基于Silicon Tuner的TV射频信号接收电路

王 楠

（天津三星电子显示器有限公司，天津 300385）

责任编辑:任健男

1 引言

随着电子技术的高速发展和不断革新，平板电视取代传统显像管电视成为行业中的主流。而在平板电视迅猛发展的今天，超薄化已经成为各个厂商不断追求的目标。作为TV射频接收系统（TV RF电路），目前常用的高频头体积较大，在一定程度上制约了平板电视的超薄化发展。笔者设计了一种基于Silicon Tuner的射频接收电路，与传统高频头相比，该射频电路系统具有体积小、成本低、电性能卓越等优点，可使平板电视进一步超薄化。

2 系统主要模块

本文的电视射频接收电路系统是针对中国大陆及香港地区广播电视标准而开发的，其各个模块均按照中国/香港标准进行匹配设计。系统核心模块包括Silicon Tuner、数字解调芯片、模拟解调芯片，以下具体介绍这三个模块的选择方案。

2.1 Silicon Tuner

本系统所用的Silicon Tuner为数模一体Tuner，可支持DTMB/DVB-T/DVB-C/PAL/SECAM等多种数字/模拟电视广播制式，Silicon Tuner内部结构如图1所示。

Silicon Tuner具有无线（Air）和有线（Cable）两路 TV RF信号输入端子，通过Switch IC实现Air或Cable信号的选通；TV RF信号经过LNA（Low Noise Amp）低噪声放大器、BPF（Band-Pass Filter）带通滤波器、AGC（Auto Gain Control）自动增益控制回路、AMP放大器的处理后，最终以差分双中频IF+/IF-形式输出[1-2]。此外Tuner内部RF AGC（Auto Gain Control）与 Analog Demod IC 形成的负反馈回路对模拟信号进行自动增益控制，IF AGC与Digital Demod IC形成的负反馈回路自动调节数字信号的输出增益。Tuner以I2C总线控制方式与外部进行通信。

2.2 数字解调芯片

本系统采用凌讯公司的LGS-8G75芯片对数字IF信号进行解调处理。LGS-8G75是一款可完全支持中国数字电视地面广播传输标准GB20600-2006的解调芯片，对于单载波（Single-Path）和多载波（Multi-Path）传输信道都有很好的接收性能。该芯片采用144Pin的BGA封装形式（10 mm×10 mm），内部高度集成了双10 bit模数转换ADC、TDS－OFDM解调器和时域解交织存储器，可以接收数字或模拟IF/IQ信号，经过必要的信道解调及前向纠错解码处理后，输出并行或串行的MPEG－2 TS流，再配以外接时间交织所需的SDRAM，最终将数字IF信号转换成MPEG TS流并输出。

2.3 模拟解调芯片

系统采用NXP公司的中频集成IC TDA9886对模拟IF信号进行解调。

TDA9886通过I2C总线控制来实现图像中频PIF和声音中频SIF的处理，可精确控制自动增益控制（Auto Frequency Control，AFC），选择 AGC 中 T.O.P 点，并提供四路可选地址，通过一些列的算法最终将模拟IF信号解调为复合视频消隐/同步信号（Composite Video Blanking and Sync，CVBS）和声音中频SIF信号并输出。

3 系统方案设计

3.1 硬件电路设计

TV射频电路系统主要包括Silicon Tuner、数字解调回路、模拟解调回路以及滤波电路、放大电路、AGC反馈回路等，如图2所示。

TV RF信号在Silicon Tuner中经过一系列滤波、放大及双调谐选频处理后，最终以差分双中频IF+/IF－形式输出，从Silicon Tuner输出的IF信号将被同时传送至数字解调回路和模拟解调回路中。

在数字解调回路中，选用EPCOS公司的SAWFilter X7253D进行数字中频DIF滤波处理，滤波后的DIF仅保留以36.125 MHz为中心频点的8 MHz带宽数字方波，该数字中频经SN61766放大后在数字解调 IC（LGS－8G75）中进行数字信号解调。解调后除输出8位MPEG TS（MPEG_D0～MPEG_D7）码流外，还将输出MPEG_CLK，MPEG_SYNC和 MPEG_VALID， 上述 11位MPEG数据经过一系列编码后，共同传输到TV后端Decoder电路中进行其他相关处理。

在本系统的模拟信号解调回路中，Silicon Tuner输出的差分中频IF+/IF－首先在SAW－Filter中进行带通滤波处理。由于本系统是针对中国大陆/香港地区广播电视标准而开发的，因而在SAW－Filter的选择上也必须满足两地制式要求。对于模拟图像中频PIF采用EPCOS公司的K7268D，滤波后输出38.9 MHz PAL制式图像中频；模拟声音中频选择EPCOS公司的K9653D，可支持B/G，D/K，I，M/N等多种声音制式。滤波后的PIF信号在模拟解调IC（TDA9886）中进行解调并最终以CVBS（复合视频消隐和同步信号）形式输出，声音中频SIF直接输出。

从上述信号处理流程可以看到，Silicon Tuner接收端子中收到的TV RF信号经过射频电路处理后，最终以MPEG 流、CVBS、SIF 的形式输入到后端 Decoder电路中[3－4]，并且本系统采用I2C总线控制方式进行通信。

3.2 软件流程设计

Silicon Tuner流程如图3所示。系统上电后首先进行Software Reset等初始化设置，初始化完成后进入选频过程（CH.Change）。在选频过程中，如果用户没有其他操作，Tuner将会按照CH.Setting-State Machine-Receive TV的流程运行，若在选频过程中用户发出终止搜台或重新搜台的指令，系统都会判定为中断发生（Abort State Machine），并自动跳转到相应的程序中重新运行，同时清除中断标志。

LGS－8G75工作流程为系统上电并初始化完成后，首先设置MPEG格式、选择ADC、并初始化Tuner参数，通过一系列算法实现频率设定，待Tuner频率设置完成后，再分别对LGS－8G75进行Auto Mode Setting和Manual Mode Setting，并进行相应的Detect操作。

4 系统测试

笔者对TV射频电路系统进行了测试，测试结果表明，完全满足中国大陆/香港地区模拟电视广播标准及中国数字电视地面广播传输标准GB20600-2006。

对于数字信号，测试项目如表1所示。测试结果表明，系统具有良好的Single-Path和Multi-Path信道接收性能， 可支持 4QAM-NR，4QAM，16QAM，32QAM，64QAM等解调方式，前向纠错码率分别为0.4，0.6，0.8，并且具有PN420，PN595，PN945等保护间隔，其时间解交织模式有M=240和M=720两种。此外，拥有良好的抗多径干扰和多普勒频移特性，能够最大限度优化处理包括脉冲噪声、回波、衰落在内的多种状态信号。

表1 数字信号测试项目表

对于模拟信号，测试项目如表2所示。测试结果表明系统可支持PAL和SECAM图像模式，并且能够正确识别 B/G，D/K，I，M/N等多种声音制式。

5 小结

本文的TV射频电路系统具有良好的电学性能和体积小、成本低等优点，能够替代传统的CAN Tuner，与TV后端Decoder电路共同组成电视终端接收系统，使平板电视进一步向超薄化方向发展。

表2 模拟信号测试项目表

[1]阎英，刘伯红，张林.第二代数字广播电视系统前向纠错编码硬件实现研究 [EB/OL].[2010-02-20].http://elec.wanfangdata.com.cn/login.aspx?ReturnUrl=%2ffile%2ffile.ashx%3ffileResourceID%3dkjqk%26fileID%3ddzjsyy%2fdzjs2009%2f0910pdf%2f091028.pdf.

[2]肖乾友，黄晓革，骆志敏.一种数字中频接收机的设计与实现[J].电视技术，2006，30（4）:123-127.

[3]余兆明，余智.数字电视原理[M].北京:人民邮电出版社，2004.

[4]王川.彩色电视机原理[M].北京:人民邮电出版社，2009.