1、概述
ETA-SF03/1型高频头是我国自主开发的新一代频率合成式高频头。高频头的核心元器件是TI公司生产的SN761672A芯片,它集本振、混频、放大、锁相功能于一体,并由I2C数据进行控制。它会在接收到I2C数据后将令对应频段的本振电路开始工作,产生一个固定振荡在频率为“指定频道频率+中频频率”的本振信号,进入IC内部的混频器与输入信号混频,采用超外差方式产生中频信号(38.0NHz),放大后输出。此外,它还可以根据输入数据打开指定的信号通路,同时其余通道不工作,避免产生不必要的干扰。
在高频头上有一些端子,以下是各端子的功能。
①脚AGC:在输入信号幅度过大时,电视机的中频单元会改变输入的AGC电压值,抑制信号幅度,避免由于输入幅度过大造成失真。通常设定为当输入信号为60dBmV时,该处电压为4V。
②脚TU:主要用于高频头生产过程中,对IC产生的调谐电压值进行监控,也可输入调谐电压在非锁相状态下对高频头进行调试和检测。
⑦脚BM:提供高频头的工作电压(+5V)。
⑤脚SDA:输入/输出SN761672A的工作数据信号。
④脚SCL:输入SN761672A的工作时钟信号。
③脚SAS:在I2C BUS上挂有多个元器件时,由CPU选择其中之一在某一时段工作,这时输入的12C数据中指定位代表的电平值与该端子接入电平吻合,高频头开始工作。
⑨脚30V:提供高频头需要的调谐电压(30V),在高频头内部IC会将其转换为所需调谐电压值。
⑧脚IF:中频输出端子。
2、输入回路分析
由天线插口进入的TV高频信号,先通过由L1、L2和C1组成的“π”型高通滤波电路(如图1所示),带通频率从48MHz到900MHz。可防止工业高频(工频)及无线电通信信号输入。再由C2和L3组成并联谐振电路(中频陷波器),谐振点频率为38.OMHz,用以抑制中频信号的干扰。C3为隔直传输电容,L16、L10、L4为传输各自频段的高频TV信号,同时隔离其他频段信号,并可防止静电脉冲窜入,以免损坏高频放大场效应管的栅极绝缘层。
3.输入调谐回路
输入调谐回路,其目的是对输入信号进行选频及阻抗匹配,令输入信号的反射最小,达到最大输入的目的。(现以VHF-L频段为例,参见图1所示)L17、R27、VDll、VDl2、C37、R28、R29组成VL频段的输入调谐回路。主谐振LC是L17和VDll的反偏结电容。VD11反偏电压在0.5~30V(+3V)之间变化,主谐振电路的频率在48.25~170MHz变化,R27(10Ω)是用以展宽通频带,降低谐振回路的Q值。C37(1nF)是高频旁路电容,R28、R29为调谐电压TU的传输隔离电阻。VDl2变容二极管随着TU电压的上升,其反偏电容也随之减小,使整个频段内传输系数近于相等。C38为高频传输电容,同时有隔直作用。通过C38将已调谐选频的TV信号传输到高频场效应管V3的第一栅极(G1)。
4.高频放大电路
现代彩色电视机的高频调谐器的高放管,基本上都采用超小型贴片式双栅极场效应管,这是因为双栅极场效应管具有高输入阻抗,高跨导、低噪声系数、低反馈电容、大动态工作范围、良好的AGC特性及交叉调制小等优点。
作为高频放大用的N型沟道场效应管,为双栅极场效应管(型号:BF909R),第一栅极G1接输入信号,称为信号栅极。另一控制栅极G2接RF.AGC直流控制电压,用以控制FET的源极s和漏极D之间的N型沟道宽窄。RF.AGC直流电压越高,N型沟道越宽,FET的跨导越大,电压增益就越高。
高频调谐器各频段的接收,是以切换各频段高放场效应管栅极正向偏置电压供电来实现的。VCT3803A/01A通过:I2C总线输出地址位,控制ICl(sN761672A)(22)、(23)、(25)三个脚电压分别提供给BL、BH、Bu各自通道高频放大管栅极正偏置电压(+3.9V)。在任何情况下,为内部三个高放场效应管中的某一频段提供信号栅极G1的正偏置电压。
5.高频放大输出调谐回路
高频TV信号通过高放管之后,由其漏极输出至双调谐选频回路。该电路的主要目的是选择输入信号的频率点,使输入的TV信号在要求接收的频道位置,幅度尽可能达到最大,在带宽内(-3dB点带宽约为8MHz)要求平坦,各方面电性能尽可能最佳。图4中VD2、VD3、VD7、VD8、VDl3、VDl4都是变容二极管。其中VD2和VD3工作在UHF频段,VD7和VD8工作在VHF-H频段,VDl3和VDl4则工作在VHF-L频段。它们在接到各自阴极的调谐电压Tu变化时,反偏电容值随之变化,反偏电压越高,反偏势垒电容越小。现在以VHF-L频段电路为例来分析;VDl3和VDl4为主调谐变容二极管,VDl5为辅助变容管,当它们的容值为某一个指定值时,整个双调谐选频回路会在VHF-L频段内,某一个频率点的位置上传输性能达到最佳。这时所需的调谐电压值取决于设计时设定的调谐分频比N。这部分电路对电视机的选择性,灵敏度等多项指标有非常大的影响,因此此处各项参数的搭配非常重要。VDl5为传输变容二极管,在VHF-L频段内,高频TV信号的频率越高,Tu电压值越大,反偏势垒电容越小,但由于传输的TV信号频率高,所以传输回路的容抗 值xC(xC=1\ωC基本不变,这有利于在整个频段 内,任一被接收的电视高频信号增益值平稳。信号 在通过双调谐(参差调谐,并采用电感耦合加电容 耦合)选频回路后,进入ICl的(29)和(30)脚(在接 收VHF—L频段信号时,由于(22)脚为高电位,(23)脚 为低电位,开关二极管D2导通;而开关二极管D1 截止,此时仅能输入VHF一L频段的高频信号)。
6.本振调谐电路
VHF-L、VHF-H、UHF三个频段都有各自的本机 振荡器(本振)电路,但却集成在ICl(SN761672 A)内部。其本振的振荡器仍采用克拉柏式,外围保 留三组独立的本振选频回路(参见图2);VDl6、 VDIO、VD4为三个频段本振的调谐变容二极管。 L23、L15、L9为三个频段的本振调谐电感。TU电压 的变化(0.5V~30V),通过R46、R36、R23、R10接三 只本振变容二极管的阴极,调谐时变容二极管的反 偏电压变化,则变容二极管反偏势垒电容随之变 化。随着调谐电压增高,变容二极管电容值减小,与 电感L并联的谐振频率将增高。三组本振电路频率 覆盖值分别为:VHF—L频段(87.75~198.25 MHz);VHF-H频段(206.25~494.25MHz);UHF频 段(509.25~901.25 Edz)。频率覆盖系数在三个 频段内相近,略大于或近于2。
为达到上述频率覆盖的目的,VHF和UHF频段本振谐振回路的变容二极管与电感、电容将本振信号接入ICl的电路略有不同。
7.自动增益控制电路
由于从天线输入的各TV高频信号幅度不同,甚至差别很大,为满足尽可能接收到更多清晰的电视节目,高频头内的高放管,必须采用自动增益控制电路,一般用“RF.AGC”表示,以区别于中频放大中的IF.AGC电路,由图3中可以看出;三个频段的高放双栅极场效应管,其第二控制栅极G2与高频头①脚(RF.AGC)通过电阻R26、R11、R1分别隔离、连接。R25为栅漏电阻,由于栅极绝缘性能极高,可达到109Ω,R25可泄放在栅极上集累的电荷。RF.AGC直流电压在R26、R11、R1上压降极小,可以忽略。且R25阻值较大,分流也小,对直流控制的AG(电压影响不大。C7、C26、C39和C51为去耦电容,使接入G2的直流控制电压免受交流信号的干扰。RF.AGC控制电压的控制范围为0.5V~4V,受控增益量(VHF频段)为45dB、(UHF频段)为40dB。
,“国际标准”频率合成式调谐器电路基本原理