利用新一代硅調諧器IC設計主流電視

　　硅電視調諧器IC正在迅速取代傳統的混頻振蕩器鎖相環(huán)（MOPLL）CAN調諧器技術(shù)，以降低成本縮小尺寸并提高性能。硅調諧器IC在2007年以前就已開(kāi)始采用，并在2010年由于平板電視和機頂盒銷(xiāo)量大增而大量應用。硅電視調諧器能否被廣泛采用，關(guān)鍵在于設計出的性能水平能否媲美MOPLL，而一旦半導體供應商達到了這個(gè)性能標準要求，硅電視調諧器IC加速出貨的障礙就徹底掃清了。目前一些供應商可提供全面的硅電視調諧器IC產(chǎn)品。如何對電視調諧器IC進(jìn)行選擇將是一個(gè)復雜的過(guò)程，因為圍繞他存在諸多問(wèn)題，若把這些技術(shù)問(wèn)題歸類(lèi)總結，將有效簡(jiǎn)化電視調諧器選擇過(guò)程。

　　市場(chǎng)現狀

　　電視市場(chǎng)的需求量已經(jīng)發(fā)展到驚人的2.3億臺/年，并且遍及廣大地區。廣闊的電視市場(chǎng)可細分為與電視調諧器IC相關(guān)的兩部分：數字電視一體機 （iDTV）平臺（大約1.6億臺）和模擬電視（大約0.7億臺），他們由平板電視和基于模擬處理的CRT電視組成。

　　基于模擬處理的CRT電視采用老式圖像處理技術(shù)。與之相反，平板電視采用由博通（Broadcom）、聯(lián)發(fā)科（MediaTek）、晨星（MStar）、Novatech和凌陽(yáng)科技（Sunplus Technology）等公司提供的基于先進(jìn)DSP圖像處理器片上系統（SoC），一些主流電視品牌廠(chǎng)商也有其半導體團隊來(lái)構建私有SoC?；谀M處理的CRT電視使用處理能力較低的微控制器，不易實(shí)現硅調諧器IC的編程和配置，而且通常采用老式的MOPLL CAN調諧器實(shí)現，需要150多個(gè)器件（見(jiàn)圖1）。平板平臺采用先進(jìn)的高性能處理器，能夠運行大量固件，因此更適合配置先進(jìn)的數字裝置，如硅電視調諧器IC。

　　PCB頂層 PCB底層

　　圖1：需要150多個(gè)器件的MOPLL CAN調諧器

　　為滿(mǎn)足消費者的需求，許多電視支持模擬和數字兩種傳輸標準。模擬傳輸標準如NTSC和PAL/SECAM，在這里，“模擬”一詞是指傳輸調制格式，而不是具體的用于解碼的處理技術(shù)。許多國家正在分階段進(jìn)行模擬關(guān)閉計劃，更高質(zhì)量的數字廣播將取代地面模擬廣播。然而，即使理論上已全面轉向數字的國家，模擬傳輸依舊保持活躍，而消費者仍然有支持模擬傳輸的需求。日本也許是一個(gè)例外，其實(shí)現了真正的全數字化轉換，但在其他地區幾乎每臺出售的電視都被迫保留模擬接收能力以處理低功耗的模擬廣播、漸進(jìn)式升級有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和傳統消費類(lèi)電子產(chǎn)品。除了日本，主流電視品牌廠(chǎng)商對于模擬傳輸調諧器的需求將至少保持5年甚至10年以上。

　　大多數電視平臺接收來(lái)自地面和有線(xiàn)廣播的內容。實(shí)際上，只要運營(yíng)商（MSO）繼續在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上傳輸模擬內容，這些平臺都必須支持模擬傳輸。有線(xiàn)和地面機頂盒市場(chǎng)每年新增1.75億套系統需求。

　　IMS近期關(guān)于硅調諧器IC的預測研究（圖2）顯示了電視調諧器在電視、機頂盒、電纜調制解調器、衛星電視接收機及其他細分市場(chǎng)的需求增長(cháng)。這些圖表說(shuō)明了各種應用可望產(chǎn)生大約7億顆調諧器IC的市場(chǎng)機會(huì )。從數據中我們也可以看出硅調諧器IC迅速普及，當聚焦電視和有線(xiàn)機頂盒市場(chǎng)時(shí)硅調諧器IC的增速更為明顯。

　　圖2：IMS調查顯示硅調諧器市場(chǎng)需求增長(cháng)

未來(lái)機遇

　　高速增長(cháng)的中國市場(chǎng)正在迎來(lái)率先采用新型硅電視調諧器IC的機會(huì )。過(guò)去三年中，中國電視制造商的電視產(chǎn)量增長(cháng)迅猛，并且采用具有成本效益的硅電視調諧器IC來(lái)生產(chǎn)出有競爭力價(jià)格的高質(zhì)量電視產(chǎn)品。據DisplaySearch公司分析，2011年中國已成為世界上最大的液晶電視市場(chǎng)。 DisplaySearch公司還預測，中國平板電視（包括液晶和等離子電視）的出貨量將從2009年的3，100萬(wàn)臺，增長(cháng)到2014年的5，900萬(wàn)臺，增長(cháng)近一倍，復合年增長(cháng)率高達14%。

　　頂級電視品牌廠(chǎng)商正在加速采用硅調諧器，以節省成本提高可靠性，減少元件庫存并支持更薄的電視外形。這些優(yōu)勢同樣也為剛開(kāi)始采用硅電視調諧器的第二和第三級電視品牌廠(chǎng)商帶來(lái)重要機會(huì )，因為目前的硅調諧器IC必須支持全球地面和有線(xiàn)廣播標準，規模較小的電視品牌廠(chǎng)商可從頂級品牌廠(chǎng)商已完成的工作中受益。

　　擴展與電視有關(guān)的節目源已不再僅僅局限于天線(xiàn)和有線(xiàn)電纜，同時(shí)以“應用apps”的重要形式擴展到大屏幕的電視。電視的新型通信界面，例如：Wi-Fi、以太網(wǎng)和LTE（蜂窩）提供了比傳統廣播源更豐富多樣的內容。這些界面對空中廣播（OTA）調諧器來(lái)說(shuō)是一種特別的技術(shù)挑戰。例如：需要提供干擾保護的特殊Wi-Fi抑制電路。

　　硅電視調諧器選擇所面臨的挑戰

　　調諧器需要處理復雜的任務(wù)-在一個(gè)充滿(mǎn)各種內容的范圍里完整的接收低功耗傳輸，所以硅電視調諧器IC射頻前端的設計壓力很大，而兩種不同地域的不同傳輸標準又增加了額外的挑戰。主流數字電視和機頂盒 SoC架構復雜性的增加更清晰的表明單一硅電視調諧器IC不能滿(mǎn)足整個(gè)市場(chǎng)需要。幸運的是當前有大量可用的調諧器IC架構，滿(mǎn)足了這些多變的平臺需要?，F在的挑戰是如何為你的應用選擇合適的裝置。

　　頻道接收：獲得清晰電視廣播接收的關(guān)鍵是靈敏度和選擇性，而這些特性又基于低噪聲系數（NF）、高射頻前端線(xiàn)性度和高質(zhì)量RF前端濾波器。低噪聲系數意味著(zhù)RF前端僅允許輸入信號中增加極微小噪音，而高靈敏度意味著(zhù)有足夠大的視頻信號與噪聲比（VSNR），甚至是微弱的輸入信號也能正確的接收廣播。而電視調諧器總是需要接收到一個(gè)混有其他信號的廣播，這就是為什么硅調諧器IC的選擇性對于清晰接收是必不可少的，亦即阻塞或排除臨近干擾信道內容的能力。為了實(shí)現具有成本效益解決方案的高選擇性，硅調諧器IC在RF前端需要高線(xiàn)性度和高品質(zhì)濾波器。如圖3所示，硅電視調諧器IC具有高靈敏度和優(yōu)異的選擇性性能，從而可在真實(shí)環(huán)境下接收到更多頻道。

　　圖3：Si21x6電視調諧器系列產(chǎn)品展示出優(yōu)異的VSNR性能

　?。⊿i21x6 VSNR用紅線(xiàn)表示，其他產(chǎn)品VSNR用藍線(xiàn)表示）

　　現場(chǎng)測試：主流電視品牌廠(chǎng)商提供符合官方廣播標準的產(chǎn)品，但也必須解決許多現實(shí)中的其他問(wèn)題，否則將面臨消費者的投訴和昂貴的產(chǎn)品召回成本。意外的廣播環(huán)境和異?？赡鼙饶阆胂蟮母l繁，特別是在不同區域標準之間，情況將更為復雜。例如，在歐洲許多模擬和數字標準需要能夠通過(guò)一臺電視跨國界接收。為了克服這些非標準的接收環(huán)境，電視調諧器和解調器必須首先進(jìn)行檢測，然后對非標準的傳輸進(jìn)行補償，這些條件需要根據現場(chǎng)環(huán)境以及通過(guò)特別的現場(chǎng)測試而優(yōu)化。如果沒(méi)有硅電視調諧器靈活的控制和配置能力，以上的困難將無(wú)法克服。電視制造商對電視調諧器進(jìn)行嚴格的現場(chǎng)測試，強調既要滿(mǎn)足標準性能也要符合不規則廣播條件下的性能要求。針對成本敏感區域市場(chǎng)，可能會(huì )選擇較低成本的電視調諧器，而面向更廣闊出口市場(chǎng)的電視則需要更可靠的全球性能。

　　靈活架構降低成本 ：選擇更好的電視調諧器架構對于iDTV和STB供應商來(lái)說(shuō)已經(jīng)成為積極的發(fā)展策略，目前已有的一些硅調諧器IC型號可以滿(mǎn)足iDTV和STB平臺特殊結構要求。先進(jìn)的電視和機頂盒平臺有三個(gè)主要的電路功能：硅電視調諧器（見(jiàn)圖4），解調器和音/視頻以及圖形處理SoC。調諧器的輸出信號驅動(dòng)解調器的輸入，而解調器的輸出信號驅動(dòng)音/視頻及圖像處理器SoC的輸入。

　　圖4：先進(jìn)的硅電視調諧器架構示例

　　電視和機頂盒平臺對模擬和數字調諧器有多種需求。例如，簡(jiǎn)單的窄帶有線(xiàn)機頂盒可能需要單一的數字調諧器；相反，主流的iDTV可能需要支持