チューナーは、複雑なRF信号から特定の周波数の信号を選択的に受信し、後続の回路で処理できる中間周波数(if)またはデジタル信号に変換するコア関数がそのコア機能をそのコア機能とする電子デバイスです。そのエッセンスは、周波数選択と信号前処理の重要なコンポーネントです。
関数:
1.周波数選択:
ターゲット周波数は、54-860MHzフルバンドをカバーするTVチューナーなど、調整可能なフィルターまたはフェーズロックループ(PLL)でロックされています。
カーチューナー処理AM/FM/DABブロードキャストなどのマルチバンドスイッチングを同時にサポートします。
2.シグナル前処理:
低ノイズ増幅(LNA):2dB未満のノイズ数値で弱いRFシグナル(例えば-90dBm未満)を増幅します。
混合とダウンコンバージョン:高周波信号(たとえば、10GHz衛星信号)を中間周波数(例えば、950-2150MHz)に変換して、その後の処理を容易にします。
自動ゲインコントロール(AGC):安定した出力信号を確保するためにゲインを動的に調整し、デュアルループAGC設計により強力なシグナルアンチ干渉機能が向上します。
3.アンチの干渉とフィルタリング:
ビルトインバンドパスフィルターは、5Gベースステーションチューナー用の60dBCの帯域外拒絶など、隣接する干渉を抑制します。
デジタルチューナーは、FIR/IIRフィルターで正確なスペクトルシェーピングを可能にします。
構成要素
1.インプット回路:アンテナまたはその他のソースからRF信号を受信し、チューナーの後続の処理回路に送信する責任があります。入力回路には通常、インピーダンスマッチングネットワークが含まれており、信号ソースとチューナーの間のインピーダンスマッチングを確保して、信号反射と電力損失を減らします。
2. Tunable Filter:Tunerのコアコンポーネントの1つであり、入力RF信号から特定の周波数信号を選択します。調整可能なフィルターを使用して、独自のパラメーター(静電容量、インダクタンスなど)を変更することにより、異なる周波数で信号を選択でき、一般的な調整可能なフィルターには、LCフィルター、セラミックフィルター、音響表面波フィルター(SAW)、およびバルク音響波フィルター(BAW)が含まれます。
3.ローカルオシレーター(ローカル発振器):入力RF信号と混合する周波数安定局所信号を生成し、RF信号をIF信号に変換します。この発振器は通常、結晶発振器、位相ロックループ(PLL)回路などで構成され、生成された周波数の高い安定性と精度を確保します。
4.ミクサー:入力RF信号を局所発振器によって生成された局所信号と混合し、周波数合成の原理に従って中間周波数信号を生成します。ミキサーは通常、ダイオードやトランジスタなどの非線形コンポーネントで構成されており、そのパフォーマンスはチューナーの全体的なパフォーマンスに重要な影響を及ぼします。
5.アンプの場合:ミキサーによるIF信号出力を増幅して、信号の振幅を増加させ、その後の信号処理を促進します。アンプが通常、より高いゲインとより良いノイズ性能を持っている場合、信号が十分な振幅に増幅される可能性がある場合、弱い場合を保証します。
自動ゲイン制御(AGC)回路:入力信号の強度に基づいてチューナーのゲインを自動的に調整し、出力信号の振幅を比較的安定した範囲内に保ちます。 AGC回路は、弱い信号の十分な増幅を確保しながら、強い信号過負荷を防ぎます。
6. output回路:出力処理された中間周波数信号またはデジタル信号を、復調器、デジタル信号プロセッサなどの後続の信号処理回路に出力します。出力回路には、通常、出力信号の品質と安定性を確保するために、バッファーアンプ、インピーダンスマッチングネットワークなどが含まれます。
一般的なパラメーター
1.周波数範囲:チューナーが受信および処理できる信号の周波数範囲を指します。たとえば、テレビチューナーは54-860MHzの周波数帯域をカバーできますが、衛星チューナーはKUバンド(10.7-12.75GHz)などのより高い周波数帯域で動作します。
2.感受性:チューナーが検出できる最小信号強度を示します。通常、デシベルミリワット(DBM)で測定されます。感度が高いほど、チューナーは弱い信号を受信することができます。たとえば、高品質のラジオチューナーには最大100dbm以下の感度があります。
3.ノイズ図:これは、チューナー内のノイズレベルの尺度であり、通常はデシベル(db)で発現する出力信号の信号対雑音比との入力信号の信号対雑音比の比を表します。ノイズ図が低いほど、チューナーが信号に追加するノイズが少なくなり、パフォーマンスが向上し、優れたチューナーのノイズ数値は一般に2dB未満になります。
4.Gain:チューナーによる入力信号の倍率を指します。通常はデシベル(DB)です。ゲインの大きさは、チューナーが弱い信号をどれだけ増幅できるかを決定します。たとえば、30dBゲインのチューナーは、入力信号のパワーを1000倍増幅することができます。
5.選択性:多くの場合、デシベル(DB)で表現される広範囲の周波数信号からターゲット周波数信号を選択するチューナーの能力を測定します。選択性が向上すればするほど、隣接する周波数信号を抑制するチューナーの能力が強くなり、ターゲット信号をより正確に受信し、干渉を減らすことができます。
6.ローカルオシレーター周波数の安定性:ローカル発振器は、固定周波数信号を生成するチューナーの部分であり、ローカル発振器周波数の安定性はチューナーのパフォーマンスに直接影響します。非常に安定したローカル発振器は、チューナーが異なる環境条件下で入力信号を正確に変換できるようにします。
それがどのように機能するか:
1.アナログチューナーのコアメカニズム
LC共振回路:テレビチューナー用のVHF/UHFバンドスイッチングなど、可変容量またはインダクタンスを介して共振周波数を変更します。
ミキシングとローカル発振器:
局所発振器(LO)は、固定周波数信号(38MHzなど)を生成し、入力RF信号と混合して中間周波数を生成します。
バラクターは、電圧を介して接合容量を調節して、連続周波数調整を実現します。
2。デジタルチューナーの技術的なパス
アナログからデジタルへの変換(ADC):
サンプリングレートは、ナイキスト定理を満たすために必要です(信号よりも大きい場合の最大周波数は2倍)、12ビット解像度により、最小解像度電圧が0.8mVを有効にします。
例:5Gベースステーションチューナーは、14ビットADCを使用して28GHz MMWave信号を処理します。
デジタル信号処理(DSP):
FFTアルゴリズムは、スペクトル分析を有効にし、適応フィルタリングは信号品質を最適化します。
ソフトウェア定義ラジオ(SDR)テクノロジーは、ファームウェアのアップグレードで新しいブロードキャスト標準をサポートするSilicon LabsのSI479X7チューナーなど、動的な再構成を可能にします。
3.典型的な処理プロセス
RF入力→バンドパスフィルタリング→LNA増幅→IF→IFフィルタリング→ADCサンプリング→DSP復調→デジタル出力。





