HF-Chips
Modernes Design von Single-Chip-HF-Empfängern
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Parameter „Selektivität und dynamische Bandbreitensteuerung“
Die Selektivität bezieht sich auf die Fähigkeit eines Tuners, eine schwache Station zu empfangen, wenn signalstärkere Stationen mit ±100 oder ±200 kHz Frequenzversatz von der gewünschten Frequenz auftreten. Diese Funktion ist vor allem bei Empfängern im überfüllten FM-Spektrum in städtischen Umgebungen wichtig. Die Möglichkeit, die gewünschte Station in Gegenwart starker Blocker-Stationen zu empfangen, ist sehr wichtig für das Hörerlebnis. Die meisten aktuellen Tuner-Designs leiden an einer schlechten Selektivität bei ±100 und ±200 kHz Blocker-Versatz, da sie nicht imstande sind, die Bandbreite auf Basis der Blocker-Stärke dynamisch zu ändern.
Der Si477x bietet beispielsweise 65 dB Selektivität bei ±100 kHz und 72 dB bei ±200 kHz Frequenzversatz, was besonders hohe Werte für Einchip-Tuner sind (Bild 2). Diese Werte werden durch leistungsfähige HF-DSP-Algorithmen erreicht, z.B. durch Bandbreitensteuerung, bei der die gewünschte Kanalbandbreite dynamisch optimiert wird. Dabei werden die Feldstärken und Betriebsarten sowie die Belegung benachbarter Kanäle erfasst und dementsprechend die Kanalbandbreite beim Auftreten starker benachbarter Blocker-Stationen begrenzt.
Parameter „Multipath-Handling“
Mehrwege-Empfang wurde meist nur als Problem beim Mobilfunk betrachtet, ist aber auch ein statisches Phänomen, das bei AM/FM-Empfängern eine wichtige Rolle spielt. Fachleute beurteilen Empfänger letztlich auch bezüglich ihrer Fähigkeit, mit Fading in statischen Umgebungen umzugehen. Verzerrung aufgrund von Mehrwege-Ausbreitung entsteht, wenn ein HF-Signal nicht nur auf dem direkten Weg vom Sender zum Empfänger gelangt, sondern auch über Reflexionen, was längere Laufzeiten zur Folge hat, so dass das gleiche Signal zu unterschiedlichen Zeiten mehrfach beim Empfänger mit verschiedenen Phasenlagen und Dämpfungszuständen ankommt (Bild 3).
Um diese Verzerrungen zu mindern, werden heute folgende Verfahren angewendet: das Mischen von Stereo zu Mono, Tiefpass-Audiofilter (Hi-Cut und Hi-Blend), die Dämpfung des NF-Pegels, wenn unvermeidbares Knacken auftritt, und als letztes Mittel das volle Soft-Muting. Alle diese Verfahren zur Minderung der Verzerrung laufen im Si477x eigenständig ab und werden durch kontinuierliche Signalqualitätsmessungen aktiviert; ihre Parameter sind vom Entwickler konfigurierbar.
Der Si477x enthält auch einen professionellen FM-Kanal-Equalizer, der Multipath Fading (Schwundeffekte) minimiert und somit ein Audiosignal mit geringstmöglicher Verzerrung garantiert. Dabei stellt der Anpassungsalgorithmus des Equalizers die durch Mehrwege-Ausbreitung gedämpften Spektralanteile dauerhaft wieder her. Das Signal wird selbst dann wiederhergestellt, wenn mehrere Fading-Zustände auftreten. Damit ergibt sich eine geringere NF-Verzerrung und weniger Bedarf an klangverschlechternden Minderungstechniken wie Stereo-Mono-Mischung, Hi-Cut/Hi-Blend und Soft Mute.
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