提高调谐器性能的有线电视机顶盒最新技术方案

对目前的有线电视服务产品来说，要传输多媒体内容，就要求STB配备一个以上的调谐器。随着有线电视(CATV)运营商将业务扩张到视频点播(VOD)、按流量付费以及提供数字内容等领域，CATV机顶盒(STB)正在经历戏剧性的发展。除了提供模拟视频图像接收功能之外，常见的STB现在都支持多种功能，包括个人视频录像(PVR)/数字视频录像(DVR)、画中画、宽带VOD、电话、数字视频和高分辨率(HDTV)内容。

目前有线电视业务所提供的多媒体类型要求STB配备一种以上的调谐器。根据InStat的研究，2005年38%的STB都提供PVR/DVR功能，这意味着目前交付使用的许多STB具有多个调谐器，典型的情况是包含1或2个模拟视频调谐器和如图1方块图中所示的数字数据调谐器。基本上，调谐器制造商都从这种日益增长的需求中获益，但是，过时的技术却承受不了所担负的工作。实际上，新的市场正迫使人们改进调谐器的性能规范，要求设计工程师重新设计电路板，以利用新的方法和先进的工艺技术开发高度集成的调谐器。最后，OEM和子系统制造商不应该对所有调谐器都同等对待，而应该仔细选择适合应用需要的调谐器和相关的参考设计。

将更多内容封装到有线电视频谱之中

跟以往任何时候相比，有线电视提供商在追逐成为三重业务(语音、数据和视频)市场领导者的过程中，向频谱中包装的服务越来越多(图2)。传统的调谐器工作在50到860MHz的频段，但是，人们正计划把一些CATV系统扩展到1GHz。因此，调谐器现在需要具有空前的性能，特别是在线性度、动态范围和噪声等方面。但是，并非仅此而已，因为OEM增加了STB的功能，他们需要更简单、更小的设计以提高制造的效率并提供高可靠性的产品。这个责任就落在了调谐器制造商的肩上，他们要提供最佳的技术、设计和集成度以满足OEM的需求。

图1：包含用于接收模拟和数字内容的多个调谐器的STB

图2：电视频谱要求调谐器具备通道选择性和线性度以产生鲜艳清晰的视频图像

集成：从芯片组到单一封装

就在几年以前，最佳的调谐器产品都是采用双转换调谐器芯片组，这些上行转换器和下行转换器的芯片组合提供了低成本、低失真和一体化的合成器。每一颗芯片的面积为6mm×10mm，在业内这种封装已经沿用多年，付运量达到了几亿只。最近调谐器制造商对这些设计作出了很大改进，单一封装的占位空间比老式芯片组中任意一种芯片的占位空间都要小。典型的单封装调谐器面积为8mm×8mm，但是，有些要小到6mm×6mm。如图3的例子所示，这些器件在单一封装中组合了上/下行转换和频率合成器，并结合了过去采用的片外功能，如调谐变容器和增益控制。

在选择调谐器的过程中，关键差异是调谐功能的集成度和设计复杂性。OEM需要掌握整个物料清单(BOM)，因为调谐器随集成度和制造方便性而变化，需要配合额外的片外电路。例如，采用单端RF输入的调谐器就不需要采用昂贵的片外宽带不平衡变压器。在选择调谐器之前，OEM应该提出此类问题：需要RF输入滤波器吗？是否在IF放大器之后集成了下行转换器？是否配备片上RF和IF增益控制，并足以取消外部增益控制电路？采用这种调谐器之后，我的整个BOM的成本将是多少？

基本调谐器要求

对于目前的CATV调谐器来说，最基本的要求是具有良好的通道选择性、优良的信号完整性和简朴的设计。它们还要支持行业标准，如OpenCable 和DOCSIS，以满足即将开拓的市场的需求。此外，它们要经济有效地处理模拟和数字视频、数字数据以及在一些情况下的电缆电话。目前，随着越来越多的消费者在接收内容之后，对其进行编辑并存储在硬盘中供将来浏览，因而驱动着对多种调谐器DVR/PVR STB的需求。为了实现这些功能，STB必须结合多种模拟和数字调谐器以及分支器，该分支器能够在最大限度地保持信号完整性的前提下把信号分配出去。由于STB的设计包含多种功能，节省空间就是至关重要的；高集成度的单芯片调谐器比分立或多芯片前端方案更有吸引力。

对PVR/DVR STB需求的增长，不仅仅对调谐器设计提出了挑战，而且，要以尽可能小的噪声和失真为每一个调谐器提供信号。人们也希望不仅仅把RF输入分配到几个RF输出以馈入每一个调谐器，而且，要给这些路径增加独立的增益控制，这就减少或消除了在调谐器中调整输入所面临的困难。因此，重要的是具备优异噪声系数和线性度的STB前端RF分支器，以确保信号的恶化最小。今天，市场上有几种产品能带来所有这些好处，ANADIGICS公司提供的紧凑型单一封装有源分支器就是其中最为著名的一种，它不仅仅提供行业领先的噪声系数和线性度，而且具有独立于每一个调谐器路径的宽动态范围的增益控制。