数字高频调谐器原理与结构分析

《电视机原理》课题设计报告

题目：数字高频调谐器原理与结构分析

指导老师：蔡艳艳

课程设计说明书第II页

数字高频调谐器原理与结构分析

摘要

高频调谐器又称高频头，是液晶彩电信号通道最前端的一部分电路。它的主要作用是调谐所接收的电视信号，即对天线接收到的电视信号进行选择、放大和变频。数字电视调谐器是电视接收机顶盒中的重要部件，是数字电视接收机的前端部件，数字信号高频调谐器简称数字高频头，在数字电视芯片中占有十分重要的地位。它承担了数字电视接收机的全部高频信号的处理工作。它主要是对模拟电视机的升级，使模拟电视机能接收和收看数字电视节目,同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能。现在就基于数字高频调谐器原理与结构进行分析，通过时钟输入采用从信号源上的BS信号输入，经过锁相环电路（CD4046）及分频器控制电路（CD4522）即分频比为N，则从VCO振荡输出口得到合成频率为N f信号。把压控振荡器VCO的输入端用导线直接连接到相位比较器的比较信号输入端第三引脚PD12，这时，该电路就是一个基本锁相环电路。本电路采用反馈封锁的办法，实现了使用极少的器件控制着众多批频率的灵活转换功能。分频比范围控制电路，主要通过改变电阻、电容的值来改变频率合成器分频比的范围。

关键词：数字高频头，锁相环，控制电路

目录

1绪论 (1)

2 数字调谐器的分类、特点及组成 (1)

2.1数字调谐器分类 (2)

2.2调谐器基本工作原理 (2)

2.3铁盒调谐器现状 (5)

2.4调谐器的几个关键技术指标 (5)

3.频率合成式数字调谐器工作原理 (6)

3.1 数字频率合成器的组成 (6)

3.2锁相环路的工作原理及组成 (6)

3.3数字锁相式频率合成器系统设计总体框图 (7)

3.3.1 常用集成锁相环路CD4046简介 (8)

3.3.2 CD4046的内部功能框图及各引脚功能如下 (8)

3.3.3可预置1/N计数器CD4522工作原理及引脚图 (9)

总结 (13)

致谢 (14)

参考文献 (15)

1绪论

数字电视调谐器是数字电视接收机的前端部件，在数字电视芯片中占有十分重要的地位。它承担了数字电视接收机的全部高频信号的处理工作。

传统的电视调谐器由分立元件构成，通过印刷电路板互连，外型是一个铁盒装置，将各区域隔离，防止信号之间串扰，内部各个区域实现不同功能，通过金属将各区域隔离，防止信号之间的串扰，此类调谐器存在几个难以解决的缺馅：性能不稳定，每个器件都有独立的电气和温度特性，因此随着时间推移和外部环境的变化，调谐器的总体性能的变化范围较大，最终导致图像质量的变化；体积较大，因为内部空间需要容纳众多器件，包括芯片，线圈，电容等，而且要考虑散热问题；成本较高，调谐器的成本包括内部的多块芯片，线圈，电容，外层铁盒以及PCB板的制作费用，价格不菲。

随着微电子技术，超大规模集成电路设计技术，数字信号处理技术以及计算机技术等方面的实用技术突破，国际市场竞争的加剧，电视调谐器的制作越来越优良，性能越来越优异，并向集成化，小型化和高可靠性发展，从上世纪70年代开始，分离器件构成的电路模块逐渐被相应专用的集成电路所替代，并随着集成电路设计技术的发展，电视视调谐器专用芯片的集成度越来越高。

2 数字调谐器的分类、特点及组成

2.1数字调谐器分类

电子调谐器即高频头，由于其内部包含着许多调谐回路（高放回路，输入回路，本振回路），这些调谐回路又都是通过改变变容二极管的端电压来进行调谐的，故称电子调谐器。又由于它处在电视机最前端，也成为前端电路（FEC）。为了使选择频道时的调谐过程简单易行，电视机常采用调谐电压预先制定并存储的方法，完成预置、存储记忆和控制不同频道调谐电压的电路称频道预选器。电子调谐器和频道预选器二者是密切相关的。

数字调谐器能将数字信号转换成模拟信号在电话网上传送，也能将接受到的模拟信号转换成数字信号的设备。由于目前大部分个人计算机都是通过公用电话网接入计算机网络的，因而需通过调制解调器进行上述转换。它是计算机与电话线之间进行信号转换的装置，由调制器和解调器两部分组成，调制器是把计算机的数字信号（如文件等）调制成可在电话线上传输的声音信号的装置，在接收端，解调器再把声音信号转换成计算

机能接收的数字信号。通过调制解调器和电话线就可以实现计算机之间的数据通信。

目前调制解调器主要有两种：内置式和外置式。

内置式调制解调器其实就是一块计算机的扩展卡，插入计算机内的一个扩展槽即可使用，它无需占用计算机的串行端口。它的连线相当简单，把电话线接头插入卡上的“Line”插口，卡上另一个接口“Phone”则与电话机相连，平时不用调制解调器时，电话机使用一点也不受影响。

外置式调制解调器则是一个放在计算机外部的盒式装置，它需占用电脑的一个串行端口，还需要连接单独的电源才能工作，外置式调制解调器面板上有几盏状态指示灯，可方便您监视Modem的通讯状态，并且外置式调制解调器安装和拆卸容易，设置和维修也很方便，还便于携带。外置式调制解调器的连接也很方便，phone和line的接法同内置式调制解调器。但是外置式调制解调器得用一根串行电缆把计算机的一个串行口和调制解调器串行口连起来，这根串行线一般随外置式调制解调器配送。

电子调谐器主要由回路、高放、本振和混频四部分组成。但由于整个电视频道所占的频率范围很宽（48.5~92MHZ）,跨越了米波波段和分米波波段，前者的调谐回路是由LC集中参数元件组成，而后者采用分布参数调谐回路（同轴谐振腔），因此，常把它们分为VHF（甚高频）和UHF（特高频）两部分。其中，VHF包括Ι频段（48.5~92MHZ）1~5频道和ΙΙΙ频段（167~223MHZ）6~12频道；UHF包括（470~958MHZ）13~68频道。目前，由于有线电视的发展，在111~167MHZ及223~447MHZ范围内增加了35个增补频道。即使这样，电子调谐器的基本组成原理仍未改变。

当接收VHF频道信号时，开关S断开，同时UHF频段不供电（电源BV=0），电路不工作，此时1~12频道信号经带通滤波器送至VHF输入回路，经初选再进入VHF高频放大，然后与VHF本振信号混频，最后输出视频载频为f

（38MHZ）的残留边带中频调幅

PI

（31.5MHZ）的伴音中频条幅信号。

信号，以及载频为f

SI

当接收UHF频段信号时，开关S接通，UHF电路工作，此时的VHF有关电路则因停止供电（电源BV=0）而不工作。但VHF混频器电路BM≠0，仍处于工作状态，并作为UHF 的中级放。即UHF变频器把13~68频道的电视机信号变成中频信号经此中放级放大后输出。VHF和UHF的转换及频道选择、控制由频道预选器完成。

电子调谐原理。调谐即改变回路的谐振频率，从原理上讲，改变回路电感或电容都能达到改变谐振频率的目的。电路接收系统采用变容二极管替代回路可变调谐电容。变