電視RF調諧器IC應用及創(chuàng)新產品設計

數字電視和機頂盒這類多媒體產品對調諧器的需求在不斷增長，背后的驅動力來自消費者對這些設備提供更多功能和更高性能的期望。調諧器的發(fā)展目標是減小體積并降低功耗?，F在業(yè)界研發(fā)出了一系列的新型調諧器IC，通過將電源電壓從5.0V降低到3.0V來降低功耗，而且又不降低RF“ target=”_blank“》RF性能，甚至還改善了RF性能。這種新一代的RF調諧器IC采用BiCMOS工藝，瞄準高端應用；而采用Bipolar工藝的傳統(tǒng)RF調諧器IC則用于低成本的應用。

　　近年來，電視領域經歷了一些巨大的變化。最明顯的就是從模擬到數字電視的變化。傳統(tǒng)的陰極射線管（CRT）電視正在被新型的LCD和等離子顯示面板所取代。不過市場表明消費者并不愿意為新的高性能技術付出過多的費用。因此，該領域的半導體供應商不得不研發(fā)性能更好的新產品，同時還要降低生產成本并保持“環(huán)境友好”。

　　電視機中電子設計的主要目標是降低功耗和成本，同時增加功能和改善性能。最終，低功率的結果是節(jié)省了用來發(fā)電所需的化學燃料，從而減少了二氧化碳的排放，進而延緩了全球變暖的進程，而全球變暖目前正是全球普遍討論的重要話題。除了有利于減輕這些生態(tài)問題，消費者對降低能耗的直接感受是節(jié)約開支。目前消費者也日益意識到電子產品對環(huán)境的影響以及隱性成本問題。許多國家建立了專門的機構以確保生產廠商能夠滿足功率節(jié)省的要求。

　　一個此類的機構是能源之星（Energy Star）協(xié)會，它是1992年由美國環(huán)境保護局（EPA）規(guī)劃發(fā)展的第一個機構，旨在驗證和促進能夠節(jié)省能源的產品。具有能源之星標志的產品具有較低的工作成本并支持環(huán)保。當產品獲得10%到20%的能量節(jié)省時就能達到一定的級別。目前，能源之星協(xié)會正在推廣宣傳，如“如果有一半的美國家庭使用具有能源之星的電視機來替代原有的常規(guī)電視機，其結果相當于關閉一座發(fā)電廠”；或者“具有能源之星標志的電視機比常規(guī)電視機節(jié)省30%的能源”，“選擇具有能源之星標志的產品，將在不影響產品質量和用戶期望的性能條件下，幫助防止全球變暖和促進空氣清新”，最后還有“如果今年銷售的每臺電視機都具有能源之星標志，將減少90億磅的空氣污染”。

　　盡管RF調諧器IC的功耗與整套電視機的能耗相比還相當小，但是即便是極小的功率節(jié)省也是極有意義的，因為每年有1億套以上的電視機和機頂盒（STB）的市場需求。例如，如果每套節(jié)省僅200mW的能耗，就相當于關閉一座10兆瓦的發(fā)電廠。

　　在過去幾十年中，電視機調諧器的電源電壓經歷了從12V降到9V，又降到了7.5V。如今，大量的RF調諧器用在模擬電視機中，數字電視和機頂盒的電源電壓為5V。最近，英飛凌公司新推出了3種RF調諧器IC，即TUA6041、TUA6045和TUA6039，能夠采用5到3.3V的電源電壓正常工作。采用3.3V的電源時，經過能源之星協(xié)會的確認，這些新型的RF調諧器IC可節(jié)省170mW的功耗，同時性能沒有任何降低。換句話說，不論這些產品是工作在3.3V還是5V，都呈現相同的線性性能。在這些芯片內部，具有電壓調節(jié)器，將電壓恒定保持在3.3V以下，這與傳統(tǒng)5V電源的調諧器相比，功耗降低了30%以上。如果在未來三年中，全世界所有（用于電視機和機頂盒）的調諧器模塊都采用英飛凌公司的TUA6039，就相當于關閉兩座10兆瓦的發(fā)電廠，并且如果依據這一期間的電費計算，將為用戶節(jié)省大約600萬美元的費用。

　　圖1：新的OmniTune產品TUA6039/TUA6041/TUA6045在單芯片上集成了完整的射頻和中頻功能，從而使數字電視調諧器IC產品在不降低性能的基礎上向更小和更低成本有效演進。

這些新型RF調諧器采用了兩項新技術。TUA6039采用了真正的雙極工藝，特別適合于低成本的固定式應用。TUA6041和TUA6045瞄準的是便攜式應用和汽車電視，因此采用了具有更好性能和更低功耗的BiCMOS工藝。這三種調諧器都是高集成度的電視前端設備，包括一個混頻器-振蕩器-鎖相環(huán)（MOPLL）和一個AGC放大器，如圖2所示。

　　圖2：TUA6041方框圖和MOPLL+IF AGC應用。

　　這三種最新IC都是三波段調諧器，包括了所