實現更優異DTV調諧、畫中畫、速度和體積的硅調諧器

制造商也必須要改變調諧器架構。但問題是不再是數字或模擬。在過渡時期，模擬調諧器將讓路于模擬/數字混合調諧器，并在隨后的2011/2012年轉換到純數字的調諧器。目前實際的問題在于是選擇CAN還是硅調諧器。

數字硅調諧器以平庸的性能而登場。一開始的性能和圖像質量都無法與體積大的CAN調諧器媲美。但并非所有的硅調諧器都是這樣的，性能的提升改變了人們的認知。如今，Xceive公司經過實踐驗證的第二代硅調諧器的性能已經超過了CAN調諧器的性能和圖像質量，同時還提供了額外的優點和差異化。

性能和陡壁效應

圍繞調諧器性能和信號接收質量，數字接收的引入也帶來了一些新問題。使用模擬信號，電視信號隨著距離增加時劣化比較緩慢。但對于數字信號卻非如此。數字信號要么是可以接收到，要么是收不到。如果電視機距離廣播發射機比較遠，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字電視信號。這種戲劇性和突然的圖像丟失就是我們所說的陡壁效應。

根據Centris的最新研究顯示，由于陡壁效應，數字電視的覆蓋比預期的要小很多。研究發現，居住在偏僻地區僅使用室內天線的24%的用戶將無法收到數字信號。通過空中(OTA)接收的美國電視用戶有超過50%都位于這類不好接收的區域。估計全國1700萬只能通過空中接收的電視用戶中只有920萬用戶才能體驗到數字電視。

當OTA模擬廣播停播并被數字信號取代后，這些家庭極容易遭受陡壁效應而面對空白屏幕。對這些用戶來說，唯一的選擇就是轉用有線電視或衛星電視，但由于住地偏僻，或者是由于地理上的視距阻擋而無法接收衛星信號從而無法實現。

CAN調諧器有限的接收性能增加了陡壁效應。與領先的CAN調諧器相比，Xceive硅調諧器的靈敏度具有3dBm的優勢，從而減輕了陡壁效應，從而可以安裝在距離數字發射機更遠的地方，且沒有圖像劣化的現象。實際上，配有Xceive的電視機可以安裝的距離是等效CAN調諧器的2倍。

假定電視機已經買好，且用戶居住在傳統CAN調諧器的接受范圍以外，但位于Xceive調諧器的附加覆蓋范圍之內。其差別在于，如今用戶可以在自己的數字家庭中利用買好的電視機欣賞節目，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，因為有線電視和衛星電視接入都是無法保證的。為了確保數字電視的成功，硅調諧器就必須能夠在更大的覆蓋范圍內捕獲數字信號。

上述的問題無論對于模擬還是數字都是如此。因為即使等效的CAN調諧器能夠接收到信號，但Xceive硅調諧器所具有的3dBm的信號質量優勢也要比CAN優越。所觀看的圖像將會更加清晰，鮮活，并具有更好的色彩，具有較少的重影。

CAN和硅調諧器的案例比較

Xceive硅調諧器目前已經在歐洲，亞洲和美國的一些世界上最具挑戰性的應用環境中經歷了現場性能驗證。最新的驗證都證明Xceive的硅調諧器性能都優于領先的CAN調諧器，而且還更具健壯性。最簡單的驗證方法是利用過調制和載波鎖定。

兩塊完全一樣的一流電視機板被用來進行并排比較。一塊使用了Xceive的硅調諧器，而另一塊則使用了公司下屬的調諧器部門的CAN調諧器。對板子進行比較時，使用了一個能導致最大失真的過調制信號，所顯現的結果是水平視頻穩定性失真，導致根本無法觀看。同樣，使用硅調諧器方案時，通過一樣的后端MPEG和視頻處理器引擎，則可以接收信號并能顯示同樣的信號。結果是通過硅調諧器的圖像即健壯，實心且穩定。比較證明了相對于CAN調諧器，硅調諧器可以處理更高的過調制信號（如過調制可以大于140%，而CAN最大為125%）。

另一些例子還證明硅調諧器還具有其他方面的優異性能，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。由于具有較少的現場問題，靈巧的硅調諧器正在成為優選的解決方案。

調諧器體積

除了數字轉換外，不斷演進的用戶需求還迫使電視制造商在空間利用率方面來評估硅調諧器。消費者喜歡更大尺寸的，比較輕的平板電視。笨重的CAN調諧器無法滿足電視機越來越薄的趨勢，即便是屏幕尺寸不斷增大也是如此。有些時候，對屏幕超薄的需求實際上在設計中就排除了使用CAN調諧器的任何可能。

在目前的許多電視機設計中都用了CAN調諧器，它由許多分立元器件組成，包括多個IC，許多小型的表面貼裝無源器件，可變電容器，以及多個空芯電感。由于這些模塊體積大，功耗高，且比較復雜，設計師正在尋求其他解決方案。

雖然單芯片硅調諧器也已經使用了數年了，但此前它們在性能和其他方面還趕不上CAN調諧器。在電視應用中單芯片硅調諧器也還沒有得到大面積的采用，原因是難以滿足模擬和數字共存、地面和有線電視、以及電視機制造商所要求的調諧和解調等方面的所有需求。

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

CAN調諧器的厚度排除了被用在超薄電視機的可能，或者迫使重新將調諧器放置到一個獨立的機盒內，這樣就需要另外的電纜連接，并在用戶的娛樂中心配置中增加一個盒子。

小型的硅調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用受益。絕大多數小屏幕電視機，例如廚房或一些臥室用電視機，目前也需要現有的模擬接收上增加數字接收。該功能增加了調諧器的尺寸，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諧器。

降低制造復雜度

相對于印刷電路板上的其他元器件，CAN調諧器是一體的，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，對于電源器件也許需要過孔。但CAN調諧器是一體的，需要一些安裝和固定材料。這種單獨的子系統部件在電視板的制造過程中需要獨特的處理和安裝。電視制造商需要專用的設備來固定CAN調諧器，并將其焊接到板子上。許多情況下，CAN調諧器是手工焊裝。這就增加了復雜度，降低了生產率，并需要專用的處理設備和安裝工藝。

而硅調諧器則無需專用處理或材料。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備。從而降低了復雜度和成本，增加了生產率。

Xceive硅調諧器中所用的半導體工藝技術還具有比CAN調諧器更嚴格的公差。這對于CAN調諧器中的線圈來說尤為如此，因為它在調諧器的制造中需要調節。結果，CAN調諧器特別容易導致產品間的不一致。

公差和壽命

CAN調諧器通常包括多達5個大元器件，還有多達150個小型器件。這些元器件中每個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+/-10% ，甚至可能超過 +/-20%。將這些公差加在一起，就會導致一條生產線上的產品與另一個生產線上的產品具有一定的性能差別，這種差異有時會很大。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致電視產品的召回。

此外，隨著CAN調諧器的壽命增加，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，這導致隨著時間的增加而產生接收質量和功能性的降低，在特定的環境中甚至會導致信號無法接收。隨著電視機成本的增加以及功能集的擴展，消費者也會期望較長的壽命。

另一方面，硅調諧器是一個健壯的半導體器件，具有極嚴格的工作特性，能夠經受時間的考驗。電視機中的硅調諧器采用一個單芯片，沒有分立的元器件，這意味著隨著時間的增加，所產生的變化很小。這確保了電視機嚴格一致的性能，并實現更長的整體產品壽命。

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

流線型的庫存管理

如果沒有一個全球性平臺，制造商無法有效地升級來滿足全球范圍的廣播需求。各地區的廣播標準都彼此不同，數字轉換的時間也不同，能夠適用于全球標準的電視調諧器有助于制造商降低庫存和生產成本，或者至少說為了不同的市場，可以把重新設計的需求降低到最小。隨著硅電視調諧器可以用于歐洲，美國和亞洲，調諧器將不再是滿足地區需求的障礙了。

Xceive的硅調諧器對全球范圍的所有地區提供同一種芯片，不管是模擬傳輸還是數字傳輸。于是簡化了產品設計，利用單一的設計平臺滿足多種市場。從而無需管理用于不同市場的不同芯片。用于歐洲的芯片也可以用于美國和亞洲。Xceive的硅調諧器可以處理全球范圍內的廣播標準，簡化了庫存管理和相應成本。

IP節目與目前行業標準的整合

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標準。這就無法實現IP的全球覆蓋。從硬件的觀點出發互聯網接收是全球性的。Xceive的全球范圍通用平臺可以實現能整合到IP接收設備中的全球范圍內統一的電視架構，從而可以實現以前無法實現的應用。

客戶定制

制造商也可以從Xceive公司基于DSP的架構中獲益。對硅調諧器來說這并非一般，但對于Xceive的調諧器的確如此。因為在架構中有一個DSP，可以運行決定調諧器性能、特性和行為的固件。

這樣，就可以允許對調諧器的性能進行調節，即便是在生產開始之后。還可以對調諧器的性能和特性進行修改來滿足不同的需求，包括消費者的不同需求。該功能甚至可以是電視制造商在現場都可以進行性能升級。

附加的畫中畫功能

即便是降低了制造商的制造復雜度，也還不足以促使他們扔掉CAN。最終，還是消費需求驅動這一市場。Xceive的硅調諧器在新興的電視機品牌中獲得了大量的市場。這些品牌通過采用硅調諧器的先進功能來差異化他們的產品線。

Xceive的硅調諧器能夠提供高圖像質量，并提供能夠解決消費者需求的獨特功能。ChannelVista 和QuickTune就是兩個實例。

ChannelVista只利用一個調諧器就提供了多個畫中畫功能。這就是眾所周知的“虛擬調諧器”，其能夠利用一個調諧器在同一屏幕上顯示多個頻道的圖像。從眾多頻道上通過時間分割，電視機SoC能夠在同一時間用多個頻道來刷新屏幕。于是這就在無需增加額外調諧器成本的基礎上實現了畫中畫。

QuickTune采用Xceive調諧器的超快單個信號檢測功能，在不到5秒鐘的時間內實現對100多個頻道的全部掃描。利用QuickTune，不再需要等待50分鐘進行頻道掃描配置（特別是消費者為他們的終極電視投資幾千美金后）。QuickTune的5毫秒通道檢測時間還能夠實現快速的頻道變化，使用戶在進行ChannelVista圖像頻道切換時享受更好的體驗。

畫中畫喜愛頻道

另一個功能是提供可視的喜愛頻道一覽表，可以在同一屏幕上同時顯示所有觀眾喜愛的頻道。觀眾可以根據實時視頻來選擇最喜愛的頻道，而無需程序描述。這可以精細調節觀眾的體驗，還可以使觀眾不用在廣告期間頻繁地切換頻道。

使用雙調諧器時，ChannelVista通過同時提供4，8，12分屏或任意數量的廣播頻道來進一步提升觀眾體驗。實時畫中畫環繞主頻道顯示，形成一個豐富的多媒體中心。

結論

電視制造商面臨模式變換來滿足數字轉換的需求。傳統的“切換”一詞使用不當，因為現實要求的是從模擬到混合再到數字的逐步過渡。同時，消費者要求色彩更豐富的鮮活圖像以及先進的廣播功能。要保持領先，電視制造商要根據性能和功能集來差異化產品。這就要求高端的數字電視接收，同時還需要對成本敏感的大眾市場具有吸引力。硅調諧器在費用方面處于領先地位。隨著集成度最高的混合硅調諧器在當今市場上推出，Xceive為全球市場提供了高性能、高質量和豐富功能。

圖1:簡化的DTV方框圖。

圖2：混合的2合1硅調諧器。

圖3：最初的服務區和利用更靈敏的調諧器所擴大的服務區域。

圖4：CAN調諧器與相鄰的Xceive的硅調諧器的外形比較。

圖5：基于視頻的喜愛頻道（下）與文本的對應(上)。

圖6：雙調諧器環境中的ChannelVista。

作者：Neil Mitchell

行銷副總裁

Xceive Corporation