波器進入圖像中頻信號處理單元,該單元輸出RFAGC、AFT控制信號,反饋到調諧器相應的端子。
⑵自動搜索調節
.以遙控器命令自動搜索。
.MPU收到命令后,MPU首先令波段開關IC103輸出BVL電壓,使調諧器工作于VHF(L)波段,BT電壓變化上升,直到接收到第一個頻道節目,此時中頻電路出現電視信號,這信號中的電視同步信號反饋輸入到MPU中。
.MPU接到視頻同步信號后,停止搜索,令存儲器記憶下數據,并依次建立節目號。
.MPU繼續搜索,重復上述步驟,直至V段和U段將在播電視臺信號全部調諧并依次設定節目號,記憶存儲完畢。
維修要點 根據經驗,懷疑調諧器故障時,首先要檢測BVL、BVH、BU端電壓是否正常、受控,不正常時應檢查波段開關IC電路、微電腦電路(MPU),對MPU電路要查的是它的基本工作條件(+5V電源、接地、復位脈沖、晶振電路)及相應波段轉換電壓是否正常。MPU正常,BT輸出應該正常,則要查32V電源供給及Q1、RC電路,并確認調諧器BT端電壓正常。AFT電壓一般通過AFT開關IC,開關動作控制是根據需要由MPU輸出控制信號的。自動搜索調臺時,當出現穩不住臺不能記憶的故障現象時,可著重檢查反饋到MPU的視頻同步信號是否到位。對涉及MPU的故障現象要重點檢查外圍電路,因為MPU芯片損壞的概率是非常低的。
3.頻率合成器(SF)調諧系統
頻率合成器的高頻放大電路、混頻器、本機振蕩電路與電壓合成器在結構上是基本相同的,但調諧原理完全不同,前者是在手動或自動搜索調諧接收電視頻道時,將收到電視頻道信號時的微電腦表現的波段轉換電壓及BT電壓數據寫入存儲器中,再次開啟這一頻道時,微電腦把這些數據從存儲器中讀出來,轉換本振電路的波段和頻道。后者是在制造生產微電腦(MPU)時,已經將電視機銷售和使用該機的國家和地區廣播的電視制式及每個頻道數據做在里面了。頻道調諧數據是以反映本振頻率的分離比例的數據以二進制數存在MPU中的。在開機選擇頻道時,只要設定好使用國家、地區或電視制式,直接選擇頻道,就可調出數據,自動完成調諧。也可以以自動搜索方式調取數據。這種調諧器特別適合電視節目頻道特別多的地區及在具有高頻畫中畫功能的電視機中采用。頻率合成器調諧器的組成與工作原理,如圖8所示。
⑧
由圖8可以看出,頻率合成器調諧器的上半部分(圖中陰影部分)與電壓合成器的調諧器基本相同,即由高頻放大電路、本機振蕩電路、混頻電路和中頻輸出電路組成,本機振蕩電路也需要BVL、BVH、BU電壓做波段轉換工作電壓。BT電壓的大小控制本振頻率的高低,改變BT電壓即可改變接收頻道。不同的是BT電壓產生的方法不同,在電壓合成器中BT電壓由微電腦記憶輸出BTDAC脈沖電壓合成BT電壓。
在頻率合成器調諧器中BT電壓由PLL電路(鎖相環電路)的比較器電路產生,見圖8中PLL框圖。鎖相環電路是能使受控振蕩器頻率和相位均與輸入信號保持確定關系的閉環電子電路。從兩個框圖(陰影和PLL)看出,調諧器中的本機振蕩電路,也是PLL電路的受控振蕩電路,比較器輸出的電壓即本機振蕩電路的控制電壓(BT電壓)。比較器有兩個輸入端,一個是PLL電路自身的由基準振蕩器(OSC)產生4MHz頻率經128分頻后得到31.25kHz頻率;另一個頻率是調諧器本振頻率經預頻率倍減器,分頻后取得的新頻率。由此可見,這個頻率控制著比較器輸出電壓(BT),而這個頻率又是由本振頻率和分頻數決定的,這里本振頻率是要得到的目標,由此說來,分頻數是決定的因素,分頻數是由調諧微電腦(MPU)送來的頻率分頻比率數據決定。這個數據由19位2進制數構成,前4位為波段工作數據,中間10位為分頻比率M數據,后5位為分頻比率S細調數據。維修要點當出現無圖像與伴音故障現象時,如果屏幕噪點很大,且遙控器可以正常操作,可以懷疑調諧器系統故障,但這時應首先檢查收視調節情況及調諧器接腳電壓和信號供給情況。前項指收視國家制式設置,聲音制式設置等;后項指:①供電電壓,即+9V、+5V、+30V(注意BVL、BVH、BU腳無供電);②I2C連接情況,有的機型是三線,有的機型是兩線,有的接線之間有隔離器件。其次應檢查微電腦電路,涉及的電路有:①存儲器工作狀態判斷;②AFC反饋信號達到MPU;③視頻同步信號(知曉收到信號)到達MPU。上述檢查全都正常,才可判斷調諧器本體故障,予以調換。
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如何衡量調諧器的技術指標,并挑選合適的調諧器?
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受訪人:ClausMuschallik博士
電視接收系統支持部調諧器系統主管
英飛凌科技亞太公司
您認為對于一個調諧器而言,最重要的技術指標是什么?
信號進入電視或機頂盒(STB)時,首先要經過的就是射頻調諧器。調諧器接收射頻信號,然后進行一些初期的處理,以便傳送原始的視、音頻輸出。射頻調諧器的性能受到許多參數指標的影響,下面我們將逐個進行討論。
調諧器會選擇需要的頻道,同時過濾掉所有鄰近和不需要的頻道。傳統的混頻器振蕩器鎖相環(MOPLL)CAN調諧器利用許多外置的分立無源器件(包括感應的空氣線圈),建構復雜的射頻追蹤濾波器。濾波過程通常還需要一個外部IF SAW濾波器。而另一方面,硅調諧器則將傳統的CAN調諧器通過外圍器件實現的許多功能都集成在一個硅芯片上,因此,相比于傳統的CAN調諧器設計,減少了200多個外部無源器件,這些器件大約占到總體設計的體積的90%。
基于上述原因,硅調諧器比傳統CAN調諧器具有更小的外形尺寸,在某些情況下,節省空間可達90%以上(尺寸分別為28cm3和小于0.5cm3)。
射頻調諧器和解調器(功能鏈上的下一個模塊)之間的接口也是重要的影響因素,即所謂的圖像抑制。例如一個IF接口將會遭遇圖像頻率問題,從而干擾IQ接口。英飛凌科技的OMNITUNE TUA 9001硅調諧器是一種直接轉換調諧器,它利用IQ接口替代了IF接口,因為這樣就可以避免圖像頻率問題。
與傳統CAN調諧器相比較,硅調諧器線性性能表現欠佳。CAN調諧器在需要的信道中交叉調制不需要的信道方面表現出更好的處理能力。為了提升線性性能,硅調諧器對功耗進行折衷,因此,為了實現類似于CAN調諧器的線性性能,硅調諧器往往會耗費較高的功率。
調諧器的另一項重要任務,是將通過天線接收到的微弱信號進行放大,同時盡可能不對噪聲放大。這里主要參數是噪聲系數。 MOPLL CAN調諧器的噪聲系數最高可達7dB,當加入一個低噪聲放大器(LNA)后,可以改善到3dB。英飛凌的TUA 9001 硅調諧器,采用BGA 728 LNA,成功將總噪聲系數降低到僅為2.5dB,相比于MOPLLCAN調諧器,這是一個很大的突破。最后,射頻調諧器還必須執行一個任務,即將射頻信號變頻為低頻信號。在這個轉換中,將會引發額外的噪聲,即相位噪聲。TUA 9001在-91dBc/Hz @1kHz時,有一個相位噪聲基準,該指標比傳統的CAN調諧器嚴格至少10dB。
如何選擇最合適的調諧器,對此您有些什么建議提供給設計工程師們?
在選擇最適合的射頻調諧器時,工程師需要考慮一些決定性因素,包括:成本、功耗、線性度、靈敏度性能、外形尺寸,以及對多種標準的支持,每個因素的重要性,將取決于具體應用。舉例來說,在手機應用中,要求更小的外形尺寸;而對于標準大屏幕液晶電視應用而言,則要求更好的靈敏度和更低的功耗。
您認為將來傳統的鐵殼調諧器會完全被硅芯片調諧器所取代嗎?
在傳統CAN調諧器和新興的硅調諧器技術之間,性能和成本的差距正逐漸減小。因此,對于“硅芯片調諧器將取代所有傳統的CAN調諧器”這個問題,其重點不是“是否”,而是“何時” 。這個過渡其實早在固定應用和大部分移動應用的純數字化時就已經開始。對于硅調諧器來說最后的挑戰就是,CAN調諧器大量存在于目前固定的混合應用中,硅調諧器必須逐漸進行替換。
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硅調諧器技術分析
一般通過電信號近距離傳遞信息,可以直接傳送基帶信號,但遠距離時必須把基帶信號調制到射頻信號上,即把低頻的信號頻譜搬移到高頻頻譜上。而接收端又必須從調制的信號中解調出基帶信號,也就是從高頻信號上把有用信號搬移到低頻。同時接收端往往會收到許多信號,我們還需選擇自己需要的信號。這個完成選擇需要的信號和信號頻譜向低搬移的器件就是調諧器(在模擬電視時代,調諧器通常用鐵盒封裝,也稱高頻頭)。
調諧器應用廣泛,它可以傳送視頻、聲音、數據等等信息。在種類繁多、形狀各異的調諧器中,最常見的、也是本文要討論的就是傳送視頻內容的調諧器(以下“調諧器”就特指這類調諧器)。
隨著北京奧運會臨近和地面數字電視節目的熱播,USB電視棒在國內熱銷起來。之所以一個小小的USB電視棒就能接收射頻電視信號,這要歸功于硅調諧器技術的成熟。近幾年半導體工藝技術和IC設計技術發展很快,這就促成了硅調諧器技術不斷更新換代,形成了硅調諧器多種技術并存、多個半導體國際大廠參與競爭的局面。熱起來的硅調諧器技術就是本文關注的焦點。
2 調諧器介紹
2.1 調諧器分類
接收調制視頻的射頻信號的電子產品有許多種類,如衛星機頂盒、有線機頂盒、電視機、手機電視、電腦電視卡、PCMCIA電視卡、USB電視棒等等。這些電子產品根據其特點使用了多種多樣的調諧器。這些調諧器可以從以下幾個角度去分類:
從接收信號角度調諧器分為模擬、數字、數模一體化三種,其中有些調諧器還可直接輸出基帶信號。而從接收信號的制式上看,模擬信號可以做到全制式接收,數字信號接收按地區分為DVB、ATSC、ISDB、DMB等。
從信號傳輸的網絡不同,可區分為衛星調諧器、有線系統調諧器、地面廣播調諧器及手機調諧器等。如在歐洲有線網絡用DVB-C、地面廣播用DVB-T、衛星廣播用DVB-S、手持設備用DVB-H等等。
從調諧器處理信號的技術分為模擬和數字兩種,傳統的鐵盒調諧器基本是采用模擬技術,而硅調諧器則是采用數字技術。
從調諧器電路架構方面,可分為下列幾類:單轉換中頻輸出、單轉換低中頻輸出、單轉換零中頻輸出、雙轉換中頻輸出、雙轉換低中頻輸出、及雙轉換零中頻輸出等等。
從調諧器改變調諧頻率的方式可分為電壓合成和頻率合成兩種。
2.2 調諧器基本工作原理
電路最簡單的調諧器是單轉換中頻輸出調諧器。其基本組成包括混頻器、振蕩器、鎖相環(MOPLL)和高頻放大器等。高頻放大器具有自動增益控制(AGC)功能,跟蹤濾波器是一個中心頻率可調的帶通濾波器。中頻濾波器是一個具有特殊傳輸特性的帶通濾波器,一般為聲表面波濾波器(SAWF)。單轉換中頻輸出調諧器電路架構如圖一所示:
射頻電視信號進入調諧器的高頻放大器進行放大,其增益由AGC電路自動控制,再由跟蹤濾波器將鏡像信號去除,利用混頻器和本地振蕩器混出中頻信號,最后經由中頻濾波器慮除雜波、選擇出想要的頻道并進一步調整通帶特性,完成調諧器的功能。
2.3鐵盒調諧器現狀
目前最普及的電視機還是模擬電視,這類電視機使用的都是鐵盒調諧器,其基本功能就是選臺和混頻,屬于單轉換中頻輸出架構。
鐵盒調諧器大多采用調諧器專用IC和許多個分立器件組成。其主芯片采用雙極(Bipolar)工藝,具有成本極低的優勢。由于調諧器處理的是幾百MHz的高頻信號,所以鐵盒調諧器使用了微帶和分布參數的器件。其中感應線圈需生產時由人工調節其分布參數。早期的鐵盒調諧器都采用電壓合成方式選臺,目前大多采用頻率合成方式,其優點是選臺簡單,調諧鎖定,不易跑臺。
經過多年的技術發展,傳統鐵盒調諧器設計和工藝技術十分成熟,盡管其電路器件多、結構復雜,生產調試難度很大。但是目前其成本十分低廉,只要不到10元人民幣,這就是使其在競爭十分激烈的模擬電視機市場占有絕對優勢,根本無法被硅調諧器取代。但其肯定會隨著模擬電視在世界各國停播,逐被硅調諧器取代。
2.4 調諧器的幾個關鍵技術指標
調諧器作為一個電子產品,有幾個重要的電性能指標:
動態范圍:動態范圍指調諧器能接收的輸入信號強度的范圍。地面電視廣播對動態范圍的要求最大,約為60~70dB,有線傳播方式約30~40dB,衛星傳播方式動態范圍則要求最小。
噪聲指數:也叫噪聲系數,就是系統輸入輸出前后信噪比的比值,也就是輸出信號的信噪比比上輸入信號的信噪比。它決定了調諧器最小可接收的信號強度,或稱為接收靈敏度。目前數字地面電視廣播的噪聲指數要求不得高于7dB,而有線系統的噪聲指數則小于10dB就可以了。
鏡像抑制比:就是濾除鏡像頻道信號的能力。混頻器的特點決定了比想要頻道頻率高或低兩倍中頻的頻道也會輸出到后面的中頻濾波器,這就會對想要的頻道產生干擾。因此,必須在混波器前加一個跟蹤濾波器(也稱鏡像抑制濾波器)來濾除鏡像頻道。通常調諧器鏡像抑制必須達到50~60dB。
相位噪聲:相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內的信號功率與信號總功率的比值。調諧器本振信號易受噪聲雜波的干擾而產生抖動,即相位變化,這就是調諧器的相位噪聲。因數字電視信號多采用正交調幅(QAM)及四相相移鍵控調制方式,相位噪聲會直接影響到數字調諧器的輸出信噪比。而模擬電視信號多采用調幅(AM)或調頻(FM)就不易受相位噪聲干擾。通常調諧器相位噪聲必須達到50dB以上。
3 硅調諧器技術分析
3.1硅調諧器技術分析
采用先進的數字設計技術和硅半導體工藝,把原來鐵盒調諧器中的大部分分立器件都集成到一顆硅芯片中,這就是硅調諧器。
目前硅調諧器技術發展迅速,已有應用于多種電子產品的硅調諧器面世。但其成本仍然偏高,市場售價是鐵盒調諧器的3倍左右,這就限制了其取代鐵盒調諧器的速度。只有在PCMCIA電視卡、USB電視棒等小型產品上硅調諧器充分發揮其體積小的優勢,獨樹一幟。
隨著硅調諧器設計技術的提高,其半導體制造工藝也在不斷更新換代,其目的就是為了顯著降低成本。第一代硅調諧器采用高頻半導體領域普遍采用的SiGe工藝,但其成本昂貴。后來過度到BiCMOS工藝,但仍比鐵盒調諧器采用的雙極(Bipolar)工藝成本高。最新一代硅調諧器已可以采用普遍使用的CMOS工藝。這使得硅調諧器可以與采用同樣COMS工藝的解調器、解碼器、控制器等集成在一起,構成SoC單芯片,這就大大降低了系統成本。
硅調諧器采用數字處理技術,通過控制口編程就可改變其特性。這樣硅調諧器很容易實現多電視接收標準。
硅調諧器市場目前是多種半導體制造工藝、多種技術架構、多個廠家多種產品并存的局面。針對不同領域的應用,不同技術架構發揮了各自的優點。常見的硅調諧器的電路架構及其特點見表一。
表一 硅調諧器電路架構比較
硅調諧器各種電路架構的優缺點會因不同廠商的獨特技術而不同,因而不同廠商對不同電路架構會有不同的喜好。目前看零中頻和復變混頻架構最有發展前景。
3.2 常見硅調諧器
英飛凌公司(Infineon)已推出了TUA6041、TUA6045和TUA6039等硅調諧器芯片。下一代是以TUA8010 、TUS9090為代表的硅調諧器產品。
美信公司(Maxim)產品包括MAX2165、MAX3580、MAX3540和MAX3541等高度集成的單次變頻電視調諧器。
Microtune的硅芯片調諧器產品包括:MT2060系列低功率數字調諧器以及MT2131和MT2063多標準、多模式硅調諧器芯片。
瑞科信公司(Xceive)推出了新一代高集成性硅調諧器XC5000和調諧器芯片模塊SN5000。
恩智浦公司(NXP)硅調諧器有TDA18292HN、TDA18252HN、TDA18271、TDA18251HD、TDA18211HD等,涵蓋了衛星、有線、地面、手持移動等多種應用。
Max-Linear公司推出了全球標準的硅調諧器MxL5005S,可用于機頂盒和移動接收。MxL7001則是適合ISDB-T標準的移動電視用硅調諧器芯片。
飛思卡爾(Freescale)推出了MC44S803單芯片硅調諧器
三星電子(Samsung)的硅調諧器S5M8602可以支持DVB-H/T,DAB-IP,ISDB-T以及T-DMB等多個國家的電視標準。
ST、TI等已有解調解碼芯片的公司,已將硅調諧器與解調器、解碼器、控制器等集成在一起,構成SoC單芯片,如ST公司的STB6100單芯片、TI公司的“Hollywood”手機電視芯片等。
3.3 硅調諧器典型應用
在眾多硅調諧器方案中,本文選NXP最近推出的新型數模一體化硅調諧器TDA18271,簡單介紹其在電腦電視卡上的應用實例。TDA18271不但兼容所有的模擬與數字電視標準(PAL、NTSC、SECAM、DVB-T、ISDB-T、ATSC、DVB-C),且TDA18271芯片本身可將中頻信號送至數字中頻解調器TDA8295,完成模擬電視解調,輸出CVBS模擬電視信號,同時中頻信號也送至信道解碼器 TDA10048,解出數字電視TS流。具體應用框圖見圖二。
4鐵盒調諧器與硅調諧器比較
雖然有些性能指標硅調諧器不及鐵盒調諧器好,但硅調諧器也達到數字/模擬廣播標準的要求。現階段只有高成本是硅調諧器的主要缺點。鐵盒調諧器和硅調諧器最主要的差別見表二。
表二 硅調諧器與鐵盒調諧器比較
5 結語
數字電視廣播在全世界范圍內的普及為硅調諧器的發展提供了極好的機會,硅調諧器的小體積優點也為調諧器開辟了USB電視棒等新的應用領域。再過兩年,隨著硅調諧器的普及,其成本會與鐵盒調諧器的成本差別相差無幾,屆時硅調諧器將會獨霸天下。同時隨著硅調諧器技術水平的提高和成本的降低,硅調諧器市場的競爭將會更加激烈,目前這種廠家多品種多的“混亂”局面將會改觀。僅有的幾款功能全、性能優、價格低的硅調諧器就能滿足多種領域的需求。
參考文獻
1. 趙堅勇編,數字電視技術,西安電子科技大學出版社,2005
2. 王周宏,基于PC的數字電視方案,電子產品世界,2007年8月
3.http://www.xceive.com/
4.http://www.maxim-ic.com/
5. http://www.nxp.com/
作者:康佳集團股份有限公司研究院 王周宏
作者簡介
王周宏 男,1966年9月生,工程師。198?年畢業于西安交通大學信息與控制工程系無線電技術專業。一直從事CRT電視機、投影墻、背投電視等電子產品的整機方案和電路設計。
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最熱調諧器方案點評
在數字電視這個全球最大的蛋糕面前,很多半導體廠商、OEM廠商均使出渾身解數,想在或者已經在數字電視領域分得一杯羹。調諧器作為數字電視的接收入口,在衛星、地面、線纜和移動傳播中都是數字電視中不可或缺的一個部分,全球的廠商包括NXP、Infineon、TI、Freescale、等都是各種硅調諧器、混合調諧器或者調諧器模塊的主要供應商。Analog Device自從2006年收購Integrant Technologies后,成為了移動電視市場調諧器的主力供應商,其產品涵蓋DVB-T/H、ISDB-T、T-DMB、和CMMB全線調諧器產品。
調諧器的發展從最初的分立器件構建的模塊,到后來的雙轉換中頻輸出,此架構雖已朝向將調諧器 IC化的趨勢,但其缺點是仍需要兩個外掛的SAW濾波器,才能完成調諧器的功能,未能做到IC完全整合。Zero IF技術可以省掉第一SAW濾波器,而且第二SAW濾波器可被信道選擇濾波器取代,故此架構適合于完全整合的硅調諧器. 目前的硅調諧器基本上全部是帶有Zero IF的雙轉換調諧器或者帶有Zero IF的單轉換調諧器。硅調諧器會朝向小尺寸、低功耗和高集成度的要求發展來適應移動電視的需求。
繼衛星、地面和線纜傳輸三大領域之后,移動電視將成為現在和未來各大廠商發力角逐的焦點,目前關于移動電視標準就有DVB-H/S、ISDB-T、T-DMB、MediaFLO、ATSCM/H和CMMB等很多種,讓人眼花繚亂。不過,調諧器并不會應為標準的不同受到很大的影響,目前各種移動電視標準的頻譜主要涉及到四個頻段:VHF III(174-240MHz)、UHF(470-862MHz)、L1(1450-1492MHz)、L2(1660-1685MHz)。半導體廠商往往會設計出同時支持不同標準的調諧器來滿足不同的需求。下面為您介紹來自不同供應商的各種不同類型、豐富多彩的調諧器產品。
考慮芯片尺寸、功耗和成本的因數,很多調諧器可能僅支持一種或者二種移動電視標準。來自的NXP的TDA18291HN 硅調諧器使用BiCMOS技術,在VHF III(174Mhz到230Mhz)和UHF(470Mhz到862Mhz)頻段范圍內對DVB-H標準進行調諧,內部集成LNA、正交混波器、信道濾波器、PLL和VCO。在DVB-T模式下功耗僅有150mW。5*5mm2的QFN 32引腳封裝十分適合于移動設備比如手機、PDA、PND等。其他供應商的產品,比如Analog的ADMTV202、ADMTV340、ADMTV3010分別用于ISDB-T、CMMB和T-DMB應用;Infineon的TUA9001用于DVB-H/T;
事實上,絕大多數的調諧器都會面對多個移動電視標準的應用來滿足不同地區對移動電視不同標準的需求,這樣更方便OEM 廠商設計和生產。來自ADI的ADMTV102就是這樣一個滿足DVB-H/T、T-DMB、CMMB、DMB-TH多種移動、地面電視標準的調諧器。該器件覆蓋了band-III、UHF、L-band,甚至還可以支持65~108Mhz的FM,在無需SAW濾波器的基礎上集成LNA、Mixer、PLL和VCO,5*5mm2的QFN 32引腳封裝的功耗僅有180mW。NXP的TDA18292HN超低功耗多頻段硅調諧器則創紀錄的支持DVB-T,DVB-H,DVB-SH,T-DMB和ISDB-T 標準以及VHF III,UHF,L1-band,L2-band和S-band等所有移動電視頻帶。5*5mm2的QFN 32引腳封裝在DVB-H的模式下的功耗達到了驚人的20mW,讓我們期待著NXP這顆多頻段,多標準的硅調諧器上市吧!
由于調諧器在信號靈敏度、噪聲指數以及AGC(自動增益控制)方面的要求較高,頻率超過1Ghz的RF信號也帶來了EMC的問題,這給OEM廠商設計帶來一定的難度。更多的調諧器產品是結合解調器核心或者IC一起,作為一個SiP IC或者AFE 模塊供應,較小的AFE模塊甚至和一張SD卡一樣可以直接通過SDIO接口來與后端的信源解碼器(MPEG或H.26?解碼器)IC相連。來自TI的HollywoodTM Solution DTV1000和DTV1001則是結合了調諧器和解調器功能,專門為移動電視設計的產品。DTV1000工作在UHF和L-band頻率范圍,適用于DVB-H標準,DTV1001符合ISDB-T標準。Infineon的OMNIVIATM TUS9090使用0.13umRF-CMOS工藝, 在VHF、UHF和L-bands頻帶支持DVB-T/H標準。Sharp公司在2008年底專門為中國移動電視市場開發一款VA3C5CZ933,在UHF470-798Mhz頻段支持CMMB標準。具體信息如下所示:
移動電視將會在目前流行的任何一臺手持設備上出現,從根本上顛覆傳統的收視理念。這必須依靠半導體廠商在核心芯片上的高度集成和低功耗技術,調諧器顯然也不會被排除在外。
供稿:派睿電子
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在看過下面兩篇文章後,
相信大部分的人都已經對於需要哪種訊號來源 及如何調整好基本訊號來源有了基本的概念,
◎ 類比訊號、 數位訊號的基本概念(http://www.wretch.cc/blog/tdnj&article_id=9846832)
◎ 如何挑張好的電視卡產品? 訊號分接共享該如何弄清楚畫面?(http://www.wretch.cc/blog/tdnj&article_id=9484070)
接下來將以較簡單易懂的方式來說明 電視產品基本架構 及相關晶片入門介紹
以下為訊號自輸入TV tuner後解成影像、音效兩部份,然後送至Bridge後送到電腦的示意圖,
http://farm2.static.flickr.com/1109/1376159657_391c907cf6_o.jpg
接下來分為幾大主題來分別介紹市售產品在各階段所使用的晶片及方案,
大家日後在看到產品外觀上所使用的晶片,大致上就會比較有概念,也容易區分產品的定位,
今天要談的是電視卡上面的幾個重點主題如下:
1. TV Tuner (電視調諧器)
2. TV Decoder (電視影像解碼)
3. Audio Processor (音效處理)
4. Bridge (橋接器)
5. HW Encoders (硬壓晶片處理)
Ⅰ. 首先介紹 TV Tuner部分,TVTuner的功能是什麼呢?
Tuner主要是接收電視臺發出的類比訊號後,將訊號由200~800MHz的高頻,降至36MHz左右的中頻,然後傳送至解調器(Demodulator),一般常見的TV Tuner外觀像是一個鐵殼裝置,其實裡面是由一些複雜的元件所組成,也就是我們稱的Can Tuner,而市面上常見的TV Tuner廠牌有:Philips、LG、TVision、TN、TCL等等等.....
Can Tuner的差異蠻大的,各個廠商的產品品質參差不齊,而TV Tuner因為負責處理高頻這部份的訊號,因此對於接收效果又是影響比較大的一環,因此選擇上最好選用Philips或是LG的TVTuner的電視卡表現上會較佳,
下圖外觀為鐵殼裝置的部份就是我們稱的Can Tuner:
http://farm2.static.flickr.com/1173/1377782514_edcc4de630_o.jpg
近幾年由於環保意識抬頭,Can Tuner由於含鉛,因此被拒於歐盟環評之外,因此漸漸的新一代的矽晶片調諧器(Silicon Tuner)快速崛起,推出的廠家主要是Philips(NXP)與Xceive為主,由於把複雜的元件線路都給晶片化,TV Tuner的尺寸也越做越小,也利於電視卡體積的微縮,而近年來矽晶片調諧器越做越佳,甚至部份能做到不輸給Can Tuner的情況下,價格也更平易近人,Tuner的種類分為純類比(或純數位)的Analogy(or Digital) TV tuner;或是數位+類比通吃型的TVtuner (Hybrid Tuner),
如對Tuner種類有疑問可參考◎ 類比訊號、 數位訊號的基本概念(http://www.wretch.cc/blog/tdnj&article_id=9846832) 一文末端有詳細說明,
下圖為Compro E800 電視卡上的Xceive XC3028 Hybrid Silicon tuner,由於體積較小,Tuner部分有特寫XD,
http://farm2.static.flickr.com/1344/1376877333_23af5f8c62_o.jpg
Ⅱ. 接下來則是TVDecoder (電視影像解碼)部分,TVDecoder 的功能是什麼?
TV Decoder主要功能為將由TV Tuner送出的影像訊號解開後,並且數位化,數位化之後才能進入電腦當中處理,
TV Decider有些人會稱之為Video Decoder,但稱之為videodecoder易與影片解碼的Video decoder搞混,
因此這邊稱之為TV Decoder是較洽當且不易混淆的一種說法。
TV Decoder這部份牽涉到電視卡最重要部份"電視畫質",因為類比訊號轉成數位訊號的過程就直接牽涉到影像的品質,目前市場上有9/10bits進行取樣的模式進行ADC註1(8bits因效果差,淘汰就不談了),照帳面上來看,取樣數量越高效果會越好,但實際上人眼無法分辨那麼細微的差異,因此9bits與10bits沒有什麼太大差異,此時取樣技術的高低就成了畫質的關鍵部份。一般情況認為Philips的AD技術要比Conexant要來的優秀,實際狀況中2388X系列10bits取樣與Philips9bits 取樣,效果相差不大。
另外以直覺性來說,越簡單的AD轉換過程(類比轉數位)可以達到最佳效果,但也有特例的狀況,像是M800所採用的Philips7133晶片註2,雖然本身就具有TV Decoder功能,具備AD轉換的能力,但是廠商仍然額外加了一顆NEC 3D Y/C晶片(uPD64083)這一顆同樣具備TV Decoder功能的晶片,以往玩音響的人都知道,多條線就多隻鬼來影響音質,為何到了電視卡的領域看似多道程序的步驟反而對畫質提昇有所幫助?
原因在於訊號經過NEC晶片時,將類比訊號經過3D Y/C訊號處理後畫質變的很優,但此時已將類比訊號轉成數位訊號,但由於Philips7133晶片本身也具備TV Decoder的能力,必須吃類比訊號(透過7133再轉成數位訊號),因此在NEC晶片將類比轉為數位後,又強制將已數位化的訊號轉回類比訊號讓7133晶片本身能夠接收,因此整個過程由NEC晶片(A/D轉換=>D/A轉換)再經由Philips7133 (A/D轉換)送到Bridge橋接晶片,而由於NEC晶片至Philips7133晶片組之間的傳輸是以s-video來傳輸(s-video本身為類比,但本身就是Y/C分離的訊號),因此中間對畫質所產生的影響非常小,而事實證明,M800在NEC晶片加入之下,的確將畫質推升至一個非常好的境界。
如對3D Y/C此名詞有疑問可參考
◎ Y/C 分離到底是什麼東西?(http://www.wretch.cc/blog/tdnj&article_id=5024584) 一文有解釋Y/C分離如何使畫面清晰
◎ 如何挑張好的電視卡產品? 訊號分接共享該如何弄清楚畫面?(http://www.wretch.cc/blog/tdnj&article_id=9484070) 一文末端有Y/C分離於影響電視畫質影響說明
註1: ADC即為 類比/數位轉換器;反之DAC則稱之為數位/類比轉換器
註2: Philips 7133晶片,本身即為一整合TV Decoder(電視影像解碼) / AudioProcessor(音效處理) / Bridge(橋接器)的晶片組
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當然後續也有晶片廠將3D Y/C及其他功能一併整合進入一顆單晶片的解決方案,如Conexant 23418這顆晶片,
這顆晶片不但具備TV Dcoder及AudioProcessor,並且還具有3D Y/C功能及MPEG2HW Encoder(硬壓功能,後面會介紹)。
下圖為全球首張Conexant 23418單晶片整合的電視卡 Compro H900
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Ⅲ. Audio Processor (音效處理)部分,則是單純許多,Audio Processor的功能是什麼?
顧名思義,就是負責處理音效部分,大家常見的一些 Stereo(立體聲)/雙語等音效選項都是由Audio Processor負責,從TVTuner送出的訊號經由Audio Processor處理後成為數位化訊號送入Bridge(橋接器),就是大家熟知的PCI Audio(PCI音源),而目前很多晶片都整合了Audio Processor這部份的功能,如先前提到的Philips7133及Conexant 23418晶片都整合進去囉。
Ⅳ. Bridge(橋接晶片),望文申意即為橋樑的作用,而這座橋負責電視卡與主機板之間往來重責大任
在TV Decoder及AudioProcessor將數位化後的訊後丟給橋接晶片後,藉由橋接晶片把訊號傳給電腦做處理,
而電腦本身也可透過橋接晶片對電視卡做操控,這應該是整篇文章裡面最簡單瞭解的部份,簡單的說就是溝通橋樑,而橋接晶片也決定了電視產品的介面,像是PCI、PCIe、USB2.0、PCMCIA、Expresscard等介面,
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到目前為止,電視卡的細部介紹到一個階段,等等!!?? 不是還有硬壓晶片要介紹嗎??
別緊張,硬壓晶片處理並不是電視卡當中必要的流程,而上面Ⅰ~Ⅳ的介紹則為電視卡構成的必要要素,而Ⅰ~Ⅳ所構成的電視卡,是透過軟體來做Encoder的,也就是我們稱的『軟壓卡』,那為何要加入硬壓的介紹,看官就請往下看囉。
Ⅴ. HW Encoders (硬壓晶片處理)
所謂的硬壓電視卡就是電視訊號到了Bridge(橋接晶片)時並沒有直接傳送給電腦而是先送到HW Encoder晶片做處理,軟壓跟硬壓有何不同? 這顆硬壓晶片其實就是一顆設計過的高速CPU IC,專門負責幫你做encoder的動作,而軟壓就是少了這部份的硬體設計,所以可以使用軟體經過電腦CPU來做encoder的動作,換個角度來說,現在主機的CPU都相當高速,也不一定非得上一顆MPEG1/2硬壓晶片才能夠壓MPEG2,電腦的CPU本身就足夠應付現行的MPEG1/2軟壓,也不會消耗太多CPU資源,畢竟大部分電腦CPU都是閒置狀態居多,所以這部份軟壓卡就相當有優勢,因為軟壓卡本身比較便宜,而現在這個時代CPU又夠快,當然舊電腦及有較多工需求的使用者會比較合適,因此多半定位於較高階的電視卡才會有把硬壓晶片安置上去,而現行的電腦對於Divx /Xvid / h.264這幾種Encoder還算屬於比較吃力的狀態,因此未來一年,相信會冒出不少打著Divx / Xvid / h.264 HW Encoder晶片的產品問世,相當直得期待。
下面介紹一些常見的硬壓晶片:
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以上暫時告一個段落,簡單介紹電視產品基本架構及相關晶片入門介紹,如果有不瞭解的地方,也歡迎提出來大家討論喔:)
總結
以上是生活随笔為你收集整理的CAN调谐器与SILICON调谐器(又称为铁壳调谐器和硅片调谐器)的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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