Dati PCB - Sintonizzatore ibrido ultra-basso costo per la progettazione di schede PCB singole

Oggi, Sintonizzatore ibrido ultra-low-cost per singolo strato Scheda PCB Il design e la maggior parte dei sintonizzatori nelle applicazioni TV e video converter box utilizzano il tradizionale concetto MOPLL a conversione singola. Tali sintonizzatori possono elaborare segnali TV analogici e digitali, or both (so-called hybrid tuners). I fattori chiave da considerare quando si progetta un tale sintonizzatore includono il basso costo, basso consumo energetico, piccole dimensioni, e scelta dei componenti esterni. Questo sintonizzatore ULC monochip integra circuiti RF e IF e può funzionare a 5V o 3.3V con consumo energetico inferiore del 34%. Il disegno utilizza un unico strato Scheda PCB, che riduce ulteriormente il costo del sistema, e può gestire segnali misti come DVB-T/PAL/SECAM, ISDB-T/NTSC e ATSC/NTSC, e può sostenere quasi tutte le norme regionali. Il sintonizzatore non è solo un sintonizzatore RF, ma anche un mezzo NIM perché include un modulo IF. The RF input signal is separated by a simple high-pass filter plus a combination of IF and civil band (CB) notch filters. Invece di utilizzare diodi PIN per la commutazione della banda di frequenza, Questo design utilizza un circuito triplex molto semplice per la commutazione della banda di frequenza. L'impedenza dell'antenna viene trasformata nel circuito di ingresso sintonizzato attraverso un circuito di accoppiamento ad alta induttanza. Il doppio MOSFET BG5120K può essere utilizzato per entrambe le bande VHF. Nel seguente circuito di filtro passa banda sintonizzato, Vengono eseguite la selezione dei canali e la soppressione di segnali indesiderati come canali adiacenti e frequenze video. Il filtro della tacca di tracciamento pre-stadio e il circuito capacitivo di compensazione della frequenza dell'immagine del filtro passa banda sono utilizzati specialmente per sopprimere la frequenza dell'immagine.

Il TUA6039-2 è un IC sintonizzatore tri-banda completo che include tutti i componenti attivi necessari come 3 mixer, 3 oscillatori, 1 driver SAW e 1 amplificatore IF. La funzione PLL completa include 4 porte PNP e una porta NPN per la commutazione di banda e un rilevatore AGC a banda larga come sintonizzatore interno AGC. Combinato con filtri loop, 4 circuiti di corrente programmabili della pompa di carica, oscillatori bilanciati a cristallo e oscillatori controllati a tensione, questo mezzo NIM raggiunge prestazioni di rumore di fase adatte a tutti i dispositivi digitali. Il segnale di uscita IF bilanciato del TUA6039-2 può azionare direttamente il filtro SAW nel successivo circuito IF. Quindi, l'uscita del segnale dal SAW è ulteriormente amplificata da un amplificatore on-chip controllato dal guadagno e il segnale di uscita amplificato può essere utilizzato direttamente nel successivo demodulatore. La conversione di RF in IF viene effettuata anche all'interno del chip. Il consumo energetico di questo mezzo NIM è inferiore a 130mA a +5V tensione di alimentazione e il consumo energetico è inferiore a 650mW. Se viene utilizzato l'alimentatore +3.3V, la potenza totale è di soli 429mW. Questo significativo risparmio nel consumo energetico è un grande vantaggio per i dispositivi portatili o portatili. La progettazione dei sintonizzatori ULC con un PCB monostrato è stata ampiamente accettata dai clienti. Nel mercato competitivo dei sintonizzatori televisivi, qualsiasi miglioramento dei costi potrebbe ridurre ulteriormente i costi di produzione. Pertanto, qualsiasi differenza di costo tra una scheda PCB a singolo strato e una scheda PCB a doppio strato è molto importante per il BOM complessivo (bill of materials) del sintonizzatore. Questo design semi NIM utilizza un PCB FR4 monofacciale con uno spessore di 1,6 mm.

Nella ricezione mista di segnali TV standard come PAL/DVB-T, NTSC/ATSC, NTSC/ISDB-T, ecc., questo progetto di riferimento sviluppato su un unico strato Scheda PCB mostra buone prestazioni, può gestire T-DMB, DAB , DMB-TH, DVB-C e cavo aperto e altri standard. In questo disegno, è necessario utilizzare il filtro loop PLL e la configurazione del filtro post. I 62.Il rapporto di rifiuto della frequenza di riferimento di 5kHz dipende dalla configurazione dei diversi filtri loop e dei loro filtri post. Anche se il filtro loop può essere modificato per coprire le due frequenze di riferimento di 166.67kHz e 62.5 kHz in modalità mista, c'è sempre un compromesso tra le prestazioni del rumore di fase, rigetto della frequenza di riferimento e tempo di blocco PLL. Pertanto,Si raccomanda vivamente al progettista di selezionare la frequenza di riferimento (62,5 kHz o 166,67 kHz o entrambi) prima di applicare la configurazione corrispondente del filtro loop e del filtro post. I risultati della misurazione mostrano che il singolo strato Scheda PCB La progettazione del sintonizzatore può raggiungere 60dB o prestazioni di rifiuto di frequenza di riferimento ancora più elevate in modalità di ricezione mista, che è sufficiente per soddisfare i severi requisiti dei ricevitori analogici.

Una delle sfide nello sviluppo del design di riferimento è come posizionare il pacchetto VQFN del chip sul PCB. Collegamento e messa a terra su un PCB monostrato riduce la flessibilità di messa a terra. La messa a terra è molto importante nella progettazione RF, che è una sfida per i progettisti di sintonizzatori. Diversi parametri elettrici chiave influenzati dal suolo includono: rifiuto di segnali falsi provenienti dal cristallo, la frequenza di riferimento PLL, e la DC/Convertitore DC integrato anche nel sintonizzatore ULC. Questo modello di esempio raggiunge circa 52dB di rifiuto spurio di frequenza DC-DC e 60dB di rifiuto spurio di frequenza di riferimento VCO. Un altro problema portato dal pacchetto VQFN e dal singolo strato Scheda PCB è la dissipazione del calore dell'IC. Migliorare le prestazioni termiche, il retro del circuito integrato è esposto nella progettazione di riferimento. Ciò può migliorare le prestazioni termiche, come attraverso il frame del sintonizzatore. Inoltre, il chip può funzionare anche a 3.3V, che non solo riduce ulteriormente il consumo energetico, ma riduce anche la produzione di calore. La crescente domanda di elettronica sintonizzatrice RF nelle applicazioni multimediali quotidiane sta guidando le richieste dei produttori di ridurre il fattore di forma del sintonizzatore, consumo energetico, e costo. Il design del sintonizzatore ULC presentato in questo articolo è un tentativo di trovare un equilibrio tra i costi, prestazioni, e consumo energetico. L'utilizzo del TUA6039-2 come componente del sintonizzatore consente un sintonizzatore ibrido ad alte prestazioni ad un'efficienza energetica 3.Tensione di alimentazione 3V. Uso di un singolo strato Scheda PCB può ridurre ulteriormente i costi. Complessivamente, Il design di riferimento del sintonizzatore ULC qui presentato riduce significativamente il rischio di progettazione del prodotto e riduce il time-to-market senza sacrificare prestazioni e qualità Scheda PCB.