基于MAX2119的直播星NIM調(diào)諧器設(shè)計(jì)

根據(jù)“十一五”規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)，我國(guó)將全面實(shí)現(xiàn)20戶以上共71.66萬(wàn)個(gè)已通電自然村的“村村通”廣播電視。2008年6月，隨著中星9號(hào)的順利升空，我國(guó)的“村村通”工程進(jìn)入直播衛(wèi)星時(shí)代。根據(jù)國(guó)家廣電總局的規(guī)劃，在目前已經(jīng)開通48套電視節(jié)目的基礎(chǔ)上，未來(lái)還將開展多種增值服務(wù)，如高清、推送視頻點(diǎn)播等內(nèi)容，并由此推動(dòng)相關(guān)的產(chǎn)品制造、服務(wù)行業(yè)的發(fā)展與產(chǎn)業(yè)升級(jí)，形成上千億元的市場(chǎng)規(guī)模，為拉動(dòng)內(nèi)需，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，發(fā)揮積極作用。針對(duì)該市場(chǎng)的巨大需求，Maxim推出MAX2119，本文介紹了基于Maxim MAX2119和中天聯(lián)科AVL1108解調(diào)芯片的直播星NIM調(diào)諧器的參考設(shè)計(jì)。

硬件設(shè)計(jì)

MAX2119低成本、直接變頻調(diào)諧器IC專為直播星機(jī)頂盒設(shè)計(jì)，封裝為5mm x 5mm、28腳QFN。MAX2119使用寬帶I/Q下變頻器直接將衛(wèi)星信號(hào)從LNB變頻到基帶，工作頻率范圍擴(kuò)展到925MHz到2175MHz。該器件包含LNA、RF可變?cè)鲆娣糯笃?、I/Q下變頻混頻器、截止頻率可編程的基帶低通濾波器和數(shù)控可變?cè)鲆婊鶐Х糯笃鳌F和基帶可變?cè)鲆娣糯笃飨嗯浜?，能夠提供大?0dB的增益控制范圍。MAX2119包含完整的單片VCO和N分頻頻率合成器。另外，片內(nèi)晶體振蕩器提供緩沖輸出，用于驅(qū)動(dòng)額外的調(diào)諧器和解調(diào)器。通過2線串行接口實(shí)現(xiàn)合成器的編程和器件配置。IC能夠自動(dòng)選擇VCO（VAS），以自動(dòng)選擇適當(dāng)?shù)腣CO。在多調(diào)諧器應(yīng)用中，該器件可以配置為兩個(gè)2線接口地址的其中之一。

AVL1108主要功能包括基帶信號(hào)解調(diào)和信道解碼，用于將衛(wèi)星調(diào)諧器輸出的ABS-S基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成TS流，并通過簡(jiǎn)單的接口提供給后端解碼芯片。接收信號(hào)經(jīng)過匹配濾波器、符號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)環(huán)路、載波頻率和相位跟蹤環(huán)路、均衡器、前向糾錯(cuò)解碼器，之后生成TS流，輸送給后端解碼芯片。AVL1108在8PSK解調(diào)模式下，符號(hào)速率達(dá)到45MSps，凈碼流速率達(dá)到120Mbps的衛(wèi)星信道接收芯片，可提供更多頻道接收和高清晰度電視傳輸。 通過標(biāo)準(zhǔn)I2C總線控制接口，后端處理芯片可以方便控制AVL1108，并通過AVL1108峁┑DiSEqCTM接口，對(duì)下變頻器（LNB）進(jìn)行配置。AVL1108提供了射頻自動(dòng)增益控制，只需通過簡(jiǎn)單的阻容網(wǎng)絡(luò)就可以與前端調(diào)諧器連接。AVL1108針對(duì)ABS-S信號(hào)格式進(jìn)行專門優(yōu)化處理，能夠?qū)崿F(xiàn)完美的時(shí)鐘同步和卓越的前向糾錯(cuò)性能。AVL1108集成雙通道高性能差分模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），具備消除直流、IQ補(bǔ)償和相位補(bǔ)償功能。 AVL1108具備極強(qiáng)的抵御相位噪聲能力，可以在頻偏達(dá)到5MHz的環(huán)境中快速鎖定信號(hào)，并能維持精確的時(shí)鐘同步。

MAX2119外圍僅需要一個(gè)晶體以及少量的電阻電容就可以組成一個(gè)完整ABS-S接收前端。可直接將ABS-S信號(hào)下變頻到解調(diào)芯片所需要的I/Q信號(hào)。RF輸入頻率范圍為950MHz至2150MHz，覆蓋目前直播星的950MHz至1450MHz的主要工作頻段。晶體的參考頻率為12MHz至30MHz。

系統(tǒng)測(cè)試

本文僅給出了噪聲系數(shù)的測(cè)試環(huán)境及方法，關(guān)于其它項(xiàng)目測(cè)試所需設(shè)備及具體方法，請(qǐng)聯(lián)系Maxim工程師。

噪聲系數(shù)測(cè)試環(huán)境及方法

測(cè)試條件

測(cè)量噪聲系數(shù)時(shí)，須用功率計(jì)和阻抗轉(zhuǎn)換器認(rèn)真校準(zhǔn)其輸入信號(hào)功率。校準(zhǔn)之后，輸入一個(gè)-90dBm的單音射頻信號(hào)到F端，而后在I/Q輸出接口端用頻譜儀測(cè)量I/Q輸出和噪聲譜密度。噪聲系數(shù)可通過以下公式計(jì)算得出。

射頻頻率 = 1550 MHz （信號(hào)源產(chǎn)生的單音信號(hào)）

輸入功率= -90 dBm （校準(zhǔn)的）

GC1 = 0.5 V

GC2 = +10dB

線損= 0.88dB

從頻譜儀讀出的數(shù)值:

輸出功率 (I/Q) = -16.81 dBm

噪聲譜密度 = -89.51dBm/Hz (noise density)

結(jié)果:

噪聲系數(shù) = 174 - (輸出功率- 輸入功率) +噪聲譜密度-3 – 線損

= 174 – (-16.81+90) – 89.51-3-0.88 dB

= 7.42 dB

測(cè)試結(jié)果

RF性能

圖5、圖6、圖7分別給出了雜散輻射、輸入回波損耗和噪聲系數(shù)指標(biāo)的測(cè)試結(jié)果，圖5所示雜散輻射低于-102dBm；圖6所示輸入回波損耗在950MHz-2150MHz段低于-6.2dB；圖7所示為950MHz到2150MHz頻段內(nèi)的噪聲系數(shù)，950MHz為7.85dB，2150MHz為8.07dB?；鶐г鲆嬖O(shè)置為+10dB。

基于MAX2119和AVL108的ABS-S直播星NIM調(diào)諧器設(shè)計(jì)為客戶設(shè)計(jì)直播星機(jī)頂盒提供了參考，客戶只需加入解碼芯片部分電路、電源、前面板即可組成一個(gè)完整ABS-S機(jī)頂盒。