采用低壓供電的創(chuàng )新型電視和機頂盒調諧器設計

數字電視和機頂盒這類(lèi)多媒體產(chǎn)品對調諧器的需求在不斷增長(cháng)，背后的驅動(dòng)力來(lái)自消費者對這些設備提供更多功能和更高性能的期望。調諧器的發(fā)展目標是減小體積并降低功耗?，F在業(yè)界研發(fā)出了一系列的新型調諧器IC，通過(guò)將電源電壓從5.0V降低到3.0V來(lái)降低功耗，而且又不降低RF性能，甚至還改善了RF性能。這種新一代的RF調諧器IC采用BiCMOS工藝，瞄準高端應用；而采用Bipolar工藝的傳統RF調諧器IC則用于低成本的應用。

近年來(lái)，電視領(lǐng)域經(jīng)歷了一些巨大的變化。最明顯的就是從模擬到數字電視的變化。傳統的陰極射線(xiàn)管(CRT)電視正在被新型的LCD和等離子顯示面板所取代。不過(guò)市場(chǎng)表明消費者并不愿意為新的高性能技術(shù)付出過(guò)多的費用。因此，該領(lǐng)域的半導體供應商不得不研發(fā)性能更好的新產(chǎn)品，同時(shí)還要降低生產(chǎn)成本并保持“環(huán)境友好”。

電視機中電子設計的主要目標是降低功耗和成本，同時(shí)增加功能和改善性能。最終，低功率的結果是節省了用來(lái)發(fā)電所需的化學(xué)燃料，從而減少了二氧化碳的排放，進(jìn)而延緩了全球變暖的進(jìn)程，而全球變暖目前正是全球普遍討論的重要話(huà)題。除了有利于減輕這些生態(tài)問(wèn)題，消費者對降低能耗的直接感受是節約開(kāi)支。目前消費者也日益意識到電子產(chǎn)品對環(huán)境的影響以及隱性成本問(wèn)題。許多國家建立了專(zhuān)門(mén)的機構以確保生產(chǎn)廠(chǎng)商能夠滿(mǎn)足功率節省的要求。

一個(gè)此類(lèi)的機構是能源之星(Energy Star)協(xié)會(huì )，它是1992年由美國環(huán)境保護局(EPA)規劃發(fā)展的第一個(gè)機構，旨在驗證和促進(jìn)能夠節省能源的產(chǎn)品。具有能源之星標志的產(chǎn)品具有較低的工作成本并支持環(huán)保。當產(chǎn)品獲得10%到20%的能量節省時(shí)就能達到一定的級別。目前，能源之星協(xié)會(huì )正在推廣宣傳，如“如果有一半的美國家庭使用具有能源之星的電視機來(lái)替代原有的常規電視機，其結果相當于關(guān)閉一座發(fā)電廠(chǎng)”；或者“具有能源之星標志的電視機比常規電視機節省30%的能源”，“選擇具有能源之星標志的產(chǎn)品，將在不影響產(chǎn)品質(zhì)量和用戶(hù)期望的性能條件下，幫助防止全球變暖和促進(jìn)空氣清新”，最后還有“如果今年銷(xiāo)售的每臺電視機都具有能源之星標志，將減少90億磅的空氣污染”。

盡管RF調諧器IC的功耗與整套電視機的能耗相比還相當小，但是即便是極小的功率節省也是極有意義的，因為每年有1億套以上的電視機和機頂盒(STB)的市場(chǎng)需求。例如，如果每套節省僅200mW的能耗，就相當于關(guān)閉一座10兆瓦的發(fā)電廠(chǎng)。

在過(guò)去幾十年中，電視機調諧器的電源電壓經(jīng)歷了從12V降到9V，又降到了7.5V。如今，大量的RF調諧器用在模擬電視機中，數字電視和機頂盒的電源電壓為5V。最近，英飛凌公司新推出了3種RF調諧器IC，即TUA6041、TUA6045和TUA6039，能夠采用5到3.3V的電源電壓正常工作。采用3.3V的電源時(shí)，經(jīng)過(guò)能源之星協(xié)會(huì )的確認，這些新型的RF調諧器IC可節省170mW的功耗，同時(shí)性能沒(méi)有任何降低。換句話(huà)說(shuō)，不論這些產(chǎn)品是工作在3.3V還是5V，都呈現相同的線(xiàn)性性能。在這些芯片內部，具有電壓調節器，將電壓恒定保持在3.3V以下，這與傳統5V電源的調諧器相比，功耗降低了30%以上。如果在未來(lái)三年中，全世界所有(用于電視機和機頂盒)的調諧器模塊都采用英飛凌公司的TUA6039，就相當于關(guān)閉兩座10兆瓦的發(fā)電廠(chǎng)，并且如果依據這一期間的電費計算，將為用戶(hù)節省大約600萬(wàn)美元的費用。

圖1：新的OmniTune產(chǎn)品TUA6039/TUA6041/TUA6045在單芯片上集成了完整的射頻和中頻功能，從而使數字電視調諧器IC產(chǎn)品在不降低性能的基礎上向更小和更低成本有效演進(jìn)。