實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異DTV調(diào)諧、畫(huà)中畫(huà)、速度和體積的硅調(diào)諧器

實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異DTV調(diào)諧、畫(huà)中畫(huà)、速度和體積的硅調(diào)諧器

制造商也必須要改變調(diào)諧器架構(gòu)。但問(wèn)題是不再是數(shù)字或模擬。在過(guò)渡時(shí)期，模擬調(diào)諧器將讓路于模擬/數(shù)字混合調(diào)諧器，并在隨后的2011/2012年轉(zhuǎn)換到純數(shù)字的調(diào)諧器。目前實(shí)際的問(wèn)題在于是選擇CAN還是硅調(diào)諧器。

數(shù)字硅調(diào)諧器以平庸的性能而登場(chǎng)。一開(kāi)始的性能和圖像質(zhì)量都無(wú)法與體積大的CAN調(diào)諧器媲美。但并非所有的硅調(diào)諧器都是這樣的，性能的提升改變了人們的認(rèn)知。如今，Xceive公司經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的第二代硅調(diào)諧器的性能已經(jīng)超過(guò)了CAN調(diào)諧器的性能和圖像質(zhì)量，同時(shí)還提供了額外的優(yōu)點(diǎn)和差異化。

性能和陡壁效應(yīng)

圍繞調(diào)諧器性能和信號(hào)接收質(zhì)量，數(shù)字接收的引入也帶來(lái)了一些新問(wèn)題。使用模擬信號(hào)，電視信號(hào)隨著距離增加時(shí)劣化比較緩慢。但對(duì)于數(shù)字信號(hào)卻非如此。數(shù)字信號(hào)要么是可以接收到，要么是收不到。如果電視機(jī)距離廣播發(fā)射機(jī)比較遠(yuǎn)，看到的只能是空白屏幕。同樣，建筑物，山體和其他地理上的障礙物都將阻礙數(shù)字電視信號(hào)。這種戲劇性和突然的圖像丟失就是我們所說(shuō)的陡壁效應(yīng)。

根據(jù)Centris的最新研究顯示，由于陡壁效應(yīng)，數(shù)字電視的覆蓋比預(yù)期的要小很多。研究發(fā)現(xiàn)，居住在偏僻地區(qū)僅使用室內(nèi)天線的24%的用戶將無(wú)法收到數(shù)字信號(hào)。通過(guò)空中(OTA)接收的美國(guó)電視用戶有超過(guò)50%都位于這類不好接收的區(qū)域。估計(jì)全國(guó)1700萬(wàn)只能通過(guò)空中接收的電視用戶中只有920萬(wàn)用戶才能體驗(yàn)到數(shù)字電視。

當(dāng)OTA模擬廣播停播并被數(shù)字信號(hào)取代后，這些家庭極容易遭受陡壁效應(yīng)而面對(duì)空白屏幕。對(duì)這些用戶來(lái)說(shuō)，唯一的選擇就是轉(zhuǎn)用有線電視或衛(wèi)星電視，但由于住地偏僻，或者是由于地理上的視距阻擋而無(wú)法接收衛(wèi)星信號(hào)從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

CAN調(diào)諧器有限的接收性能增加了陡壁效應(yīng)。與領(lǐng)先的CAN調(diào)諧器相比，Xceive硅調(diào)諧器的靈敏度具有3dBm的優(yōu)勢(shì)，從而減輕了陡壁效應(yīng)，從而可以安裝在距離數(shù)字發(fā)射機(jī)更遠(yuǎn)的地方，且沒(méi)有圖像劣化的現(xiàn)象。實(shí)際上，配有Xceive的電視機(jī)可以安裝的距離是等效CAN調(diào)諧器的2倍。

假定電視機(jī)已經(jīng)買好，且用戶居住在傳統(tǒng)CAN調(diào)諧器的接受范圍以外，但位于Xceive調(diào)諧器的附加覆蓋范圍之內(nèi)。其差別在于，如今用戶可以在自己的數(shù)字家庭中利用買好的電視機(jī)欣賞節(jié)目，要么就得承受麻煩的退貨之苦。

這就是電視制造商所面臨的即刻挑戰(zhàn)，因?yàn)橛芯€電視和衛(wèi)星電視接入都是無(wú)法保證的。為了確保數(shù)字電視的成功，硅調(diào)諧器就必須能夠在更大的覆蓋范圍內(nèi)捕獲數(shù)字信號(hào)。

上述的問(wèn)題無(wú)論對(duì)于模擬還是數(shù)字都是如此。因?yàn)榧词沟刃У腃AN調(diào)諧器能夠接收到信號(hào)，但Xceive硅調(diào)諧器所具有的3dBm的信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)也要比CAN優(yōu)越。所觀看的圖像將會(huì)更加清晰，鮮活，并具有更好的色彩，具有較少的重影。

CAN和硅調(diào)諧器的案例比較

Xceive硅調(diào)諧器目前已經(jīng)在歐洲，亞洲和美國(guó)的一些世界上最具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用環(huán)境中經(jīng)歷了現(xiàn)場(chǎng)性能驗(yàn)證。最新的驗(yàn)證都證明Xceive的硅調(diào)諧器性能都優(yōu)于領(lǐng)先的CAN調(diào)諧器，而且還更具健壯性。最簡(jiǎn)單的驗(yàn)證方法是利用過(guò)調(diào)制和載波鎖定。

兩塊完全一樣的一流電視機(jī)板被用來(lái)進(jìn)行并排比較。一塊使用了Xceive的硅調(diào)諧器，而另一塊則使用了公司下屬的調(diào)諧器部門的CAN調(diào)諧器。對(duì)板子進(jìn)行比較時(shí)，使用了一個(gè)能導(dǎo)致最大失真的過(guò)調(diào)制信號(hào)，所顯現(xiàn)的結(jié)果是水平視頻穩(wěn)定性失真，導(dǎo)致根本無(wú)法觀看。同樣，使用硅調(diào)諧器方案時(shí)，通過(guò)一樣的后端MPEG和視頻處理器引擎，則可以接收信號(hào)并能顯示同樣的信號(hào)。結(jié)果是通過(guò)硅調(diào)諧器的圖像即健壯，實(shí)心且穩(wěn)定。比較證明了相對(duì)于CAN調(diào)諧器，硅調(diào)諧器可以處理更高的過(guò)調(diào)制信號(hào)（如過(guò)調(diào)制可以大于140%，而CAN最大為125%）。

另一些例子還證明硅調(diào)諧器還具有其他方面的優(yōu)異性能，包括具有1-2dB更好的ATSC/NTSC共頻道性能，更好的頻道搜索性能等。由于具有較少的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，靈巧的硅調(diào)諧器正在成為優(yōu)選的解決方案。

調(diào)諧器體積

除了數(shù)字轉(zhuǎn)換外，不斷演進(jìn)的用戶需求還迫使電視制造商在空間利用率方面來(lái)評(píng)估硅調(diào)諧器。消費(fèi)者喜歡更大尺寸的，比較輕的平板電視。笨重的CAN調(diào)諧器無(wú)法滿足電視機(jī)越來(lái)越薄的趨勢(shì)，即便是屏幕尺寸不斷增大也是如此。有些時(shí)候，對(duì)屏幕超薄的需求實(shí)際上在設(shè)計(jì)中就排除了使用CAN調(diào)諧器的任何可能。

在目前的許多電視機(jī)設(shè)計(jì)中都用了CAN調(diào)諧器，它由許多分立元器件組成，包括多個(gè)IC，許多小型的表面貼裝無(wú)源器件，可變電容器，以及多個(gè)空芯電感。由于這些模塊體積大，功耗高，且比較復(fù)雜，設(shè)計(jì)師正在尋求其他解決方案。

雖然單芯片硅調(diào)諧器也已經(jīng)使用了數(shù)年了，但此前它們?cè)谛阅芎推渌矫孢€趕不上CAN調(diào)諧器。在電視應(yīng)用中單芯片硅調(diào)諧器也還沒(méi)有得到大面積的采用，原因是難以滿足模擬和數(shù)字共存、地面和有線電視、以及電視機(jī)制造商所要求的調(diào)諧和解調(diào)等方面的所有需求。

然而像Xceive公司的最新硅調(diào)諧器能夠同時(shí)滿足以前只有CAN調(diào)諧器才能滿足的性能和其他綜合要求。很顯然利用Xceive的單芯片硅調(diào)諧器能夠節(jié)省大量的空間。CAN調(diào)諧器過(guò)于笨重，而Xceive的硅調(diào)諧器提供了能滿足領(lǐng)先電視機(jī)制造商所有苛刻要求的性能，還集成了所有的混合電視機(jī)功能，包括模擬解調(diào)，所有功能都集成在一個(gè)7×7mm的表面封裝內(nèi)。其功耗小于950mW，比CAN模塊的1350mW的功耗減小了許多。

CAN調(diào)諧器的厚度排除了被用在超薄電視機(jī)的可能，或者迫使重新將調(diào)諧器放置到一個(gè)獨(dú)立的機(jī)盒內(nèi)，這樣就需要另外的電纜連接，并在用戶的娛樂(lè)中心配置中增加一個(gè)盒子。

小型的硅調(diào)諧器還使一些需要小型屏幕從而需要小封裝尺寸的電視應(yīng)用受益。絕大多數(shù)小屏幕電視機(jī)，例如廚房或一些臥室用電視機(jī)，目前也需要現(xiàn)有的模擬接收上增加數(shù)字接收。該功能增加了調(diào)諧器的尺寸，從而更難以滿足小電視體積的需求，解決方案就是換成硅調(diào)諧器。

降低制造復(fù)雜度

相對(duì)于印刷電路板上的其他元器件，CAN調(diào)諧器是一體的，需要一些安裝材料和焊接。而目前其他板上安裝的元器件趨于表面安裝，對(duì)于電源器件也許需要過(guò)孔。但CAN調(diào)諧器是一體的，需要一些安裝和固定材料。這種單獨(dú)的子系統(tǒng)部件在電視板的制造過(guò)程中需要獨(dú)特的處理和安裝。電視制造商需要專用的設(shè)備來(lái)固定CAN調(diào)諧器，并將其焊接到板子上。許多情況下，CAN調(diào)諧器是手工焊裝。這就增加了復(fù)雜度，降低了生產(chǎn)率，并需要專用的處理設(shè)備和安裝工藝。

而硅調(diào)諧器則無(wú)需專用處理或材料。制造商可以利用與用于安裝電路板上其他集成芯片所用的相同設(shè)備。從而降低了復(fù)雜度和成本，增加了生產(chǎn)率。

Xceive硅調(diào)諧器中所用的半導(dǎo)體工藝技術(shù)還具有比CAN調(diào)諧器更嚴(yán)格的公差。這對(duì)于CAN調(diào)諧器中的線圈來(lái)說(shuō)尤為如此，因?yàn)樗谡{(diào)諧器的制造中需要調(diào)節(jié)。結(jié)果，CAN調(diào)諧器特別容易導(dǎo)致產(chǎn)品間的不一致。

公差和壽命

CAN調(diào)諧器通常包括多達(dá)5個(gè)大元器件，還有多達(dá)150個(gè)小型器件。這些元器件中每個(gè)都有自身的制造公差。一部分器件的公差還算合理，為+/-5%，而另一些則可能高達(dá)+/-10% ，甚至可能超過(guò) +/-20%。將這些公差加在一起，就會(huì)導(dǎo)致一條生產(chǎn)線上的產(chǎn)品與另一個(gè)生產(chǎn)線上的產(chǎn)品具有一定的性能差別，這種差異有時(shí)會(huì)很大。某些情況下，CAN可以超出所要求的工作范圍，少有的情況下甚至導(dǎo)致電視產(chǎn)品的召回。

此外，隨著CAN調(diào)諧器的壽命增加，其元器件的耗損速率不一致。例如，線圈的壽命與電阻器不同，而電阻器的壽命又與電容器不同，這導(dǎo)致隨著時(shí)間的增加而產(chǎn)生接收質(zhì)量和功能性的降低，在特定的環(huán)境中甚至?xí)?dǎo)致信號(hào)無(wú)法接收。隨著電視機(jī)成本的增加以及功能集的擴(kuò)展，消費(fèi)者也會(huì)期望較長(zhǎng)的壽命。

另一方面，硅調(diào)諧器是一個(gè)健壯的半導(dǎo)體器件，具有極嚴(yán)格的工作特性，能夠經(jīng)受時(shí)間的考驗(yàn)。電視機(jī)中的硅調(diào)諧器采用一個(gè)單芯片，沒(méi)有分立的元器件，這意味著隨著時(shí)間的增加，所產(chǎn)生的變化很小。這確保了電視機(jī)嚴(yán)格一致的性能，并實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的整體產(chǎn)品壽命。

另外還需注意的是，有些硅調(diào)諧器并非真正的單芯片，而是在封裝里還有其他的元器件。這些器件依然會(huì)隨著時(shí)間而不同程度地老化，而且還要考慮震動(dòng)的問(wèn)題。并非所有的硅調(diào)諧器都一樣，許多并不適合于用在電視機(jī)中。

流線型的庫(kù)存管理

如果沒(méi)有一個(gè)全球性平臺(tái)，制造商無(wú)法有效地升級(jí)來(lái)滿足全球范圍的廣播需求。各地區(qū)的廣播標(biāo)準(zhǔn)都彼此不同，數(shù)字轉(zhuǎn)換的時(shí)間也不同，能夠適用于全球標(biāo)準(zhǔn)的電視調(diào)諧器有助于制造商降低庫(kù)存和生產(chǎn)成本，或者至少說(shuō)為了不同的市場(chǎng)，可以把重新設(shè)計(jì)的需求降低到最小。隨著硅電視調(diào)諧器可以用于歐洲，美國(guó)和亞洲，調(diào)諧器將不再是滿足地區(qū)需求的障礙了。

Xceive的硅調(diào)諧器對(duì)全球范圍的所有地區(qū)提供同一種芯片，不管是模擬傳輸還是數(shù)字傳輸。于是簡(jiǎn)化了產(chǎn)品設(shè)計(jì)，利用單一的設(shè)計(jì)平臺(tái)滿足多種市場(chǎng)。從而無(wú)需管理用于不同市場(chǎng)的不同芯片。用于歐洲的芯片也可以用于美國(guó)和亞洲。Xceive的硅調(diào)諧器可以處理全球范圍內(nèi)的廣播標(biāo)準(zhǔn)，簡(jiǎn)化了庫(kù)存管理和相應(yīng)成本。

IP節(jié)目與目前行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的整合

迄今為止，向基于IP的音視頻提供方案中增加廣播電視接收功能仍將需要采用地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。這就無(wú)法實(shí)現(xiàn)IP的全球覆蓋。從硬件的觀點(diǎn)出發(fā)互聯(lián)網(wǎng)接收是全球性的。Xceive的全球范圍通用平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)能整合到IP接收設(shè)備中的全球范圍內(nèi)統(tǒng)一的電視架構(gòu)，從而可以實(shí)現(xiàn)以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用。

客戶定制

制造商也可以從Xceive公司基于DSP的架構(gòu)中獲益。對(duì)硅調(diào)諧器來(lái)說(shuō)這并非一般，但對(duì)于Xceive的調(diào)諧器的確如此。因?yàn)樵诩軜?gòu)中有一個(gè)DSP，可以運(yùn)行決定調(diào)諧器性能、特性和行為的固件。

這樣，就可以允許對(duì)調(diào)諧器的性能進(jìn)行調(diào)節(jié)，即便是在生產(chǎn)開(kāi)始之后。還可以對(duì)調(diào)諧器的性能和特性進(jìn)行修改來(lái)滿足不同的需求，包括消費(fèi)者的不同需求。該功能甚至可以是電視制造商在現(xiàn)場(chǎng)都可以進(jìn)行性能升級(jí)。

附加的畫(huà)中畫(huà)功能

即便是降低了制造商的制造復(fù)雜度，也還不足以促使他們?nèi)拥鬋AN。最終，還是消費(fèi)需求驅(qū)動(dòng)這一市場(chǎng)。Xceive的硅調(diào)諧器在新興的電視機(jī)品牌中獲得了大量的市場(chǎng)。這些品牌通過(guò)采用硅調(diào)諧器的先進(jìn)功能來(lái)差異化他們的產(chǎn)品線。

Xceive的硅調(diào)諧器能夠提供高圖像質(zhì)量，并提供能夠解決消費(fèi)者需求的獨(dú)特功能。ChannelVista 和QuickTune就是兩個(gè)實(shí)例。

ChannelVista只利用一個(gè)調(diào)諧器就提供了多個(gè)畫(huà)中畫(huà)功能。這就是眾所周知的“虛擬調(diào)諧器”，其能夠利用一個(gè)調(diào)諧器在同一屏幕上顯示多個(gè)頻道的圖像。從眾多頻道上通過(guò)時(shí)間分割，電視機(jī)SoC能夠在同一時(shí)間用多個(gè)頻道來(lái)刷新屏幕。于是這就在無(wú)需增加額外調(diào)諧器成本的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了畫(huà)中畫(huà)。

QuickTune采用Xceive調(diào)諧器的超快單個(gè)信號(hào)檢測(cè)功能，在不到5秒鐘的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)100多個(gè)頻道的全部掃描。利用QuickTune，不再需要等待50分鐘進(jìn)行頻道掃描配置（特別是消費(fèi)者為他們的終極電視投資幾千美金后）。QuickTune的5毫秒通道檢測(cè)時(shí)間還能夠?qū)崿F(xiàn)快速的頻道變化，使用戶在進(jìn)行ChannelVista圖像頻道切換時(shí)享受更好的體驗(yàn)。

畫(huà)中畫(huà)喜愛(ài)頻道

另一個(gè)功能是提供可視的喜愛(ài)頻道一覽表，可以在同一屏幕上同時(shí)顯示所有觀眾喜愛(ài)的頻道。觀眾可以根據(jù)實(shí)時(shí)視頻來(lái)選擇最喜愛(ài)的頻道，而無(wú)需程序描述。這可以精細(xì)調(diào)節(jié)觀眾的體驗(yàn)，還可以使觀眾不用在廣告期間頻繁地切換頻道。

使用雙調(diào)諧器時(shí)，ChannelVista通過(guò)同時(shí)提供4，8，12分屏或任意數(shù)量的廣播頻道來(lái)進(jìn)一步提升觀眾體驗(yàn)。實(shí)時(shí)畫(huà)中畫(huà)環(huán)繞主頻道顯示，形成一個(gè)豐富的多媒體中心。

結(jié)論

電視制造商面臨模式變換來(lái)滿足數(shù)字轉(zhuǎn)換的需求。傳統(tǒng)的“切換”一詞使用不當(dāng)，因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)要求的是從模擬到混合再到數(shù)字的逐步過(guò)渡。同時(shí)，消費(fèi)者要求色彩更豐富的鮮活圖像以及先進(jìn)的廣播功能。要保持領(lǐng)先，電視制造商要根據(jù)性能和功能集來(lái)差異化產(chǎn)品。這就要求高端的數(shù)字電視接收，同時(shí)還需要對(duì)成本敏感的大眾市場(chǎng)具有吸引力。硅調(diào)諧器在費(fèi)用方面處于領(lǐng)先地位。隨著集成度最高的混合硅調(diào)諧器在當(dāng)今市場(chǎng)上推出，Xceive為全球市場(chǎng)提供了高性能、高質(zhì)量和豐富功能。

圖1:簡(jiǎn)化的DTV方框圖。

圖2：混合的2合1硅調(diào)諧器。

圖3：最初的服務(wù)區(qū)和利用更靈敏的調(diào)諧器所擴(kuò)大的服務(wù)區(qū)域。

圖4：CAN調(diào)諧器與相鄰的Xceive的硅調(diào)諧器的外形比較。

圖5：基于視頻的喜愛(ài)頻道（下）與文本的對(duì)應(yīng)(上)。

圖6：雙調(diào)諧器環(huán)境中的ChannelVista。

作者：Neil Mitchell

行銷副總裁

Xceive Corporation