I. Giới thiệu và bối cảnh nghiên cứu
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào thiết kế khối xử lý tín hiệu trung tần cho chip thu truyền hình số, cụ thể là theo chuẩn DVB-T2. Với sự phát triển của công nghệ vi mạch và yêu cầu số hóa truyền hình, việc thiết kế các chip thu truyền hình số trở nên cấp thiết. Khối xử lý tín hiệu trung tần đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý tín hiệu trung gian, giúp cải thiện chất lượng thu tín hiệu. Nghiên cứu này sử dụng công nghệ CMOS 130nm để thiết kế các khối chức năng như IF Polyphase Filter, LPF, IF-VGA, và IF-AGC, nhằm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của chuẩn DVB-T2.
1.1. Bối cảnh và mục tiêu nghiên cứu
Với quyết định số 2451/QD-TTg của Thủ tướng Chính phủ về số hóa truyền hình, việc nghiên cứu và phát triển chip thu truyền hình số trở thành yêu cầu cấp bách. Luận văn thạc sĩ này nhằm thiết kế khối xử lý tín hiệu trung tần để tích hợp vào chip thu, đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật của DVB-T2. Mục tiêu chính là giải quyết các vấn đề như triệt tín hiệu tần số ảnh, chọn lọc kênh, khuếch đại và ổn định tín hiệu đầu ra.
1.2. Tổng quan về chuẩn DVB T2
Chuẩn DVB-T2 là phiên bản cải tiến của DVB-T, được sử dụng rộng rãi trong truyền hình số mặt đất. Chuẩn này yêu cầu cao về khả năng xử lý tín hiệu, đặc biệt là ở khối xử lý tín hiệu trung tần. Các thông số kỹ thuật như độ triệt tần số ảnh, độ lợi khuếch đại, và độ chính xác tần số cắt là những yếu tố quan trọng cần được đảm bảo trong thiết kế.
II. Thiết kế và phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu này tập trung vào thiết kế các khối chức năng trong khối xử lý tín hiệu trung tần, bao gồm IF Polyphase Filter, LPF, IF-VGA, và IF-AGC. Mỗi khối được thiết kế và tối ưu hóa để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật cụ thể. Quy trình thiết kế bao gồm phân tích, tính toán, mô phỏng, và kiểm tra sau layout để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy.
2.1. Thiết kế khối IF Polyphase Filter
Khối IF Polyphase Filter được thiết kế để triệt tín hiệu tần số ảnh với độ triệt lên đến 60dB. Mạch này sử dụng cấu trúc 9 tầng RC và tích hợp cơ chế hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác tần số cắt. Kết quả mô phỏng cho thấy khả năng triệt tín hiệu tần số ảnh và độ lợi điện áp đáp ứng yêu cầu thiết kế.
2.2. Thiết kế khối LPF
Khối LPF được thiết kế để thay thế các mạch lọc SAW bên ngoài, với độ chọn lọc tần số ở vùng stopband là 60dB. Mạch này tích hợp cơ chế hiệu chỉnh tần số cắt để bù trừ sai số do biến đổi quá trình chế tạo. Kết quả mô phỏng cho thấy độ chính xác tần số cắt đạt ±1%.
III. Kết quả và đánh giá
Các khối chức năng trong khối xử lý tín hiệu trung tần đã được thiết kế và mô phỏng thành công. Kết quả cho thấy các khối đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của chuẩn DVB-T2, bao gồm độ triệt tín hiệu tần số ảnh, độ lợi khuếch đại, và độ ổn định tín hiệu đầu ra. Thiết kế chip này mở ra khả năng tích hợp vào một chip thu truyền hình số hoàn chỉnh.
3.1. Đánh giá hiệu suất các khối
Kết quả mô phỏng cho thấy khối IF Polyphase Filter đạt độ triệt tín hiệu tần số ảnh 60dB, khối LPF có độ chọn lọc tần số 60dB, và khối IF-VGA có độ lợi khuếch đại lên đến 60dB. Khối IF-AGC đảm bảo tín hiệu đầu ra ổn định ở mức điện áp yêu cầu.
3.2. Ứng dụng thực tiễn
Thiết kế khối xử lý tín hiệu trung tần này có thể được tích hợp vào các chip thu truyền hình số thương mại, đáp ứng nhu cầu số hóa truyền hình tại Việt Nam. Nghiên cứu này cũng góp phần phát triển ngành công nghiệp vi mạch trong nước, tạo tiền đề cho các nghiên cứu và ứng dụng công nghệ cao trong tương lai.
