Кіріспе
Түрлі қабылдағыш жүйелер үшін жиілікті таңдау жүйелік бөлігі. Тюнер – FM радио хабар тарату сияқты радиожиілік (RF) хабарларын қабылдайтын және таңдалған тасымалдаушы жиілікті және оған байланысты жолақтықты қосымша өңдеуге жарамды тұрақты жиілікке айналдыратын жүйелік бөлігі. Әдетте, шығу кезінде төменгі жиілік пайдаланылады. FM/AM хабар таратуы әдетте осы аралық жиілікті (IF) радиосигналды дыбыс жиілік сигналына айналдыратын демодуляторға тікелей береді, оны дыбыс көтергіш құрылғысын іске қосу үшін күшейткішке беруге болады. PAL/NTSC (TV), DAB (цифрлық радио), DVB-T/DVB-S/DVB-C (цифрлық теледидар) сияқты күрделірек хабар таратулар жиілік жолағының кеңісін, көбінесе бірнеше субтасымалдаушыларды қолданады. Олар қабылдағышта аралық жиілік (IF) ретінде беріледі. Субтасымалдаушылар нақты радио хабарлар сияқты өңделеді, бірақ бүкіл жолақтың кеңдігі аналогты-цифрлық түрлендіргішпен (А/Д) Найквист жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен (яғни, кем дегенде IF жиілігінен екі есе) дискретизацияланады. Тюнер сонымен қатар жеке күшейткішке қосылатын Hi-Fi немесе стерео сияқты дыбыс жүйесінің бөлігі болып табылатын радиоқабылдағышты немесе дербес аудио компонентті білдіре алады. Радио контекстінде "tuning" деп қабылдағышты белгілі бір радиостанция қолданатын қажетті радиосигнал тасымалдаушы жиілігін табу үшін реттеуді айтамыз.
A tuner is a subsystem that receives radio frequency (RF) transmissions, such as FM broadcasting, and converts the selected carrier frequency and its associated bandwidth into a fixed frequency that is suitable for further processing, usually because a lower frequency is used on the output. Broadcast FM/AM transmissions usually feed this intermediate frequency (IF) directly into a demodulator that converts the radio signal into audio frequency signals that can be fed into an amplifier to drive a loudspeaker. More complex transmissions like PAL/NTSC (TV), DAB (digital radio), DVB T/DVB S/DVB C (digital TV) etc. use a wider frequency bandwidth, often with several subcarriers. These are transmitted inside the receiver as an intermediate frequency (IF). Subcarriers are then processed like real radio transmissions, but the whole bandwidth is sampled with an analog to digital converter (A/D) at a rate faster than the Nyquist rate (that is, at least twice the IF frequency). A tuner can also refer to a radio receiver or standalone audio component that is part of an audio system such as a hi fi or stereo, to be connected to a separate amplifier. The verb tuning in radio contexts means adjusting the receiver to detect the desired radio signal carrier frequency that a particular radio station uses.
Дизайн
Ең қарапайым тюнер параллель қосылған индуктор мен конденсатордан тұрады, мұнда конденсатор немесе индуктор өзгермелі болады. Бұл бір жиіліктегі кезектес токқа жауап беретін резонанстық тізбек құрайды. Демодулятор деп те аталатын детектормен (схемадағы D1 диоды) біріктірілгенде, ол ең қарапайым радио қабылдағышқа айналады, оны көбінесе кристаллдық жиынтық деп атайды. Ескі үлгілерде механикалық түрде басқарылатын бірнеше өзгермелі конденсаторлар арқылы қолмен баптау жүзеге асырылатын. Көбінесе, қабылдағыштың бірнеше сатысын бірге баптау үшін немесе әртүрлі жиілік диапазондары арасында ауысуға мүмкіндік беру үшін баптау конденсаторында бірнеше бөлімдер қарастырылатын. Кейінірек пайда болған әдіс, электрондық баптау үшін алдыңғы бөлімінің жергілікті осцилляторы мен контур тізбектеріндегі варактор диодтарына өзгермелі кернеу беруге арналған потенциометрді қолданды. Қазіргі заманғы радио тюнерлері супергетеродинді қабылдағышты пайдаланады, онда баптау жергілікті осциллятордың жиілігін реттеу арқылы жүзеге асырылады. Бұл жүйе қызығушылық тудыратын радио жиілігін белгілі бір жиілікке ауыстырады, соның арқасында оны белгілі жиілік өткізгіш сүзгімен баптауға болады. Кейіннен микропроцессорлық басқарумен фазалық құлыпталған контур әдістері қолданылды. Аудиоға арналған жеке радио қабылдағышта, тюнерден кейінгі детектордан шыққан сигнал дыбыс деңгейін реттеу арқылы және күшейткіш сатысына жіберіледі. Күшейткіш ішкі динамикке немесе құлаққапқа сигнал береді. Аудио жүйенің тюнерлік бөлігінде (мысалы, үйдегі жоғары сапалы жүйе немесе ғимараттағы дауыс тарату жүйесі) детектордың шығысы күшейткіштер мен динамиктердің жеке сыртқы жүйесіне қосылады. Көптеген елдерде (88–108 МГц) FM аудио диапазоны AM диапазонынан 100 есе жоғары жиілікте болады және 50 кГц ені бар жолақтың кеңістігін қамтамасыз етеді. Бұл ен екі стерео каналды толық естілетін диапазонмен беруге жеткілікті. Кейде байланыссыз аудио немесе деректерді тарату үшін қосымша қосалқы тасымалдағыштар қолданылады. Сол және оң аудио сигналдары таратушының модуляциялық кірісіне қолданылатын бір сигналға біріктірілуі керек; бұл FM хабар тарату сигналына естілмейтін қосалқы тасымалдағыш сигналын қосу арқылы жүзеге асырылады. FM стереосы сол және оң каналдарды таратуға мүмкіндік береді. FM стереоның болуы, тыныш VHF тарату диапазоны және жақсы сапа FM таратуын музыкаға мамандануға алып келді, ал AM таратуы сөздік материалдармен айналысуға бейімделді.
АМ/ФМ тюнерлері
Жеке аудио стерео FM тюнерлері аудиофилдер мен TV/FM DX қолданбалары үшін ізделіс тапқан, әсіресе 1970 және 1980 жылдардың басында жасалғандары, сол кезде өнімділік және өндіріс стандарттары ең жоғары деңгейде болған. Көп жағдайда тюнердің өнімділігін арттыру үшін оған өзгерістер енгізілуі мүмкін. Электроника мамандары мен хоббистер ескі FM немесе AM/FM аудио тюнерлерін қайталама нарықта сатып алып, жинақтап, қалпына келтіреді. Реставрация әдетте уақыт өте келе тозуға ұшырайтын электролиттік конденсаторларды ауыстырудан басталады. Тюнерге жақсартылған төзімділікке және жақсы дыбыс беретін жаңартылған бөліктер орнатылады. Ескі аудио тюнерлерге деген сұраныс артуына байланысты бағалары да өсті. Ең құндылары – ең жақсы дыбыс беретін, ең сирек кездесетін (жинақ), ең жақсы DX мүмкіндігіне (алыстан қабылдауға) ие және зауыттан шыққан кездегі құрауыштың сапасы жоғары модельдер. Көптеген алғашқы тюнерлердің үлгілері тек AM радио толқынын қабылдау үшін жасалған. FM танымал болған сайын, AM-нің шектеулері анық көріне бастады, және FM, әсіресе стерео және музыкалық хабар тарату үшін, басты тыңдау ошағына айналды. McIntosh MR78 – бірдей жиілікте басқа күшті сигналмен бірге таратылатын әлсіз станцияны да дәл баптауға қабілетті алғашқы FM тюнерлерінің бірі ретінде танымал. Еуропада, екінші AM радио толқыны ұзын толқынды хабар тарату үшін қолданылатын жағдайда, тюнерлер стандартты орта толқынмен қатар қосымша ұзын толқынды да қабылдай алады. Дегенмен, тек орта толқынды қабылдайтын радиолар да көп кездеседі, әсіресе ұзын толқынды хабар таратушылары жоқ елдерде. Сирек жағдайларда радиолар тек FM және ұзын толқынды қабылдай алады, бірақ орта толқынды емес. Кейбір тюнерлер бір немесе бірнеше қысқа толқынды жолақтармен де жабдықталуы мүмкін.
Теледидар
Теледидар тюнері радиожиілікті аналогты немесе цифрлық теледидар сигналын аудио және бейне сигналдарына түрлендіреді, олар дыбыс пен сурет беру үшін одан әрі өңделеді. PAL, NTSC, SECAM, ATSC, DVB C, DVB T, DVB T2, ISDB, DTMB, T DMB, ашық кабель сияқты түрлі теледидар стандарттарына сәйкес келетін әртүрлі тюнерлер қолданылады. Мысалы, жиілік диапазоны 48,25 МГц – 855,25 МГц (E2–E69) құрайды. Қатты күйдегі жиілік синтезаторлары пайдаланбастан бұрын, теледидар сигналының кең жиілік диапазонын бір рет келтірілген тізбек арқылы және жеткілікті дәлдікпен қамту экономикалық тұрғыдан тиімсіз болды. Теледидар арналарының жиіліктері үздірілмейтін, мысалы, Солтүстік Америкада 6 және 7 VHF арналары арасында көптеген хабар тарату қызметтері араласып орналасқан. Оның орнына, сол кездегі теледидар тюнерлері негізгі сигнал жолы мен жергілікті осциллятор тізбегі үшін бірнеше рет реттелген тізбектерді қамтыды. Бұл «мұнара» типтегі тюнерлер қажетті арнаны таңдау үшін айналдыру арқылы қабылдау тізбектерін механикалық түрде ауыстырды. Арналар белгілі бір ретпен ұсынылды, ал нақты аймақта қолданылмаған арналарды өткіріп жіберу мүмкіндігі болмады. UHF теледидар хабарларын тарату мүмкін болғанда, көбінесе VHF және UHF арналарын таңдау үшін жеке-жеке реттеу тұтқалары бар екі толық бөлек тюнерлік сатылар қолданылды. Тюнердің жіберілген нақты жиілікке сәл ауытқуына немесе дұрыс келмеуіне мүмкіндік беру үшін, сол кездегі тюнерлер ең жақсы қабылдау үшін шағын түзетулер жасауға мүмкіндік беретін «нақты реттеу» тұтқасын қамтыды. Жоғары жиіліктердің, көптеген электрлік контактілердің және тюнердегі арналарды жиі ауыстырудың салдарынан, бұл теледидар қабылдағышының техникалық қызмет көрсетуді жиі қажет ететін бөлігіне айналды, себебі тюнердегі шағын электрлік немесе механикалық ақаулар құрылғыны қолдануға жарамсыз ететін еді. Аналогтық тюнерлер тек аналогтық сигналдарды ғана реттей алады. ATSC тюнері – тек цифрлық сигналдарды реттейтін цифрлық тюнер. Кейбір цифрлық тюнерлер аналогтық сигналдарды өткізіп жіберу мүмкіндігін ұсынады. VHF/UHF теледидар тюнерлерін жеке компонент ретінде табу сирек, олар теледидарларға енгізілген. Кабельдік қораптар, түрлендіргіш қораптар және басқа топтық қораптар цифрлық теледидар қызметтеріне арналған тюнерлерді қамтиды және олардың шығысын SCART немесе басқа жалғауыштар арқылы немесе RF модулятор арқылы (әдетте Еуропада 36 арнада және Солтүстік Америкада 3/4 арнада) қызметтерді қолдамайтын теледидар қабылдағыштарына жібереді. Олар композиттік, S-видео немесе компоненттік видео арқылы шығыс береді. Көптеген түрлерін теледидар тюнері немесе тікелей бейне кірісі жоқ бейне мониторлармен пайдалануға болады. Олар көбінесе бейнежазба құрылымының немесе цифрлық бейнежазба құрылғысының (DVR, PVR) бөлігі болып табылады. 1970 және 1980 жылдары көптеген үй компьютерлері теледидарға қосылу үшін RF модуляторларын пайдаланды. Жеке компьютерлер кеңейту карталарымен (әдетте PCI немесе USB интерфейсі бар) жабдықталуы мүмкін, олар теледидар тюнері мен цифрлық сигналды өңдеушіні (DSP) қамтамасыз етеді. Бұл карталар арнайы теледидар тюнерлік карталар болуы мүмкін немесе бейне картаға енгізілген болуы мүмкін. Бұл карталар компьютерге теледидар бағдарламаларын көрсетуге және жазуға мүмкіндік береді. Көптеген ерте модельдер тек VGA коннекторы арқылы теледидар суретін беруге арналған, тек жеке тюнерлер болды; бұл компьютер дисплейінде теледидарды көруге мүмкіндік берді, бірақ теледидар бағдарламаларын жазуды қолдамады. Смартфондар мен планшеттер DVB T теледидарларын көру үшін Micro USB DVB T қабылдағышын пайдалана алады.
Before the use of solid state frequency synthesizers, covering the broad range of TV signal frequencies with a single tuned circuit and sufficient precision was uneconomic. Television channel frequencies were non contiguous, with many non broadcast services interleaved between VHF channels 6 and 7 in North America, for example. Instead, TV tuners of the era incorporated multiple sets of tuned circuits for the main signal path and local oscillator circuit. These "turret" tuners mechanically switched the receiving circuits by rotating a knob to select the desired channel. Channels were presented in fixed sequence, with no means to skip channels unused in a particular area. When UHF TV broadcasting was made available, often two complete separate tuner stages were used, with separate tuning knobs for selection of VHF band and UHF band channels. To allow for a small amount of drift or misalignment of the tuner with the actual transmitted frequency, tuners of that era included a "fine tuning" knob to allow minor adjustment for best reception. The combination of high frequencies, multiple electrical contacts, and frequent changing of channels in the tuner made it a high maintenance part of the television receiver, as relatively small electrical or mechanical problems with the tuner would make the set unusable. Analog tuners can tune only analog signals. An ATSC tuner is a digital tuner that tunes digital signals only. Some digital tuners provide an analog bypass. VHF/UHF TV tuners are rarely found as a separate component, but are incorporated into television sets. Cable boxes, converter boxes and other set top boxes contain tuners for digital TV services, and send their output via SCART or other connector, or using an RF modulator (typically on channel 36 in Europe and channel 3/4 in North America) to TV receivers that do not natively support the services. They provide outputs via composite, S video, or component video. Many can be used with video monitors that do not have a TV tuner or direct video input. They are often part of a VCR or digital video recorder (DVR, PVR). Many home computers in the 1970s and 1980s used an RF modulator to connect to a TV set. Personal computers may be fitted with expansion cards (typically with PCI or USB interface) providing a TV tuner and digital signal processor (DSP). They may be dedicated TV tuner cards, or incorporated into a video card. These cards allow a computer to display and capture television programs. Many earlier models were stand alone tuners, designed only to deliver TV pictures through a VGA connector; this allowed viewing television on a computer display, but did not support recording television programs. Smartphone and tablets can use a Micro USB DVB T receiver to watch DVB T TV.
Электрондық тюнер
Электрондық тюнер – кернеуді немесе тиісті цифрлық кодты сөздерді қолдану арқылы радиожиілік спектрінің бір бөлігін реттейтін құрылғы. Бұл типтегі тюнерлер механикалық тюнерлерді ығыстырады, олар реттелген тізбектерде сыйымдылықты немесе индуктивтілікті қолмен реттеу арқылы реттелді. Көбінесе, радио немесе теледидар жиынтығы қолмен бұрылатын тұтқа немесе диск арқылы реттеледі, онда осы тұтқаның немесе дискенің білігі енетін қолмен реттелетін тюнер болады. Ерте модельдегі теледидарлар мен радиолар батырмалар тізбесі арқылы реттелді; кейбір ертерек түрлері толығымен механикалық болды және реттелген тізбектің сыйымдылығын немесе индуктивтілігін танымал жергілікті стансалардың жиіліктеріне сәйкес келетін алдын ала белгіленген позицияларға реттеді. Кейінірек электрондық түрлер кернеуді басқарылатын сыйымдылық ретінде варактор диодын пайдаланды, батырмалар тізбесінен бірнеше алдын ала белгіленген кернеулерді алып, құрылғыны дереу жергілікті стансаларға реттеді. Механикалық батырмалар тізбесі 1960-1970 жылдардағы автомобиль радиоларында танымал болды. Жаңа электрондық варактор тюнерін басқаратын электрондық батырмалар тізбесі 1970 және 1980 жылдардағы теледидарларда кең таралды. Қазіргі заманғы электрондық тюнерлер де нақты реттеу элементтері ретінде варактор диодтарын қолданады, бірақ олардың сыйымдылығын өзгертетін кернеулер микропроцессор немесе фазалық құлыпталған контур (PLL) жүйесімен басқарылатын цифрлық-аналогтық түрлендіргіштен (DAC) алынады. Бұл заманауи форма өте дәл реттеуге және әлсіз сигналдарды нығайтуға, сондай-ақ реттелген жиілікті сандық түрде көрсетуге мүмкіндік береді.