El sintonitzador és un dispositiu electrònic la funció principal de la qual és rebre selectivament un senyal d’una freqüència específica d’un senyal de RF complex i convertir -lo en una freqüència intermèdia (IF) o un senyal digital que es pot processar per circuits posteriors. La seva essència és el component clau per a la selecció de freqüències i el preprocessament del senyal.
Funcionar:
1. Selecció de freqüència:
Les freqüències objectiu estan bloquejades amb filtres ajustables o bucles bloquejats en fase (PLL), com ara sintonitzadors de televisió que cobreixen la banda completa de 54-860MHz.
Suport a la commutació de diverses bandes, com ara el processament del sintonitzador de cotxes AM/FM/DAB alhora.
2. preprocessament de la senyal:
Amplificació de soroll baix (LNA): amplifica els senyals de RF febles (per exemple, per sota de -90DBM) amb una xifra de soroll inferior a 2dB.
Barreja i DownConversion: conversar senyals d’alta freqüència (per exemple, senyals de satèl·lit de 10 GHz) en freqüències intermèdies (per exemple, 950-2150MHz) per a un fàcil processament posterior.
Control automàtic de guanys (AGC): ajusta dinàmicament el guany per assegurar els senyals de sortida estables i el disseny AGC de doble bucle millora fortes capacitats anti-interferències del senyal.
3. Anant-Interferència i Filtratge:
Els filtres de banda integrats suprimeixen la interferència contigua, com ara el rebuig fora de la banda de 60DBC per a sintonitzadors de l'estació base 5G.
El sintonitzador digital permet una conformació espectral precisa amb filtres FIR/IIR.
Elements constituents
1. Circuit d'introducció: responsable de rebre senyals de RF d'antenes o altres fonts i transmetre -les al circuit de processament posterior del sintonitzador. El circuit d’entrada normalment inclou una xarxa de coincidència d’impedàncies per assegurar la coincidència d’impedàncies entre la font del senyal i el sintonitzador per reduir la reflexió del senyal i la pèrdua de potència.
2. Filtre TUNABLE: és un dels components bàsics del sintonitzador, que selecciona un senyal de freqüència específic del senyal RF d’entrada. Els filtres ajustables es poden utilitzar per seleccionar senyals a diferents freqüències canviant els seus propis paràmetres (com la capacitança, la inductància, etc.), i els filtres sintonitzats habituals inclouen filtres LC, filtres ceràmics, filtres d'ona de superfície acústica (serra) i filtres d'ona acústica a granel (BAW).
3. Oscil·lador local (oscil·lador local): produeix un senyal local estable en freqüència que es barreja amb el senyal RF d’entrada, convertint el senyal RF en un senyal IF. Aquest oscil·lador normalment consisteix en oscil·ladors de cristall, circuits de bucle bloquejat en fase (PLL), etc., per assegurar una alta estabilitat i precisió de la freqüència generada.
4.Mixer: barregeu el senyal RF d’entrada amb el senyal local generat per l’oscil·lador local i genereu un senyal de freqüència intermedi segons el principi de síntesi de freqüència. Els mescladors solen estar compostos per components no lineals com els díodes i els transistors, i el seu rendiment té un impacte important en el rendiment global del sintonitzador.
5.F Amplificador: amplifiqueu la sortida del senyal IF per la mescladora per augmentar l'amplitud del senyal i facilitar el processament posterior del senyal. Si els amplificadors normalment tenen un major guany i un millor rendiment de soroll per assegurar -se que els senyals es poden amplificar amb una amplitud suficient.
Circuit automàtic de control de guanys (AGC): ajusta automàticament el guany del sintonitzador en funció de la força del senyal d’entrada, mantenint l’amplitud del senyal de sortida dins d’un rang relativament estable. Els circuits AGC eviten una forta sobrecàrrega de senyal alhora que garanteix una amplificació suficient de senyals febles.
6. Circuit de sortida: Sortida El senyal de freqüència intermedi processat o el senyal digital al circuit de processament de senyal posterior, com el demodulador, el processador de senyal digital, etc. El circuit de sortida sol incloure un amplificador tampó, una xarxa de coincidència d’impedàncies, etc., per assegurar la qualitat i l’estabilitat del senyal de sortida.
Paràmetres comuns
1. Range de freqüència: es refereix al rang de freqüències de senyals que el sintonitzador pot rebre i processar, per exemple, els sintonitzadors de TV poden cobrir la banda de freqüència de 54-860MHz, mentre que els sintonitzadors de satèl·lits poden funcionar en bandes de freqüència més alta, com la banda KU (10,7-12,75GHz), etc.
2.Sensibilitat: indica la força del senyal mínima que el sintonitzador pot detectar, normalment mesurat en decibel miliwatts (dBm). Com més gran sigui la sensibilitat, més dèbil és el sintonitzador de rebre un senyal més feble, per exemple, alguns sintonitzadors de ràdio de gran qualitat tenen una sensibilitat de fins a 100dbm o menys.
3. Nense: és una mesura del nivell de soroll dins del sintonitzador, que representa la relació de la relació senyal-soroll del senyal d’entrada amb la relació senyal-soroll del senyal de sortida, normalment expressada en decibels (dB). Com més baix sigui la figura de soroll, menys soroll afegeix el sintonitzador al senyal, millor serà el rendiment i la xifra de soroll d’un bon sintonitzador generalment inferior a 2DB.
4.Gain: fa referència a la ampliació del senyal d’entrada per part del sintonitzador, normalment també en decibels (db). La magnitud del guany determina la quantitat que el sintonitzador pot amplificar un senyal feble, per exemple, un sintonitzador amb guany de 30dB pot amplificar la potència del senyal d’entrada per un factor de 1000.
5. Selectivitat: mesura la capacitat del sintonitzador per triar un senyal de freqüència objectiu d’un ampli ventall de senyals de freqüència, sovint expressats en decibels (db). Com millor sigui la selectivitat, més forta és la capacitat del sintonitzador de suprimir els senyals de freqüència adjacents, permetent rebre senyals objectiu amb més precisió i reduir la interferència.
6. Estabilitat de la freqüència de l'oscil·lador local: l'oscil·lador local és la part de l'afinament que genera un senyal de freqüència fixa i l'estabilitat de la freqüència de l'oscil·lador local afecta directament el rendiment del sintonitzador. L’oscil·lador local altament estable garanteix que el sintonitzador pot convertir amb precisió el senyal d’entrada en IF en diferents condicions ambientals.
Com funciona:
1. El mecanisme bàsic del sintonitzador analògic
Circuit de ressonància de LC: canviar la freqüència ressonant mitjançant la capacitança o la inductància variables, com ara el canvi de banda VHF/UHF per a sintonitzadors de TV.
Mescla i oscil·lador local:
L’oscil·lador local (LO) genera un senyal de freqüència fixa (per exemple, 38MHz) i es barreja amb el senyal RF d’entrada per produir una freqüència intermèdia.
Varactor regula la capacitança de la unió a través de la tensió per aconseguir una sintonia de freqüència contínua.
2. Camí tècnic del sintonitzador digital
Conversió analògica a digital (ADC):
La velocitat de mostreig és necessària per complir el teorema de Nyquist (2x la freqüència màxima de la major o igual al senyal) i la resolució de 12 bits permet una tensió de resolució mínima de 0,8 mV.
Exemple: un sintonitzador de l'estació base 5G utilitza un ADC de 14 bits per manejar senyals de 28 GHz MMWave.
Processament de senyal digital (DSP):
Els algoritmes FFT permeten l’anàlisi d’espectres i el filtratge adaptatiu optimitza la qualitat del senyal.
Les tecnologies de ràdio (SDR) definides per programari permeten la reconfiguració dinàmica, com el sintonitzador SI479X7 de Silicon Labs, que admet nous estàndards de difusió amb actualitzacions de firmware.
3. Procés de processament típic
Entrades de RF → Filtratge de pas de banda → Amplificació de LNA → Barreja a If → Si filtratge → Mostreig ADC → Demodulació DSP → Sortides digitals.
