CMMB终端芯片大比较:几种典型调谐器分析评测 移动电视, 调谐器, 解调器, 解扰器, 手机

yuchengze

CMMB终端芯片内含调谐器、解调器、解码解扰器等模块，作为其前端的调谐器至关重要。本文选取五款比较典型的调谐器芯片进行分析比较，分别是ADMTV102、ADMTV803、MxL5007T、SMS1180和TP3021。 ADMTV102是ADI最早推出的支持CMMB标准的调谐器，在国内终端设备如手机、移动电视、MP4等中得到了广泛应用，该芯片除支持CMMB外，还支持国标DTMB、欧洲DVB-H/T、韩国推出的T-DMB以及FM，接收波段包括FM(65~108MHZ)，band-III(174~245MHZ), VHF(470MHz~862MHz), L-band(1450~1492MHz)。
ADI近期推出的ADMTV803同样支持多种数字电视标准，接收的波段为VHF(54~245MHz) 和 UHF(470~862MHz)。ADI官网给出的数据显示，ADMTV803新增加了美国ATSC-M/H和日本ISDB-T标准支持，同时从FM转而支持FM升级的DAB。通过拆解发现芯片射频信号输入引脚由ADMTV102的三个减少为两个，系统模块布局和ADMTV102有极高的相似度。
MxL5007T特别之处在于可接收44HZ到885MHz连续频段信号，支持几乎所有主要有线电视、地面数字和模拟电视标准。该芯片由Maxlinear公司在2008年第二季度量产。
SMS1180是SIANO公司在2008年7月针对中国市场推出的首款SIP封装、内含调谐器和解调器的芯片。该调谐器除了支持UHF (470~862 MHz)波段，还支持S波段。
TP3021在7x11mm2的模块中集成了调谐器、解调器、晶振和无源器件，是国内厂商泰合志恒和夏普合作在2008年11月量产的一体集成的CMMB接收器，支持CMMB标准的UHF和S波段，不过在其官网上并未透露其内含的调谐器是否还支持其他数字电视标准。
根据上面列举的信息，可以看到CMMB终端芯片的一些发展变化，由早期调谐器、解调器、解码器各自单芯片，发展为目前较主流的调谐器和解调器的合二为一，而且支持的CMMB波段也在增加。
芯片尺寸
ADMTV102的芯片尺寸约为2.82x2.87mm2，ADMTV803在相同特征尺寸的基础上面积仅为ADMTV102的64%，为2.26x2.29mm2。MxL5007T的芯片尺寸为2.70x2.70mm2，这在目前调谐器中的优势并不明显，但相比SMS1180内的调谐器芯片4.81x3.51mm2的面积，具有一定的成本优势。TP3021内含的调谐器芯片尺寸为2.75x2.69mm2。
功耗
ADMTV102在接收VHF和UHF信号的功耗分别为180毫瓦和200毫瓦，ADMTV803功耗仅为ADMTV102一半，在连续模式下的低功耗分别为92毫瓦(VHF)和94毫瓦(UHF)，由圣景(上海)微电子公司(以下简称“圣景”)对芯片射频信号接收通路分析，两款芯片从低噪放到滤波器的电路相差较大;MxL5007T的功耗在五款芯片中最高，为300毫瓦，使其相对于移动设备更适合于机顶盒;TP3021的功耗小于80毫瓦，而SIANO公司宣称SMS1180的功耗非常低，仅为31毫瓦。
灵敏度
ADMTV102的自动增益控制动态范围典型值为-102dBm到0dBm，ADMTV803为?102dBm到+10dBm;TP3021测试时使用QPSK调制接收灵敏度达到-99.6dBm左右;SMS1180在调谐器和解调器中各有一个电路模块保证其在室内纵深环境下的接收灵敏度。圣景公司将在近期对SMS1180中调谐器芯片进行解剖。
目前，越来越多的国内外公司参与到CMMB芯片设计生产中，例如，灵芯集成已推出S202ITM和S203ITM;法国迪康在2009年2月推出Octopus平台和DIB10098芯片，其中DIB10098是调谐、解调、内存和电源管理模块集成的65nm工艺芯片。此外，博通公司在2009年底也将量产整合了调谐器和解调器的CMMB芯片，该芯片功耗更小，并且能自动识别以及选择频段。

图1: 5款芯片实际比例去封装顶层图(左起分别为ADMTV102、ADMTV803、MxL5007T、SMS1180和TP3021)。
多标准调谐器MxL5007T
MxL5007T是Maxlinear公司在2008年量产的一款数字地面硅调谐器。该芯片的特色在于能够通过天线或有线接收从44HZ到885MHz连续频段信号。它支持中国CMMB、美国ATSC、ATSC-M/H，欧洲DVB-T等多标准。
由圣景揭秘的芯片版图模块分布图和系统框图(图2和图3)可见，MxL5007T集成了可变增益LNA、混频器、低通滤波器、自动增益放大器、基带DSP以及锁相环等。
图2：MxL5007T版图模块分布图。
图3: MxL5007T芯片系统框图。
MxL5007T芯片尺寸为2.7X2.7mm2，在数字电视硅调谐器中属于中等尺寸，但和ADI公司的VHF/UHF多数字电视标准硅调谐器ADMTV803相比，单芯片多了约40%的面积。
圣景通过研究发现，MxL5007T芯片I2C接口和基带DSP约11万门单元，其面积占整个芯片的18%，与ADMTV803相比(其面积仅占全芯片的5%左右)，MxL5007T数字控制逻辑规模大了不少。
此外，该芯片集成了两个锁相环，除了通常硅调谐器芯片集成的，用于信号降频的锁相环之外，还设计了一个产生相对较低频率时钟的锁相环，用于接收信号的模数转换采样。据悉，MxL5007T目前多用于有线电视信号接收。

ADMTV102是目前市场占有率较高的一款产品，性能比较均衡;缺点是功耗稍高及片外元器件数量较多(约20个)。ADMTV102的升级产品ADMTV803将功耗降至约90mW;同时集成了众多电阻、电容等器件，将片外器件数量降至6个，对降低系统成本十分有利;另外其噪声系数比ADMTV102约低1.5dB，接收灵敏度性能有较大提高。
Mxl5007T由于支持44M~1G的频段，同时支持中频输出，导致其功耗比其他CMMB tuner高;但它300mW的功耗在支持全频段的tuner中还是比较低的。
Siano 1180调谐器面积比ADMTV803大2倍以上，成本较高。而官方提供的31mW的功耗是分时工作的功耗，其tuner的实际功耗应高于ADMTV803。
TP3021集成了夏普公司的调谐器及众多外部元器件，集成度最高，灵敏度也较好。但由于价格过高，实际应用较少。
从芯片的实际使用和测试情况来看，ADMTV102是目前CMMB应用较好的选择，在未来1-2年内，其升级产品ADMTV803将具有更好的性能和更低的综合成本。