Հեռուստատեսությունները, տեսաձայնագրիչները, դյուրակիր տուփերը և լայնաշերտ մալուխային ընդունիչներն ունեն ընդհանուր տարր ՝ լարիչը: Թեև այս սարքերում մնացած բոլոր էլեկտրոնային բաղադրիչները փոքրանում են, քանի որ կիսահաղորդչային տեխնոլոգիան նվազում է, սակայն սպառողական ծրագրերը հաճախ օգտագործում են հսկայական «լարեր տանկեր» ՝ այս կարևոր գործառույթին հասնելու համար: Կարգավորիչների նախագծման դժվար սահմանափակումներն են պատճառը, որ այս տեխնոլոգիան դեռ պահպանվում է, սակայն շուկայական ուժերը սիլիկոնային կարգավորիչներն առաջին պլան են մղում:
Կարգավորող դիզայները պետք է հաղթահարի բազմաթիվ մարտահրավերներ: Հեռարձակող հեռուստատեսության և մալուխային ծրագրերի մուտքային ազդանշանը 48 ՄՀց -ից մինչև 861 ՄՀց հաճախականությունների տիրույթում է, և ազդանշանի ուժը կարող է ունենալ լայն դինամիկ տիրույթ: Օրինակ, հեռարձակվող հեռուստատեսային ծրագրերում ընտրվելիք ազդանշանը կարող է ունենալ հարակից անցանկալի ալիքներ, որոնց ազդանշանի ուժգնությունը գերազանցում է 100 անգամ:
Տիպիկ լարող դիզայնը օգտագործում է մեկ փոխակերպման ընդունիչի ճարտարապետություն, չնայած հնարավոր են նաև այլ ճարտարապետություններ: Մեկ փոխակերպման կարգավորիչի կառուցվածքը ներառում է նախընտրական ֆիլտր, ցածր աղմուկի ուժեղացուցիչ (LNA), ներքև փոխարկիչ և միջանկյալ հաճախականության (IF) ուժեղացուցիչ:
1. Սիլիցիումի կարգավորիչի նախագծման սահմանափակումներ
1) Նախապես ընտրված ֆիլտրի հետևում
Նախընտրական ֆիլտրը վերցնում է ազդանշանային հաճախականությունների ամբողջ հաճախականությունը և այն նվազեցնում է հետաքրքրության ալիքը պարունակող ավելի փոքր հաճախականությունների: Հաշվի առնելով ալիքի հաճախականությունների լայն շրջանակը, սա նշանակում է, որ նախընտրական ֆիլտրը պետք է լինի հետևող ժապավենի զտիչ, որի կենտրոնական հաճախականությունը կարող է տարբեր լինել ազդանշանի սպեկտրում: ՌԴ -ի ավտոմատ շահույթի կառավարման գործառույթներով LNA- ները սովորաբար հետևում են նախապես ընտրված ֆիլտրին:
The downconverter փուլը traditիոնալ հետերոդին համակարգ: Downconverter- ը նախագծված է ալիքների ընտրությամբ, որը ներառում է տեղային տատանումների (LO) կարգավորումը այնպես, որ դրա հաճախականության և հետաքրքրության ազդանշանի միջև տարբերությունը ընկնի IF ֆիլտրի գոտու սահմաններում: Այս փուլը օգտագործում է բարձրորակ, նեղ ժապավենով, ֆիքսված հաճախականությամբ զտիչներ `սովորաբար մակերեսային ձայնային ալիքի (SAW) սարքեր` ընտրելով և բացառելով մնացած բոլոր տարբերակները: Դրան հաջորդում է IF ուժեղացուցիչը `փոփոխական շահույթի վերահսկմամբ, որը թույլ է տալիս համակարգին համապատասխանող ընտրված ազդանշանի ուժը համապատասխանեցնել ապակոդավորման և հայտնաբերման սխեմայի կարիքներին, որը վարում է թյուները:
Հաշվի առնելով մուտքային ազդանշանի հաճախականության և ազդանշանի ուժի լայն շրջանակը ՝ այս ճարտարապետության օգտագործումը ՝ լավ կատարիչ կարգավորիչ ստեղծելու համար, բազմաթիվ մարտահրավերներ կբերի: Մեկը նախընտրական ընտրության ֆիլտրն է: Ազդանշանի ամբողջ թողունակությունը ծածկելու համար հեռարձակող հեռուստահաղորդիչի բնորոշ իրականացումները պահանջում են զտիչներ աշխատել երեք տարբեր հաճախականությունների տիրույթներում `VHF (շատ բարձր հաճախականություն), 48 -ից 88 ՄՀց; միջին VHF, 174 -ից 216 ՄՀց; և UHF (գերբարձր հաճախականություն) 470 -ից 861 ՄՀց հաճախականությամբ: Սովորական իրականացումը առանձին զտիչների օգտագործումն է `յուրաքանչյուրը յուրաքանչյուր ֆիլտրի համար:
2) բազմաշերտ գործողություն
Նախընտրիչ ֆիլտրը ընտրում է գործող հաճախականությունների տիրույթը, սակայն, միևնույն է, անհրաժեշտ կլինի հետագծման ֆիլտր ներդնել `պահանջվող ընտրողականությունը ապահովելու համար: Հետագծման զտիչը պետք է պահի համեմատաբար ֆիքսված թողունակություն, չնայած կենտրոնի հաճախականությունը կարող է փոխվել բազմաթիվ օկտավաների վրա: Սովորաբար նման զտիչի իրագործումը պահանջում է մեծ թվով պասիվ բաղադրիչներ, օրինակ ՝ ինդուկտորներ, որոնք պետք է ձեռքով կարգավորվեն գործարանում `համապատասխան աշխատանք կատարելու համար: Պասիվ բաղադրիչների և ձեռքով թյունինգի այս պահանջարկը մեծապես մեծացնում է լարողի չափսերն ու արժեքը: Տիպիկ կարգավորիչը կարող է չափել 2.5 x 2 x 0.75 դյույմ:
Այնուամենայնիվ, նախընտրական զտիչը նախագծման մարտահրավերներով միակ բաղադրիչը չէ: Ստորին փոխարկիչի LO- ն պետք է գործածի նաև հաճախությունների լայն շրջանակ: Նախընտրական ֆիլտրը նվազեցնում է միայն մուտքային ազդանշանի թողունակությունը: Հետաքրքրության ազդանշանը դեռ կարող է ընկնել 48 -ից 861 ՄՀց միջակայքում, և LO- ն հիմնականում պետք է ընդգրկի այս տիրույթը: Բացի այդ, LO- ն պետք է ցուցադրի ցածր հեռավորությունների փուլային աղմուկ, հակառակ դեպքում DTV ալիքների ընդունումը կվտանգվի: Ինտեգրալ միացման տատանումն ապահովում է այնպիսի լայն հաճախականության տիրույթ, որը հնարավոր չէ կարգավորել, և միևնույն ժամանակ ցուցադրում է ցածր ֆազային աղմուկ `օգտագործելով այսօրվա էլեկտրոնային համակարգերի բնորոշ 3 վոլտ էլեկտրասնուցման լարումը: Կարող է պահանջվել մինչև 30 Վ լարման սնուցման աղբյուր:
Այս կատարողականի բոլոր պահանջները բավարարելու համար, մատակարարների մեծ մասն ընտրում է պահպանել հեռուստատեսության և տեսաձայնագրիչների կարգավորիչների ավանդական դիզայնը ՝ չնայած դրանց արժեքին և չափին: Բայց շուկայի ճնշումները սկսում են ստիպել փոփոխություններին: Տարրերից մեկը Հաղորդակցության դաշնային հանձնաժողովի թույլտվությունն է, այսինքն ՝ Միացյալ Նահանգներում վաճառվող բոլոր հեռուստացույցները սկսել են օգտագործել թյուներ, որոնք ունակ են ստանալ թվային հեռուստատեսային հեռարձակումներ: Այս խնդիրը մատակարարներին ստիպում է փոխել իրենց արտադրանքի հիմնական կառուցվածքը ՝ ստեղծելով նորարարության հնարավորություններ թյունինգի նախագծման մեջ:
Դյուրակիր ժամանցի շուկայի պահանջարկի աճը նպաստել է նաև լարող դիզայնի փոփոխություններին: Դյուրակիրը նշանակում է մարտկոցով աշխատող կամ ձեռքի սարքեր և արգելում է բարձր լարման օգտագործումը LO- ի իրականացման մեջ: Բացի այդ, դյուրակիր սարքերը պահանջում են շատ ավելի փոքր իրականացում, քան տիպիկ կարգավորիչները: Աճող հարթ վահանակների/հեռուստատեսային շուկայում փոքր չափերը նույնպես կարևոր են: Հարթ վահանակի ձևավորման դեպքում կարգավորիչի չափը կարող է սահմանափակող գործոն լինել արտադրանքի նոսրացման համար:
Մեկ այլ միտում, որն ազդում է կարգավորիչների պահանջների վրա, այն է, որ սպառողները ցանկանում են միաժամանակ մի քանի ալիք ստանալ: Սա նշանակում է, որ պահանջվում է մեկից ավելի կարգավորիչ, որն ավելի շատ տարածք է զբաղեցնում, ինչը ազդում է համակարգի չափի վրա և բարձրացնում վերջնական արտադրանքի համար թյունինգի արժեքը: Չափը նվազեցնելու շուկայի ճնշումը և այլ միտումները նպաստել են սիլիկոնային կարգավորիչների նախագծերի օգտագործմանը:
3) Վերացնել ձեռքի թյունինգը
Սիլիկոնային կարգավորիչների նախագծման համար շատ նպատակներ կան: Հիմնական նպատակներից մեկն այն է, որ վերացվի հետևող ֆիլտրում արտաքին բաղադրիչները ձեռքով կարգավորելու անհրաժեշտությունը: Սիլիցիումի մեջ կա երկու ազդեցություն: Մեկն այն է, որ արտաքին բաղադրիչների մեծ մասի վերացումը նաև վերացնում է բացառված հաճախականությունների գոտուց անցանկալի ՌԴ էներգիան կլանելու և ցրելու ունակությունը: Սիլիկոնային կարգավորիչները պետք է օգտագործեն նորարարական սխեմաներ LNA- ներում և խառնիչներում `անցանկալի էներգիան կառավարելու համար ՝ առանց տրանզիստորներին վնասելու:
Երկրորդ ազդեցությունը ՌԴ նոր ճարտարապետության անհրաժեշտությունն է: Սիլիկոնային կարգավորիչների վաղ նախագծերը փորձում էին ընդունել կրկնակի փոխակերպման մեթոդ, որն ապահովում էր ընտրողականություն ՝ առանց արտաքին բաղադրիչների ձեռքով կարգաբերման: Առաջին փոխարկումը դեպի վեր է փոխում մուտքային ազդանշանի հաճախականությունը: RF SAW զտիչը նվազեցնում է թողունակությունը `երկրորդ անգամ IF- ին անցնելուց առաջ: Theտիչ սարքը ներկայացնում է այս դիզայնի հիմնական արժեքը:
Վերջերս կիսահաղորդչային գործընթացի արտադրության փոփոխությունները հաղթահարելու համար օգտագործվում է ինքնակալիբրացման տեխնոլոգիա: Ոմանք նաև վերացնում են LO- ի համար բարձրավոլտ էներգիայի մատակարարման և ՌԴ SAW սարքերի անհրաժեշտությունը: Փոխարենը, նրանք IF- ի փուլում օգտագործում են միայն SAW զտիչներ, որոնք ունեն շատ ավելի ցածր հաճախականություն և ավելի ցածր գնով սարքեր են, քան ՌԴ SAW ֆիլտրերը:
Սիլիցիումի մեջ այս նմուշների իրականացումը պահանջում է կիսահաղորդչային գործընթացի առաջադեմ տեխնոլոգիա: Սովորաբար չիպերի մատակարարները բնութագրում են միայն իրենց թվային VLSI ներդրման գործընթացը: Սիլիկոնային կարգավորիչ ներդնելու համար գործընթացը պետք է բնութագրվի ՝ հիմնվելով ՌԴ կատարողականի վրա: Բացի այդ, գործընթացը պետք է ունենա ճիշտ արժեքի ինդուկտոր ստեղծելու միջոց և ունենա բավականաչափ բարձր Q ցածր փուլային աղմուկի LO իրականացման կամ ՌԴ զտիչի նախագծման համար: Նման գործընթացն այժմ կարող է կիրառվել:
Կիսահաղորդչային պրոցեսներից բացի, սիլիկոնային կարգավորիչները պահանջում են չիպերի մանրակրկիտ նախագծում: ՌԴ -ն ճառագայթված և անցկացված միջամտության բազմաթիվ հնարավորություններ ունի: Մեկ չիպային սիլիկոնային կարգավորիչի նախագծում, չիպային ազդանշանային գծերի մոտիկությունը և շրջանային ենթաշերտերի փոխանակումը սրում են դա: Այս միջամտության վերահսկումը պահանջում է դասավորություն, որը առանձնացնում է կրիտիկական սխեմաները և ներառում է պաշտպանիչ նախշեր: Դիզայնը պահանջում է նաև չիպային էներգիայի և ցամաքային բաշխիչ ցանցերի մանրակրկիտ ստեղծում և կառավարում: Բացի այդ, դիզայնը պետք է ներառի չիպային և չիպային ֆիլտրման բաղադրիչներ `միջամտության ազդանշանի ուղին կոտրելու համար:
Այս բոլոր խնդիրները լուծված են, և սիլիկոնային թյուներ սարքավորումների ի հայտ գալով ՝ արտադրանքի դիզայներները սկսել են ուղիներ գտնել հին տուներ-տուփից ազատվելու համար: Արբանյակային և մալուխային ընդունիչներն առաջինն են ընդունել այս մեթոդը: Նրանք մշակում են մոտավորապես նույն հզորությամբ ազդանշաններ յուրաքանչյուր ալիքում: Այս ալիքի միատեսակությունը փոքր -ինչ պարզեցնում է թյուներների դիզայնը ՝ հնարավորություն տալով վաղ սիլիկոնային թյունինգ սարքավորումներին բավարարել պահանջները:
Այնուամենայնիվ, երկրային հեռարձակման ընդունումը պետք է օգտագործի լարիչ, որը կարող է ընտրողականություն ապահովել ալիքների հզորության լայն շրջանակների վրա: Հարակից ալիքներում ուժեղ ազդանշանների `հետաքրքրության թույլ ալիքների հետ համատեղելու հնարավորությունը խիստ սահմանափակումներ է դնում թյունինգի դիզայնի ընտրողականության վրա: Մինչև վերջերս, նորարարական ճարտարապետությունները և ՌԴ -ի կիսահաղորդիչների բարելավված մշակումը թույլ էին տալիս սիլիկոնային կարգավորիչներին հասնել ցածր գնով պահանջվող կատարողականին:
Ձեռքով ճշգրտումների անհրաժեշտությունը վերացնելով `սիլիկոնային այս կարգավորիչները կարող են մեծացնել արտադրական եկամտաբերությունը և ապահովել ավելի հուսալի կատարում, քան հին նմուշները: Նրանք բավարարում են շարժական սարքերի կարիքները `վերացնելով բարձրավոլտ էներգիայի մատակարարման անհրաժեշտությունը և թույլ տալով կոմպակտ իրականացում: Հաշվի առնելով շուկայի ազդեցությունն այս հատկանիշների վրա, ակնկալվում է, որ սիլիկոնային կարգավորիչ սարքերը կհամապատասխանեն հեռուստաընդունիչի դիզայնին էլեկտրոնիկայի արդյունաբերության այլ մասերի հետ:
Ռավի Շենոյ ([էլեկտրոնային փոստով պաշտպանված]) LSI Logic- ի անալոգային տնօրենն ու ՌԴ տեխնոլոգիան է (Միլպիտաս, Կալիֆորնիա):
Մեր մյուս արտադրանքը:
