Dans ces téléviseurs à double entrée (analogique et numérique), il est essentiel de disposer d'un composant de commutation fonctionnant sur toute la bande passante et offrant une excellente linéarité et isolation (alimenté ou non) afin de minimiser l'impact du signal sur le(s) tuner(s). Auparavant, l'isolation et la linéarité maximales étaient obtenues grâce à des relais mécaniques ou à plusieurs commutateurs statiques. Les ingénieurs de Peregrine Semiconductor (San Diego, Californie) ont récemment mis en œuvre la technologie propriétaire UltraCMOS™ de l'entreprise pour développer le commutateur RF statique unipolaire à double rangée (SPDT) PE42750 de 75 W (Figure 1), qui offre les performances à large bande d'un relais mécanique dans un dispositif statique. Ce nouveau composant exploite également la technologie propriétaire HaRP de l'entreprise pour un fonctionnement à faible consommation (courant d'alimentation typique de 8 µA à partir de +3 VCC à 25 °C).
Parmi les avantages de ce type de commutateur statique pour les systèmes à double sortie TV, on peut citer son coût compétitif, sa fiabilité accrue, son format compact et sa facilité d'intégration. Le commutateur PE42750 fonctionne entre 5 et 2 200 MHz et est destiné aux applications haut débit telles que la télévision par câble (CATV), la télévision numérique terrestre (TNT), les enregistreurs vidéo numériques (DVR) multi-tuners, les décodeurs, les téléviseurs pour PC et les consoles de jeux. Contrairement aux commutateurs RF statiques à base de GaAs destinés à ce marché, l'UltraCMOS PE42750 garantit une excellente isolation, même hors tension.
UltraCMOS est une technologie brevetée silicium sur saphir (SOS) intrinsèquement adaptée à une linéarité et une isolation élevées. Le saphir, substrat diélectrique assurant l'isolation de chaque transistor, élimine la capacité parasite de drain et améliore l'isolation entre les composants du circuit. De plus, l'absence de capacités variables ou de diodes parasites aux jonctions garantit une excellente linéarité et une isolation optimale.
La linéarité
indique la capacité d'un dispositif à préserver l'intégrité du signal ou le niveau de distorsion qu'il y ajoute. Pour respecter les spécifications de performance d'une chaîne de signal RF et garantir une image sans distorsion, une linéarité élevée est requise pour tous les composants du trajet du signal du tuner, y compris les commutateurs. La linéarité est particulièrement importante dans les applications à spectre encombré, comme la CATV, car toute non-linéarité, quelle que soit la fréquence, génère des harmoniques. Dans un spectre dense, chaque harmonique se superpose à un autre canal, annulant le signal et dégradant, voire supprimant complètement, l'image. Dans un commutateur SPDT, la linéarité peut être mesurée au point d'interception d'entrée du second ordre (IIP2). Le commutateur SPDT PE42750, par exemple, offre un IIP2 de +100 dBm, soit 10 dB de mieux qu'un dispositif comparable, le commutateur pHEMT SPDT GaAs MASW-00801 de M/A COM (source : fiche technique M/A COM http://www.macomtech.com/datasheets/MASW-008801.pdf).
Isolation : L’
isolation est l’autre spécification clé d’un commutateur SPFT pour la télévision par câble. Les téléviseurs modernes possèdent plusieurs tuners et entrées de signal, ce qui exige une isolation élevée entre les entrées et les sorties afin d’éviter la dégradation du signal et une mauvaise qualité de celui-ci. Avec la miniaturisation et la complexification des téléviseurs, la densité des circuits imprimés augmente, rendant l’isolation plus difficile. Il est donc nécessaire d’utiliser des commutateurs offrant des niveaux d’isolation élevés, qui conservent un niveau d’isolation élevé même hors tension. Aux États-Unis, ce problème a conduit la FCC à élaborer une exigence de masque spectral (Partie 15.115) pour l’isolation. Le PE42750 est conçu pour répondre à toutes ces exigences d’isolation, offrant 80 dB d’isolation entre 54 et 216 MHz ; 60 dB entre 216 et 550 MHz ; et 55 dB entre 550 et 806 MHz. Le PE42750 est conçu pour empêcher les fuites de signal CATV à travers l’antenne, même hors tension, car tous les ports du commutateur sont terminés lorsqu’il n’est pas alimenté (voir Figure 2). Les commutateurs SPDT d'autres fabricants ne garantissent pas une isolation continue lorsque le système est hors tension. Exprimée en isolation RFC-RFX (empêchant les interférences entre canaux), l'isolation du PE42750 est supérieure d'environ 10 dB à celle du dispositif GaAs comparable.
Respectueux de l'environnement :
Outre ses performances supérieures, le commutateur RF PE42750 présente une consommation de courant parmi les plus faibles, avec une valeur typique de 8 µA sous une tension de 3 V CC. Il s'agit d'un avantage considérable, les concepteurs d'électronique grand public s'efforçant de réduire la consommation énergétique traditionnelle des téléviseurs. De plus, fabriqué selon le procédé UltraCMOS au lieu du GaAs, le commutateur SPDT PE42750 offre des avantages intrinsèques en matière de résistance aux décharges électrostatiques (DES), améliorant ainsi sa robustesse lors de la fabrication et de l'utilisation. Par exemple, le PE42750 intègre une protection DES de 2 kV HMB et de 1 kV CDM sur tous les ports, tandis qu'un composant GaAs comparable, tel que le M/A COM MASW-00801, présente une résistance aux DES de…
Les concepteurs de systèmes de télévision par câble (CATV), de télévision numérique et sur PC (DTV/PCTV), d'enregistreurs vidéo numériques multi-tuners (DVR), de décodeurs (STB) et de consoles de jeux qui sélectionnent les dispositifs pour la chaîne de signal RF peuvent grandement bénéficier des performances et de la fiabilité offertes par les commutateurs UltraCMOS.
Auteur:
Semiconducteur Peregrine
