提高调谐器性能的有线电视机顶盒最新技术方案

性能的尺度：线性度和失真

调谐器的线性度影响信号完整性和图像质量。目前，大多CATV调谐器都采用双转换调谐器，因为它们具有抑制干扰通道和减少互调失真的固有能力，对在拥挤的有线电视频谱中实现高品质图像是至关重要的；它们还比较小，比较便于制造，相比之下，传统的单转换调谐器要采用需要在制造过程中手工调节的跟踪滤波器。

数字数据调谐对线性度的要求不如模拟调谐器严格，因此，数据调谐器能采用单变换架构并实现可接受的性能。对数字视频调谐的要求就跟对模拟视频调谐的要求一样苛刻，所以，双变换调谐器仍然是实现高线性度和低失真的架构选择。线性度的主要度量指标是截取点，输出截取点(OIP)是失真信号成分的输出功率电平等于有用信号功率电平的频点，输入截取点(IIP)等于输出截取点减去器件的增益(图3)。

图3：集成调谐器把完整的功能封装到单一模块之中

失真成分直接受到输入功率的影响。例如，当输入功率增加1dB的时候，二阶失真(IMD2)成分就增加2dB，三阶失真成分(IMD3)就增加3dB。IMD2成分是两个音调的相互作用引起的(或者是单音的倍频，即二次谐波)。在有线电视应用中，二阶失真通常按照复合二阶(CSO)失真性能来分析，CSO是通过累加给定被测通道的多个二阶失真而得到的。良好的调谐器将提供优于-60 dBc的典型CSO值。

IMD3成分是三个音调(三拍)之间或一个音调的二次谐波与另一个音调之间的相互作用引起的。复合三拍(CTB)性能是通过累加给定被测通道的多个IMD3成分获得的。典型情况下，模拟视频调谐器的CTB要优于-63 dBc。

为了获得所需要的线性度，一些调谐器需要外部滤波器元件来保持低的CSO和CTB。外部元件除了增加BOM之外，还会使噪声系数恶化。对于新兴的标准来说，如利用现有电缆布线在整个房屋中分布PVR/DVR和三重业务的MoCA标准(基于同轴电缆的多媒体联盟标准)，噪声将成为一个较大的影响因素。在1GHz以上频段，MoCA在现有有线电视系统的正反路径上增加了第三条路径。双工器将由三工器所取代，输入信号在此将被损耗1dB。在这样的条件下，在调谐器中维持低的噪声系数甚至就变得越来越重要。

图4：受到谐波失真成分影响的线性度

噪声

在模拟电视系统中，人们能够容忍适度的干扰，例如，许多人就见过模拟电视中边沿模糊的鬼影。在数字电视系统中，由于解调器不能解调出淹没在噪声中的信号，所以，当接收信号受到一定程度干扰的时候，就会导致屏幕一片空白。对于这样的应用，要求调谐器具备最小化噪声的能力就极为重要。值得注意的两种噪声源分别是相位噪声和噪声系数。

相位噪声是用于对振荡器性能进行分类的参数。时域中的随机波动(抖动)表现为频域中的相位噪声。在数字系统中，相位噪声的性能很重要，因为它能限制每一个信号的相位分辨率(或可辩识的位数)。集成调谐器的设计工程师通常采用更好的片上振荡器和锁相环合成器设计来解决这个问题。

噪声系数影响调谐器检测和接收弱信号的能力，调谐器的总噪声系数受到个电路模块的性能及这些模块在信号路径上的组成方式这两个方面的影响。调谐器制造商通过在他们的每一个调谐器产品中改善这一参数，持续寻求把叠加在信号链上的噪声降低到最小的方法。

动态范围

动态范围是度量调谐器处理强弱两种信号的能力的参数。要获得良好的动态范围，调谐器就需要在宽的输入功率范围内，同时提供合适的线性度和噪声性能的组合。通过利用位于调谐器前端的RF放大器和位于频率变换之后的IF放大器，可以调节调谐器的信号增益。对这两个增益级进行独立调节的方式，决定整个系统的噪声系数和线性度。

幸运的是，尽管每家每户之间的有线电视信号功率绝对值千差万别，但是，有线电视系统在整个系统带宽内通常提供相对一致的功率级。因此，为STB选择的调谐器必须具备宽动态范围以适应不同的业务条件。良好的模拟和数字调谐器提供80dB或更大的增益控制范围，以支持这些业务条件对动态范围的要求。

在探索出众性能的过程中，一些调谐器制造商已经开发和应用了专用的工艺。例如，在ANADIGICS公司开发的InGaP-Plus工艺技术中，在同一InGaP GaAs裸片上集成了异质结双极型(HBT)和场效应三极管(FET)结构，以利用这两种工艺技术的优势。这种独创的BiFET工艺表现出高功率密度、高效率、低噪声和优越的线性度，并可以通过单电源供电。在调谐器封装中集成了用于控制的CMOS电路和其它利用硅工艺的功能，InGaP-Plus技术为满足目前调谐器设计的需求提供了最佳的性能。

尽管STB OEM面临下一代多媒体机顶盒设计及扩展频谱所带来的挑战，通过上述介绍的新技术，他们能满怀信心、多快好省地完成任务。他们只要仔细地选择调谐器合作伙伴，控制整个产品的成本，就能够提供满足其客户需要的先进性能的产品。

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