Tuner adalah perangkat elektronik yang fungsi intinya adalah untuk secara selektif menerima sinyal frekuensi spesifik dari sinyal RF yang kompleks dan mengubahnya menjadi frekuensi menengah (IF) atau sinyal digital yang dapat diproses dengan sirkuit berikutnya. Esensinya adalah komponen kunci untuk pemilihan frekuensi dan preprocessing sinyal.
Fungsi:
1. Pilihan frekuensi:
Frekuensi target dikunci dengan filter yang dapat disetel atau loop yang dikunci fase (PLL), seperti tuner TV yang menutupi pita 54-860MHz penuh.
Dukung switching multi-band, seperti pemrosesan tuner mobil AM/FM/DAB siaran pada saat yang sama.
2. Preprocessing SIGNAL:
Low Noise Amplification (LNA): menguatkan sinyal RF yang lemah (misalnya, di bawah -90dbm) dengan angka noise kurang dari 2dB.
Pencampuran dan downonversi: Mengubah sinyal frekuensi tinggi (misalnya, sinyal satelit 10GHz) menjadi frekuensi menengah (misalnya, 950-2150MHz) untuk pemrosesan yang mudah berikutnya.
Kontrol Gain Otomatis (AGC): Secara dinamis menyesuaikan gain untuk memastikan sinyal output yang stabil, dan desain AGC dual-loop meningkatkan kemampuan anti-interferensi sinyal yang kuat.
3.Ti-interferensi dan penyaringan:
Filter bandpass bawaan menekan gangguan yang berdekatan, seperti penolakan out-of-band 60DBC untuk tuner stasiun pangkalan 5G.
Tuner digital memungkinkan pembentukan spektral yang tepat dengan filter FIR/IIR.
Elemen konstituen
1. Sirkuit Input: Bertanggung jawab untuk menerima sinyal RF dari antena atau sumber lain dan mengirimkannya ke sirkuit pemrosesan tuner berikutnya. Sirkuit input biasanya mencakup jaringan pencocokan impedansi untuk memastikan pencocokan impedansi antara sumber sinyal dan tuner untuk mengurangi refleksi sinyal dan kehilangan daya.
2. THE TOULABLE FILTER: adalah salah satu komponen inti dari tuner, yang memilih sinyal frekuensi spesifik dari sinyal RF input. Filter yang dapat disetel dapat digunakan untuk memilih sinyal pada frekuensi yang berbeda dengan mengubah parameter mereka sendiri (seperti kapasitansi, induktansi, dll.), Dan filter tunable yang umum termasuk filter LC, filter keramik, filter gelombang permukaan akustik (SAW), dan filter gelombang akustik massal (BAW).
3. Lokal osilator (osilator lokal): Menghasilkan sinyal lokal stabil frekuensi yang bercampur dengan sinyal RF input, mengubah sinyal RF menjadi sinyal IF. Osilator ini biasanya terdiri dari osilator kristal, sirkuit loop loop (PLL) yang terkunci fase, dll., Untuk memastikan stabilitas dan akurasi yang tinggi dari frekuensi yang dihasilkan.
4.Mixer: Campur sinyal RF input dengan sinyal lokal yang dihasilkan oleh osilator lokal, dan menghasilkan sinyal frekuensi menengah sesuai dengan prinsip sintesis frekuensi. Mixer biasanya terdiri dari komponen nonlinier seperti dioda dan transistor, dan kinerjanya memiliki dampak penting pada kinerja keseluruhan tuner.
5.Jika Amplifier: Amplifikasi output sinyal IF oleh mixer untuk meningkatkan amplitudo sinyal dan memfasilitasi pemrosesan sinyal selanjutnya. Jika amplifier biasanya memiliki gain yang lebih tinggi dan kinerja kebisingan yang lebih baik untuk memastikan bahwa sinyal yang lemah dapat diamplifikasi ke amplitudo yang cukup.
Sirkuit Kontrol Gain Otomatis (AGC): Secara otomatis menyesuaikan gain tuner berdasarkan kekuatan sinyal input, menjaga amplitudo sinyal output dalam kisaran yang relatif stabil. Sirkuit AGC mencegah kelebihan sinyal yang kuat sambil memastikan amplifikasi sinyal lemah yang cukup.
6. Sirkuit Output: Output Sinyal frekuensi menengah yang diproses atau sinyal digital ke sirkuit pemrosesan sinyal berikutnya, seperti demodulator, prosesor sinyal digital, dll. Sirkuit output biasanya mencakup penguat buffer, jaringan pencocokan impedansi, dll., Untuk memastikan kualitas dan stabilitas sinyal output.
Parameter umum
1. Kisaran frekuensi: mengacu pada rentang frekuensi sinyal yang dapat diterima dan diproses oleh tuner, misalnya, tuner TV dapat menutupi pita frekuensi 54-860MHz, sementara tuner satelit dapat beroperasi dalam pita frekuensi yang lebih tinggi, seperti Ku-band (10.7-12.75GHz),
2. Sensitivitas: Menunjukkan kekuatan sinyal minimum yang dapat dideteksi tuner, biasanya diukur dalam desibel miliwatts (DBM). Semakin tinggi sensitivitas, semakin lemah tuner mampu menerima sinyal yang lebih lemah, misalnya beberapa tuner radio berkualitas tinggi memiliki sensitivitas hingga 100dBm atau kurang.
3. Gambar: Ini adalah ukuran tingkat kebisingan di dalam tuner, yang mewakili rasio rasio sinyal-ke-noise dari sinyal input terhadap rasio sinyal-ke-noise dari sinyal output, biasanya diekspresikan dalam desibel (DB). Semakin rendah sosok noise, semakin sedikit noise yang ditambahkan tuner ke sinyal, semakin baik kinerja, dan sosok noise dari tuner yang baik umumnya dapat kurang dari 2dB.
4.Gain: Mengacu pada pembesaran sinyal input oleh tuner, biasanya juga dalam desibel (DB). Besarnya gain menentukan berapa banyak tuner dapat memperkuat sinyal lemah, misalnya, tuner dengan gain 30dB dapat memperkuat daya sinyal input dengan faktor 1000.
5. Penjelasan: Mengukur kemampuan tuner untuk memilih sinyal frekuensi target dari berbagai sinyal frekuensi, sering diekspresikan dalam desibel (DB). Semakin baik selektivitas, semakin kuat kemampuan tuner untuk menekan sinyal frekuensi yang berdekatan, memungkinkannya untuk menerima sinyal target lebih akurat dan mengurangi gangguan.
6. Stabilitas Frekuensi Osilator Lokal: Osilator lokal adalah bagian dari tuner yang menghasilkan sinyal frekuensi tetap, dan stabilitas frekuensi osilator lokal secara langsung mempengaruhi kinerja tuner. Osilator lokal yang sangat stabil memastikan bahwa tuner dapat secara akurat mengonversi sinyal input ke IF dalam kondisi lingkungan yang berbeda.
Cara kerjanya:
1. Mekanisme inti tuner analog
Sirkuit Resonansi LC: Mengubah frekuensi resonansi melalui kapasitansi atau induktansi variabel, seperti switching band VHF/UHF untuk tuner TV.
Pencampuran dan osilator lokal:
Osilator lokal (LO) menghasilkan sinyal frekuensi tetap (misalnya, 38MHz) dan bercampur dengan sinyal RF input untuk menghasilkan frekuensi menengah.
Varactor mengatur kapasitansi persimpangan melalui tegangan untuk mencapai penyetelan frekuensi kontinu.
2. Jalur teknis tuner digital
Konversi Analog-ke-Digital (ADC):
Laju pengambilan sampel diperlukan untuk memenuhi teorema Nyquist (2x frekuensi maksimum yang lebih besar dari atau sama dengan sinyal) dan resolusi 12-bit memungkinkan tegangan resolusi minimum 0,8mV.
Contoh: Tuner stasiun pangkalan 5G menggunakan ADC 14-bit untuk menangani sinyal MMWave 28GHz.
Digital Signal Processing (DSP):
Algoritma FFT memungkinkan analisis spektrum dan penyaringan adaptif mengoptimalkan kualitas sinyal.
Teknologi Radio (SDR) yang ditentukan perangkat lunak memungkinkan konfigurasi ulang dinamis, seperti tuner Si479x7 Silicon Labs, yang mendukung standar siaran baru dengan peningkatan firmware.
3. Proses pemrosesan yang khas
Input RF → Penyaringan Bandpass → Amplifikasi LNA → Pencampuran ke IF → IF Penyaringan → Pengambilan Sampel ADC → Demodulasi DSP → Output Digital.
