提高調(diào)諧器性能的有線電視機(jī)頂盒最新技術(shù)方案

標(biāo)簽：CATV DVR

對(duì)目前的有線電視服務(wù)產(chǎn)品來說，要傳輸多媒體內(nèi)容，就要求STB配備一個(gè)以上的調(diào)諧器。隨著有線電視(CATV)運(yùn)營(yíng)商將業(yè)務(wù)擴(kuò)張到視頻點(diǎn)播(VOD)、按流量付費(fèi)以及提供數(shù)字內(nèi)容等領(lǐng)域，CATV機(jī)頂盒(STB)正在經(jīng)歷戲劇性的發(fā)展。除了提供模擬視頻圖像接收功能之外，常見的STB現(xiàn)在都支持多種功能，包括個(gè)人視頻錄像(PVR)/數(shù)字視頻錄像(DVR)、畫中畫、寬帶VOD、電話、數(shù)字視頻和高分辨率(HDTV)內(nèi)容。

目前有線電視業(yè)務(wù)所提供的多媒體類型要求STB配備一種以上的調(diào)諧器。根據(jù)InStat的研究，2005年38%的STB都提供PVR/DVR功能，這意味著目前交付使用的許多STB具有多個(gè)調(diào)諧器，典型的情況是包含1或2個(gè)模擬視頻調(diào)諧器和如圖1方塊圖中所示的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)調(diào)諧器?；旧希{(diào)諧器制造商都從這種日益增長(zhǎng)的需求中獲益，但是，過時(shí)的技術(shù)卻承受不了所擔(dān)負(fù)的工作。實(shí)際上，新的市場(chǎng)正迫使人們改進(jìn)調(diào)諧器的性能規(guī)范，要求設(shè)計(jì)工程師重新設(shè)計(jì)電路板，以利用新的方法和先進(jìn)的工藝技術(shù)開發(fā)高度集成的調(diào)諧器。最后，OEM和子系統(tǒng)制造商不應(yīng)該對(duì)所有調(diào)諧器都同等對(duì)待，而應(yīng)該仔細(xì)選擇適合應(yīng)用需要的調(diào)諧器和相關(guān)的參考設(shè)計(jì)。

將更多內(nèi)容封裝到有線電視頻譜之中

跟以往任何時(shí)候相比，有線電視提供商在追逐成為三重業(yè)務(wù)(語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和視頻)市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的過程中，向頻譜中包裝的服務(wù)越來越多(圖2)。傳統(tǒng)的調(diào)諧器工作在50到860MHz的頻段，但是，人們正計(jì)劃把一些CATV系統(tǒng)擴(kuò)展到1GHz。因此，調(diào)諧器現(xiàn)在需要具有空前的性能，特別是在線性度、動(dòng)態(tài)范圍和噪聲等方面。但是，并非僅此而已，因?yàn)镺EM增加了STB的功能，他們需要更簡(jiǎn)單、更小的設(shè)計(jì)以提高制造的效率并提供高可靠性的產(chǎn)品。這個(gè)責(zé)任就落在了調(diào)諧器制造商的肩上，他們要提供最佳的技術(shù)、設(shè)計(jì)和集成度以滿足OEM的需求。

圖1：包含用于接收模擬和數(shù)字內(nèi)容的多個(gè)調(diào)諧器的STB

圖2：電視頻譜要求調(diào)諧器具備通道選擇性和線性度以產(chǎn)生鮮艷清晰的視頻圖像

集成：從芯片組到單一封裝

就在幾年以前，最佳的調(diào)諧器產(chǎn)品都是采用雙轉(zhuǎn)換調(diào)諧器芯片組，這些上行轉(zhuǎn)換器和下行轉(zhuǎn)換器的芯片組合提供了低成本、低失真和一體化的合成器。每一顆芯片的面積為6mm×10mm，在業(yè)內(nèi)這種封裝已經(jīng)沿用多年，付運(yùn)量達(dá)到了幾億只。最近調(diào)諧器制造商對(duì)這些設(shè)計(jì)作出了很大改進(jìn)，單一封裝的占位空間比老式芯片組中任意一種芯片的占位空間都要小。典型的單封裝調(diào)諧器面積為8mm×8mm，但是，有些要小到6mm×6mm。如圖3的例子所示，這些器件在單一封裝中組合了上/下行轉(zhuǎn)換和頻率合成器，并結(jié)合了過去采用的片外功能，如調(diào)諧變?nèi)萜骱驮鲆婵刂啤?/p>

在選擇調(diào)諧器的過程中，關(guān)鍵差異是調(diào)諧功能的集成度和設(shè)計(jì)復(fù)雜性。OEM需要掌握整個(gè)物料清單(BOM)，因?yàn)檎{(diào)諧器隨集成度和制造方便性而變化，需要配合額外的片外電路。例如，采用單端RF輸入的調(diào)諧器就不需要采用昂貴的片外寬帶不平衡變壓器。在選擇調(diào)諧器之前，OEM應(yīng)該提出此類問題：需要RF輸入濾波器嗎?是否在IF放大器之后集成了下行轉(zhuǎn)換器?是否配備片上RF和IF增益控制，并足以取消外部增益控制電路?采用這種調(diào)諧器之后，我的整個(gè)BOM的成本將是多少?

基本調(diào)諧器要求

對(duì)于目前的CATV調(diào)諧器來說，最基本的要求是具有良好的通道選擇性、優(yōu)良的信號(hào)完整性和簡(jiǎn)樸的設(shè)計(jì)。它們還要支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如OpenCable 和DOCSIS，以滿足即將開拓的市場(chǎng)的需求。此外，它們要經(jīng)濟(jì)有效地處理模擬和數(shù)字視頻、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以及在一些情況下的電纜電話。目前，隨著越來越多的消費(fèi)者在接收內(nèi)容之后，對(duì)其進(jìn)行編輯并存儲(chǔ)在硬盤中供將來瀏覽，因而驅(qū)動(dòng)著對(duì)多種調(diào)諧器DVR/PVR STB的需求。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，STB必須結(jié)合多種模擬和數(shù)字調(diào)諧器以及分支器，該分支器能夠在最大限度地保持信號(hào)完整性的前提下把信號(hào)分配出去。由于STB的設(shè)計(jì)包含多種功能，節(jié)省空間就是至關(guān)重要的;高集成度的單芯片調(diào)諧器比分立或多芯片前端方案更有吸引力。

對(duì)PVR/DVR STB需求的增長(zhǎng)，不僅僅對(duì)調(diào)諧器設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn)，而且，要以盡可能小的噪聲和失真為每一個(gè)調(diào)諧器提供信號(hào)。人們也希望不僅僅把RF輸入分配到幾個(gè)RF輸出以饋入每一個(gè)調(diào)諧器，而且，要給這些路徑增加獨(dú)立的增益控制，這就減少或消除了在調(diào)諧器中調(diào)整輸入所面臨的困難。因此，重要的是具備優(yōu)異噪聲系數(shù)和線性度的STB前端RF分支器，以確保信號(hào)的惡化最小。今天，市場(chǎng)上有幾種產(chǎn)品能帶來所有這些好處，ANADIGICS公司提供的緊湊型單一封裝有源分支器就是其中最為著名的一種，它不僅僅提供行業(yè)領(lǐng)先的噪聲系數(shù)和線性度，而且具有獨(dú)立于每一個(gè)調(diào)諧器路徑的寬動(dòng)態(tài)范圍的增益控制。