摘 要：JS-6B1/111是一款全I2C控制的频率合成多制式视频电子调谐器，介绍了该芯片的特点、功能。并利用JS-6B1/111设计了电视信号前端处理系统，给出了其硬件结构以及软件流程。
关键字：高频头；调台；单片机；I2C总线；电视
1 概述
常用的电视接收机大多采用电子调谐器（高频头）选择接收电视信号，高频头的好坏是决定收视质量的重要因素之一，其作用是从天线感应的电信号中选择出欲接收频道的高频电视信号，并将选出的微弱的高频电视信号进行放大，以提高接收机的灵敏度，最后变频，将接收机的任何一个频道的高载频电视信号，经过混频级产生一个固定的图像中频电视信号和伴音第一中频信号输出。调谐器一般还要和中频放大电路进行连接，将调谐器输出的图像和伴音信号送入到图像中放通道中进行放大，最后通过后端的一些其他处理在各种显示器上显示。
本电视信号前端处理系统采用的是成都旭光的多制式视频电子调谐器，它集分立式调谐器和中放电路于一体，性能稳定，可直接从射频信号中解调出视频信号和音频信号，目前在视频接收等方面应用广泛，并取得了良好的效果。
2 电视信号前端处理系统的硬件电路组成
图1给出了该电视信号前端处理系统的结构框图。如图中所示，该系统主要由图像处理部分、LED显示部分、存储部分、音频处理部分以及单片机控制等几部分组成。
图像处理部分由高频调谐器JS-6B1/111组成，它把从天线接收到的PAL、NTSC制式的高频电视信号进行处理，搜索出相应频道的电视节目，最后输出复合视频信号（CVBS）给后端的电路处理，拿液晶电视为例，此CVBS信号会输入到数字视频解码器进行亮度/色度分离并在图像处理器（scaler）中还原成RGB信号,最终进行图像的显示；系统中的E2PROM采用AT24C02,用于存储高频头搜索到的电视节目；LED显示部分，就用于显示电视频道的频道号；该视频前端处理系统另外一部分为音频部分，在高频调谐器中输出的声音信号会输入到此部分电路，其中音效控制器选用杭州仕兰公司生产的SC7313，音频功率放大器选用TI公司生产的TPA1517。SC7313含有输入多路选择器可以输入三路立体声，可对其平衡度和响度进行每级1.25dB衰减和提升，独立的静音控制，具有音量、高低音控制功能。TPA1517NE是6 W的音响功率放大器，完成对SC7313输出的信号进行功率放大，最终推动扬声器发声。
图1 电视信号前端处理系统
整个系统采用单片机C8051FO23进行控制。C8051F023是选用美国Silabs公司推出的一款与51单片机内核兼容的单片机，具有高速、高性能、高集成度的特点。系统的程序存储在内部64KB的FLASH程序存储器中。其作用是通过内部带有的I2C总线对系统中的JS-6B1/111、SC7313以及TPA1517NE的内部寄存器进行设置，完成指定的功能，协调整个系统的工作。
3高频调谐器JS-6B1/111的功能和特点简介
JS-6B1/111采用+5V电压供电，全增补电视频道，多制式接收，包括PAL B/G、I、D/K；NTSC M/N电视制式，调谐和中放一体化，全I2C控制调谐，地址译码，AFC状态信息等。可直接解调，图像输出峰-峰值为1V±0.2V(p-p)和音频输出500±150mV(rms)。
JS-6B1/111内部电路集成在一个全金属长方形屏蔽罩内，能够有效的抵抗电磁杂波。内部功能主要由射频锁相环部分（采用飞利浦的TDA6500TT）及中频锁相环（采用飞利浦的TDA9885TS）两部分实现。JS-6B1/111的主要工作原理为：首先将天线接收的射频电视信号输入到三个不同频段的滤波器中进行放大和滤波，将频率划分为高中低三个频段VL、VH、VUF，并且同对应的三个频段的晶体振荡器进行混频，混频器产生一个图像中频信号，送入到中频放大器中进行放大。该中频信号经过SIF SAW(图像中频声表面波滤波器)后输入到锁相环控制中频解调模块中，该模块最后输出复合视频信号和声音信号。
JS-6B1/111内部具有I2C接口，可与微处理器进行通信。对JS-6B1/111操作主要有读和写两种工作模式。频道的选择和频道的切换主要是通过单片机使用I2C接口对调谐器锁相环部分写入进行控制实现的，内部寄存器如表1所示。
表1 JS-6B1/111 I2C写控制方式逻辑
地址字节
1
1
0
0
0
MA1
MA0
R/W
A
分频编程字节1
0
n14
n13
n12
n11
n10
n9
n8
A
分频编程字节2
n7
n6
n5
n4
n3
n2
n1
n0
A
控制命令字1
1
CP
0
0
1
RSA
RSB
OS
A
控制命令字2
0
0
0
P4
P3
P2
P1
P0
A
控制命令字3
0
1
1
0
0
0
0
0
A
在表1中，A为调谐器被成功写入一个字节后的应答信号。地址字节中MA1,MA0用于I2C地址选择，由高频头JS-6B1/111的第9脚的输入电压决定，地址可以有四个包括0XC0、0XC2、0XC4、0XC6，一般该引脚直接接地，对应MA1、MA0 值为 0、0 ，I2C地址则为0XC0。另外 R/W表示读写位，当此位为0时表示对芯片进行写操作，为1时表示对芯片进行读操作；分频比是用来设定接收的电视频道的射频信号频率的，其设置使用分频编程字节1和分频编程字节2，如下面公式所示：
N=20×（Frf.pc(MHz)+Fif.pc(MHz)）=20×Fosc(MHz)
=8192×n13+4096×n12+2048×n11+1024×n10+512×n9+256×n8+128×n7+64×n6 + 32×n5+16×n4+8×n3+4×n2+2×n1+1×n0
其中：Frf.pc(MHz)对应所要选择的频道的图像载频，Fif.pc(MHz)为图像中频（PAL制式为38.0MHz）, Fosc(MHz)对应频道的本振；控制命令字1中的CP位为充电泵设置位，可以设置为0或者1，分别对应电流60uA和280uA，同时分别对应着中速和快速调谐；OS位为表示PLL锁相环的工作状态；RSA,RSB位用于设置调谐步长，调整精度为KHz；控制信息字用于选择欲接收频道的波段控制，包括VL、VH、UHF频段。表中的五个控制字均以标准的I2C时序方式写入，可以单个寄存器写入，也可以连续写入。
调谐器的中频部分锁相环寄存器的设置应按照典型设置。以PAL D/K制式为例，如表3所示，此部分的器件写入地址为0X85。表中的调整功能寄存器用于AGC控制，可根据各个频道的情况通过总线随时进行改变，以达到各个频道的最佳设置。
表3 中频锁相环寄存器
，基于JS-6B1的视频前端系统的设计与实现