PCB 블로그 - 단일 PCB 보드 설계를 위한 초저비용 혼합 튜너

오늘날 단일 레이어 PCB 보드 설계를 위한 초저비용 혼합 튜너 및 TV 및 비디오 동글 박스 응용 프로그램의 대부분의 튜너는 전통적인 단일 변환 MOPLL 개념을 사용합니다.이러한 튜너는 아날로그와 디지털 TV 신호를 처리하거나 둘 다 (이른바 혼합 튜너) 를 처리할 수 있습니다.이 튜너를 설계할 때 고려해야 할 주요 요소는 저비용, 저전력, 작은 크기 및 외부 어셈블리의 선택이다.이 단일 ULC 튜너는 RF 및 IF 회로를 통합하여 전력 소비량을 34% 줄이는 5V 또는 3.3V에서 작동합니다.이 설계는 DVB-T/PAL/SECAM, ISDB-T/NTSC 및 ATSC/NNTSC와 같은 혼합 신호를 처리하고 거의 모든 지역 표준을 지원할 수 있는 단일 레이어 PCB 보드를 사용하여 시스템 비용을 더욱 절감합니다.튜너는 실제로 IF 모듈을 포함하기 때문에 RF 튜너뿐만 아니라 반 NIM입니다.RF 입력 신호는 간단한 하이패스 필터에 IF와 민간 주파수 대역 (CB) 오목 필터의 조합으로 분리됩니다.이 설계는 PIN 다이오드를 사용하여 주파수 대역을 전환하는 것이 아니라 매우 간단한 3중 회로를 사용하여 주파수 대역을 전환합니다.안테나 임피던스는 고전감 결합 회로를 통해 튜닝 입력 회로로 전환됩니다.BG5120K 듀얼 MOSFET는 두 VHF 대역에서 사용할 수 있습니다.아래의 튜닝 대역 필터 회로에서 채널 선택 및 인접 채널과 비디오 주파수와 같은 원하지 않는 신호를 억제합니다.전면 추적 오목 필터 및 패스 필터가 있는 커패시터 이미지 주파수 보상 회로는 이미지 주파수를 억제하는 데 사용됩니다.

TUA6039-2는 믹서 3개, 발진기 3개, SAW 드라이브 1개, IF 증폭기 1개 등 필요한 모든 액티브 구성 요소를 포함하는 완전한 트리플 튜너 IC입니다.전체 PLL 기능에는 4개의 PNP 포트와 대역 전환용 NPN 포트, 내부 튜너 AGC인 광대역 AGC 검출기가 포함됩니다.루프 필터, 4개의 프로그래밍 가능한 전하 펌프 전류 회로, 밸런스 결정 발진기, 압력 제어 발진기를 결합한 이 반NIM은 모든 디지털 장치에 적용되는 위상 잡음 성능을 실현했다.TUA6039-2의 균형 잡힌 중주파 출력 신호는 후속 중주파 회로의 SAW 필터를 직접 구동할 수 있다.그런 다음 SAW가 출력하는 신호는 이득으로 제어되는 슬라이스의 증폭기에 의해 더 확대되며 증폭된 출력 신호는 후속 모뎀에 직접 사용할 수 있습니다.RF에서 IF로의 전환도 칩 내부에서 이루어진다.이 반NIM은 +5V 전원 전압에서 130mA 미만, 650mW 미만의 전력을 소비합니다.+3.3V 전원을 사용하는 경우 총 전력은 429mW에 불과합니다.이러한 전력 소비량 절감은 휴대용 또는 휴대용 장치에 큰 이점입니다.단일 레이어 PCB를 갖춘 ULC 튜너의 설계는 이미 고객들에게 널리 받아들여지고 있다.경쟁이 치열한 텔레비전 튜너 시장에서 어떠한 원가의 향상도 생산 원가를 더욱 낮출 수 있다.따라서 단일 레이어 PCB 보드와 이중 레이어 PCB 보드 간의 비용 차이는 튜너의 전체 BOM(BOM)에 매우 중요합니다.이 반NIM 설계는 두께가 1.6mm인 단면 FR4 PCB를 사용한다.

PAL/DVB-T, NTSC/ATSC, NTSC/ISDB-T 등 표준 TV 신호의 혼합 수신에서 T-DMB, DAB, DMB-TH, DVB-C, Open Cable 등 표준을 처리할 수 있는 단일 계층 PCB 보드에서 개발된 이 참조 설계는 좋은 성능을 보여준다.이 설계에서는 PLL 루프 필터와 후면 필터 구성을 사용할 필요가 있습니다.62.5kHz 참조 주파수 억제비는 서로 다른 루프 필터와 그 후 필터의 구성에 따라 달라집니다.루프 필터는 혼합 모드에서 166.67kHz 및 62.5kHz의 참조 주파수를 덮어쓰도록 수정할 수 있지만 위상 노이즈, 참조 주파수 억제 및 PLL 잠금 시간 사이에는 항상 절충이 있습니다.따라서 설계자는 해당 루프 필터 및 후면 필터 구성을 적용하기 전에 참조 주파수 (62.5kHz 또는 166.67kHz 또는 둘 다) 를 선택하는 것이 좋습니다.측정 결과에 따르면 단일 레이어 PCB 보드 튜너는 혼합 수신 모드에서 60dB 또는 그 이상의 참조 주파수 억제 성능을 달성할 수 있도록 설계되어 아날로그 수신기의 엄격한 요구 사항을 충족하기에 충분합니다.

참조 설계를 개발하는 과제 중 하나는 칩의 VQFN 패키지를 PCB에 배치하는 방법입니다.단층 PCB에서 연결과 접지로 접지 유연성을 낮췄다.접지는 무선 주파수 설계에서 매우 중요하며 이는 튜너 설계자에게 도전입니다.접지의 영향을 받는 몇 가지 중요한 전기 매개변수에는 결정에서 파생된 잡다한 신호 억제, PLL 참조 주파수 및 ULC 튜너에도 통합된 DC/DC 변환기가 포함됩니다.이 예는 약 52dB의 DC-DC 주파수 분산 억제와 60dB의 VCO 참조 주파수 분산 억제를 구현하도록 설계되었습니다.VQFN 패키지와 단일 레이어 PCB 보드의 또 다른 문제는 IC의 발열입니다.열 성능을 높이기 위해 참고 설계에 IC의 뒷면을 노출한다.이렇게 하면 튜너를 통한 프레임과 같은 열 성능을 향상시킬 수 있습니다.또한 이 칩은 3.3V에서 작동할 수 있어 전력 소비량을 더 줄일 뿐만 아니라 열 발생도 줄일 수 있다.일상적인 멀티미디어 응용 프로그램에서 RF 튜너 전자 제품에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이는 제조업체가 튜너의 외형 요소, 전력 소비량 및 비용을 절감하는 수요를 촉진합니다.이 문서에서 설명하는 ULC 튜너 설계는 비용, 성능 및 전력 소비량 간의 균형을 찾으려고 합니다.TUA6039-2를 튜너의 구성 요소로 사용하여 에너지 효율적인 3.3V 전원 전압에서 고성능 혼합 튜너를 구현할 수 있습니다.단일 레이어 PCB 보드를 사용하면 비용을 더 절감할 수 있습니다.전반적으로 여기에 소개된 ULC 튜너 참조 설계는 제품 설계 위험을 현저하게 낮추고 PCB 보드의 성능과 품질을 희생하지 않고 출시 시간을 단축했다.