電視原理與接收技術(shù)

電視原理與接收技術(shù)第一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一內(nèi)容提要本章介紹數(shù)字調(diào)諧器，先簡(jiǎn)要介紹衛(wèi)星數(shù)字電視和有線(xiàn)數(shù)字電視中的一些基本概念，然后介紹衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器和有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器的原理、組成、常用芯片和實(shí)際產(chǎn)品。跳至目錄第二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一知識(shí)要點(diǎn)衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器的組成；零中頻方案；頻率合成器；定時(shí)恢復(fù)環(huán)路載波恢復(fù)環(huán)路；有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器的組成；第三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一教學(xué)建議

本章是本教材的三個(gè)重點(diǎn)之一，通過(guò)本章學(xué)習(xí)能熟悉數(shù)字調(diào)諧器。要求熟悉衛(wèi)星數(shù)字電視接收系統(tǒng)的組成，掌握衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器的組成，掌握零中頻方案,掌握頻率合成器的組成,掌握定時(shí)恢復(fù)環(huán)路和載波恢復(fù)環(huán)路，兩個(gè)環(huán)路是本章的難點(diǎn)。了解衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器的發(fā)展,了解國(guó)產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧芯片。熟悉有線(xiàn)數(shù)字電視接收系統(tǒng)的組成，掌握有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器的組成，了解有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器的發(fā)展,了解國(guó)產(chǎn)有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧芯片。建議學(xué)時(shí)數(shù)為6學(xué)時(shí)第四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一在電視臺(tái)數(shù)字電視信號(hào)經(jīng)過(guò)信源編碼、復(fù)用、信道編碼、調(diào)制后發(fā)送，在接收機(jī)中則相反，如圖11-1所示，用調(diào)諧器在多個(gè)頻道的信號(hào)中選擇一路節(jié)目的信號(hào)后，經(jīng)解調(diào)、信道解碼、解復(fù)用、信源解碼輸出數(shù)字音、視頻信號(hào)，音頻信號(hào)經(jīng)D／A輸出模擬伴音信號(hào)，視頻信號(hào)經(jīng)PAL編碼后輸出模擬全電視信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)接到模擬電視機(jī)的AV輸入口可以在模擬電視機(jī)上收看數(shù)字電視節(jié)目。上述電路常做成一個(gè)盒子放在模擬電視機(jī)頂上，所以稱(chēng)為機(jī)頂盒。上述電路也可以和顯示器、音響一起組成數(shù)字電視機(jī)。目前流行的做法是將調(diào)諧器、解調(diào)和信道解碼器等做在一起，成為一體化調(diào)諧解調(diào)解碼器，并用金屬殼屏蔽起來(lái)，形成獨(dú)立的通用組件，常稱(chēng)為數(shù)字調(diào)諧器、DTV調(diào)諧器。數(shù)字調(diào)諧器是本世紀(jì)才有的產(chǎn)品，所以有沒(méi)有數(shù)字調(diào)諧器成為新一代產(chǎn)品和上世紀(jì)老產(chǎn)品的分界線(xiàn)。解復(fù)用、信源解碼、音頻D／A、PAL編碼、嵌入式CPU等電路集成在一塊芯片上常稱(chēng)為單片解決方案。第五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一數(shù)字電視接收為適用于不同的傳輸信道分為衛(wèi)星、有線(xiàn)和地面廣播三種不同的類(lèi)型。它們?cè)诮鈴?fù)用和信源解碼等方面都是相同的，遵循MPEG-2系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(ISO／IEC13818-1)、MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)(ISO／IEC13818-2)和MPEG-2音頻標(biāo)準(zhǔn)(ISO／IEC13818-3)。（ATSC的音頻為DolbyAC-3多聲道環(huán)繞聲方案）三種數(shù)字電視信號(hào)接收機(jī)的主要區(qū)別是在調(diào)諧、解調(diào)和信道解碼方面。圖11-1數(shù)字電視接收機(jī)方框圖數(shù)字調(diào)諧器解調(diào)信道解碼D/A伴音信號(hào)解復(fù)用信源解碼編碼RL模擬電視信號(hào)數(shù)字電視信號(hào)調(diào)諧主芯片機(jī)頂盒V模擬電視機(jī)第六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器

11.2有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器第七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一11.1.1衛(wèi)星數(shù)字電視廣播11.1.2衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器11.1.3零中頻調(diào)諧11.1.4頻率合成器11.1衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器

11.1.5定時(shí)恢復(fù)和載波恢復(fù)11.1.6解調(diào)和信道解碼芯片STV029911.1.7303211MT型衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器第八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一11.1.1衛(wèi)星數(shù)字電視廣播衛(wèi)星數(shù)字電視是利用地球同步衛(wèi)星傳輸數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)字電視系統(tǒng)。1.衛(wèi)星數(shù)字電視傳送的優(yōu)點(diǎn)⑴數(shù)字方式傳輸節(jié)目質(zhì)量高，圖像質(zhì)量比較穩(wěn)定。⑵傳輸一路模擬電視節(jié)目的衛(wèi)星通道可傳4～8路數(shù)字電視節(jié)目，傳輸節(jié)目數(shù)量多，可滿(mǎn)足觀(guān)眾日益增長(zhǎng)的需求，也降低了每套電視節(jié)目傳送的成本。⑶傳輸方式靈活，有單路單載波(SingleChannelPerCarrierSCPC)方式和多路單載波(MultipleChannelPerCarrierMCPC)方式。第九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

SCPC方式適合于多套節(jié)目共用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器而不共用上行站的情況。每套節(jié)目各自調(diào)制一個(gè)載波而發(fā)至衛(wèi)星，每個(gè)載波只傳輸一套電視節(jié)目，這樣在一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)同時(shí)存在多個(gè)載波。該方式的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)發(fā)器的功率得不到充分發(fā)揮，多個(gè)載波的存在就有可能產(chǎn)生交調(diào)、互調(diào)干擾，要求放大器盡可能工作在線(xiàn)性狀態(tài)。河南、福建、江西、遼寧四省采用SCPC方式共用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。MCPC方式適合于多套節(jié)目共用一個(gè)衛(wèi)星電視上行站，先將多套節(jié)目的數(shù)據(jù)流合成為一個(gè)數(shù)據(jù)流，然后調(diào)制載波發(fā)至衛(wèi)星，這種方式能使轉(zhuǎn)發(fā)器的功率得到最大限度的發(fā)揮。中央電視臺(tái)、中央教育衛(wèi)視、內(nèi)蒙古衛(wèi)視、新疆衛(wèi)視等采用這種方式。⑷實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)傳輸，能進(jìn)行電視廣播傳輸；也能進(jìn)行聲音和數(shù)據(jù)廣播傳輸。⑸容易進(jìn)行加擾加密，實(shí)現(xiàn)條件接收和對(duì)用戶(hù)的授權(quán)管理。第十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

2.衛(wèi)星數(shù)字電視轉(zhuǎn)播根據(jù)國(guó)家廣電總局科技司衛(wèi)星處提供的2006年4月30日衛(wèi)星轉(zhuǎn)播電視情況如下:亞太6號(hào)（134°E）衛(wèi)星還在轉(zhuǎn)播3路模擬電視節(jié)目是CCTV-1、3860、垂直極化；山東、4100、垂直極化；中國(guó)教育、3980、垂直極化。亞太6號(hào)衛(wèi)星轉(zhuǎn)播數(shù)字電視節(jié)目是上海東方、3808、垂直極化；山東教育、3836、垂直極化；CCTV-1、2、7、10、11、12、音樂(lè)，3840、水平極化；CCTV-3、5、6、8、新聞、少兒，4160、水平極化；廣東、4034、水平極化；廣東粵語(yǔ)、4053、水平極化；深圳、4043、水平極化；新疆（6套）、4120、水平極化；青海漢語(yǔ)、藏語(yǔ)，3868.5、水平極化；內(nèi)蒙古（2套）、3758、水平極化；云南、3907、水平極化；貴州、3920、水平極化；浙江、4080、垂直極化；湖南金鷹卡通、4057.6、垂直極化；重慶、3892.8、垂直極化；寧夏、3885.6、垂直極化；甘肅、3900、垂直極化；海南、3914.4、垂直極化；河北、12328、垂直極化。第十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一亞洲3S號(hào)（105.5°E）衛(wèi)星轉(zhuǎn)播數(shù)字電視節(jié)目是廣西、3806、垂直極化；陜西、3813、垂直極化；安徽、3820、垂直極化；江蘇、3827、垂直極化；黑龍江、3834、垂直極化；CCTV-1、3904、垂直極化；吉林、3914.5、垂直極化；山東、3895、垂直極化；北京、4055、垂直極化；天津、4046.5、垂直極化；山西、4073.5垂直極化；河南、4166、垂直極化；福建、4180、垂直極化；江西、4187、垂直極化；遼寧、4194、垂直極化；湖北、4034.6、水平極化；四川、4051、水平極化；湖南、4082、水平極化；青海、4067、水平極化；CCTV-4、9西法語(yǔ)，4129、水平極化。還有亞洲4號(hào)（122°E，垂直極化）、4020、4060、4100、轉(zhuǎn)發(fā)中央付費(fèi)平臺(tái)18套節(jié)目。中衛(wèi)1號(hào)（87.5°E，垂直極化）、4062、4098轉(zhuǎn)發(fā)上海付費(fèi)平臺(tái)14套節(jié)目，3900轉(zhuǎn)發(fā)香港電影頻道。第十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一根據(jù)鑫諾衛(wèi)星通信有限公司網(wǎng)站消息，鑫諾一號(hào)衛(wèi)星，110.5°E，垂直極化，6個(gè)帶寬54MHz的Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器中12380MHz轉(zhuǎn)播CCTV-1～8、10～12節(jié)目；12440MHz轉(zhuǎn)播內(nèi)蒙古、云南、四川、貴州、重慶、河南、湖南、青海、陜西、甘肅衛(wèi)視節(jié)目；12500MHz轉(zhuǎn)播CNN、HBO、CINEMAX、CNBC、ESPN、NGC、衛(wèi)視國(guó)際電影臺(tái)、AXN、DISCOVERY、HALLMARK臺(tái)節(jié)目；12560MHz轉(zhuǎn)播BBCWORLD、NHK、新知臺(tái)、鳳凰電影臺(tái)、TVB8、TVB星河、NOW、天映頻道、亞洲新聞臺(tái)、華娛衛(wèi)視的節(jié)目；12320MHz轉(zhuǎn)播MTV、Channel[V]、衛(wèi)視體育臺(tái)、鳳凰中文臺(tái)、澳亞衛(wèi)視、TV5、鳳凰資訊臺(tái)、星空衛(wèi)視、歐亞體育新聞、彭博財(cái)經(jīng)、陽(yáng)光衛(wèi)視的節(jié)目；12620MHz轉(zhuǎn)播CETV1～4、6節(jié)目；詳見(jiàn)。人們常將使用Ku頻段的FSS提供衛(wèi)星直接到戶(hù)(DirectToHomeDTH)的廣播電視服務(wù)稱(chēng)為衛(wèi)星直播。第十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

3.直播衛(wèi)星直播衛(wèi)星(DirectBroadcastingSatellite簡(jiǎn)稱(chēng)DBS)是通過(guò)衛(wèi)星將圖像、聲音和圖文等節(jié)目進(jìn)行點(diǎn)對(duì)面的廣播，直接供廣大用戶(hù)接收(個(gè)體接收或集體接收)。按照國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的規(guī)定，直播衛(wèi)星一般屬于衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)(BroadcastSatelliteServicesBSS)范圍，采用頻段是廣播專(zhuān)用Ku和Ka頻段，覆蓋范圍受到國(guó)際公約的保護(hù)，在本覆蓋區(qū)內(nèi)不受其他通信衛(wèi)星溢出電波干擾。按照國(guó)家廣電總局的要求，國(guó)家直播星系統(tǒng)中星9號(hào)將于2007年發(fā)射。第十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1.2衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器天線(xiàn)接收到C波段或Ku波段的衛(wèi)星下行信號(hào)，經(jīng)LNB放大和下變頻，形成950～2150MHz第一中頻信號(hào)，經(jīng)引下電纜送到室內(nèi)單元，衛(wèi)星數(shù)字電視接收機(jī)也稱(chēng)綜合解碼接收機(jī)(IntegratedReceiverDecoderIRD)，引下電纜一般采用F型連接器，采用高頻特性較好的專(zhuān)用電纜。圖11-2是衛(wèi)星數(shù)字電視接收機(jī)組成方框圖。室內(nèi)單元包括數(shù)字調(diào)諧器、解復(fù)用、解碼主芯片和條件接收模塊、IC卡接口、視、音頻輸出接口、遙控器和電源等。由圖11-2可見(jiàn)衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器主要是由調(diào)諧解調(diào)、頻率合成、QPSK解調(diào)信道解碼三部分構(gòu)成，這三部分也是數(shù)字調(diào)諧器的三塊主要芯片。第十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-2數(shù)字衛(wèi)星電視接收機(jī)方框圖數(shù)字調(diào)諧器LNB正交鑒相QPSK解調(diào)信道解碼D/A伴音信號(hào)解復(fù)用MPEG-2解碼編碼RL模擬電視信號(hào)DRAMAGCAFC雙A/DIQ條件接收數(shù)字電視信號(hào)主芯片微處理器室內(nèi)單元調(diào)諧頻率合成解調(diào)信道解碼第十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1.3零中頻調(diào)諧1.零中頻方案零中頻方案調(diào)諧器的本振頻率與輸入信號(hào)頻率相同。輸出信號(hào)為零中頻的基帶信號(hào)，可直接送到正交解調(diào)電路進(jìn)行處理，輸出I、Q模擬基帶信號(hào)，省去了中頻處理電路和聲表面波濾波器等元器件，簡(jiǎn)化了電路、降低了成本；后面的數(shù)字解調(diào)是對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行取樣，ADC的取樣時(shí)鐘頻率可以降低，從而降低對(duì)ADC處理速度的要求。第十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2.SLl925加拿大ZARLINK公司(原MITEL公司)的SLl925是典型的調(diào)諧解調(diào)芯片，圖11-3是SLl925的結(jié)構(gòu)方框圖。其工作頻率范圍達(dá)到950～2150MHz，內(nèi)部集成了壓控振蕩器VCOV和VCOS。VCOS的工作頻率范圍為1900～3000MHz，該頻率經(jīng)過(guò)2分頻后輸出950～1450MHz的本振信號(hào)；VCOV的工作頻率范圍為1450～2150MHz。引腳Losel用于選擇兩個(gè)壓控振蕩器中的一個(gè)。當(dāng)輸入頻率低于1450MHz時(shí)，設(shè)置Losel腳為高電平，選擇VCOS輸出，此時(shí)工作頻率范圍為950～1450MHz；當(dāng)輸入頻率高于1450MHz時(shí)，設(shè)置Losel腳為低電平，選擇VCOV輸出，此時(shí)工作頻率范圍為1450～2150MHz。兩個(gè)壓控振蕩器的Tank端外接由微帶線(xiàn)和變?nèi)荻O管組成的調(diào)諧回路，頻率合成器形成的調(diào)諧電壓加在變?nèi)荻O管上，改變調(diào)諧電壓，就改變調(diào)諧回路電容，也就能改變壓控振蕩器的頻率。兩個(gè)壓控振蕩器產(chǎn)生的本振信號(hào)可從Psout和Psoutb引出作為外部頻率合成的輸入信號(hào)。第十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-3調(diào)諧芯片SLl925結(jié)構(gòu)方框圖÷2頻率選擇移相第一中頻～～AGC950～2150OPFIOPFQIPFQIPFIIoutQoutLoselTankvTanksSL1925VCOVVCOSPsoutTankvbTanksbPsoutb××0o90o第十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一根據(jù)SLl925輸出信號(hào)電平大小，解調(diào)信道解碼模塊輸出脈寬調(diào)制(PWM，PulseWidthModulation)形式的AGC控制電壓，先經(jīng)過(guò)一個(gè)低通濾波器，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后，接到SLl925的AGC引腳，控制其放大器的增益。該AGC放大電路的調(diào)節(jié)電壓范圍為0～5V，0V時(shí)有最大增益，5V時(shí)是最小增益，AGC控制范圍可達(dá)30dB。零中頻正交解調(diào)輸出后，要經(jīng)過(guò)外接的低通濾波器濾除帶外的噪聲。由于信號(hào)的符號(hào)率最高可達(dá)45MS／s以上，考慮到發(fā)射端還采用了奈奎斯特濾波器，選用的低通濾波器帶寬為56MHz。正交解調(diào)后的I、Q兩路信號(hào)分別由OPFI、OPFQ輸出，先通過(guò)外接的兩個(gè)低通濾波器濾波后，再將信號(hào)分別由IPFI、IPFQ輸入到內(nèi)部基帶放大器再一次放大后，分別由Iout、Qout輸出。第二十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1.4頻率合成器

頻率合成是將一個(gè)高穩(wěn)定和高精度的標(biāo)準(zhǔn)頻率經(jīng)過(guò)運(yùn)算，產(chǎn)生同樣穩(wěn)定度和精度的特定頻率的技術(shù)。圖11-4是頻率合成器的組成方框圖。

圖11-4頻率合成器的組成方框圖÷(NM＋A)鑒相÷K電荷泵I2CFVCOFRESDASCLDRIVECHPUMP第二十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

1.（NM＋A）分頻器壓控振蕩器的輸出信號(hào)RF的頻率為FVCO，先進(jìn)行（NM＋A）分頻；基準(zhǔn)信號(hào)的頻率為FRE，先進(jìn)行K分頻；兩個(gè)分頻后的信號(hào)在鑒相器中進(jìn)行相位比較，鑒相器輸出的數(shù)字信號(hào)由電荷泵轉(zhuǎn)換成模擬電壓去控制壓控振蕩器的頻率變化，當(dāng)環(huán)路鎖定時(shí)．壓控振蕩器的輸出頻率FVCO與基準(zhǔn)頻率FRE的關(guān)系是KFVCO＝（NM＋A）FRE。CPU通過(guò)I2C總線(xiàn)設(shè)定分頻比（NM＋A）和K，壓控振蕩器的輸出信號(hào)頻率被控制在不同的頻道上。第二十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

（NM＋A）分頻器是頻率合成器中的常用電路，又稱(chēng)為NM1A分頻器，圖11-5是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。復(fù)位時(shí)預(yù)定標(biāo)器為N＋1分頻，A計(jì)數(shù)器、M計(jì)數(shù)器為0，兩個(gè)計(jì)數(shù)器開(kāi)始對(duì)F／（N＋1）計(jì)數(shù)，A計(jì)數(shù)器計(jì)到A時(shí)，控制預(yù)定標(biāo)器變?yōu)镹分頻，M計(jì)數(shù)器對(duì)F／N繼續(xù)計(jì)數(shù)，計(jì)到M時(shí)，復(fù)位預(yù)定標(biāo)器、A計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)周期重新開(kāi)始。若輸入信號(hào)周期為T(mén)，輸出信號(hào)周期＝T（N＋1）A＋TN（M-A）＝T（NM＋A），所以電路是（NM＋A）分頻器。圖11-5（NM＋A）分頻器組成方框圖預(yù)定標(biāo)器÷N／N＋1A計(jì)數(shù)器FF/（NM＋A）M計(jì)數(shù)器（NM＋A）分頻器第二十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一2.SP5769SP5769是ZARLINK公司生產(chǎn)的一種頻率合成器電路，和SLl925配合使用，圖11-6是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。通過(guò)I2C總線(xiàn)接口，可以對(duì)芯片內(nèi)部的寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作，從而達(dá)到對(duì)其進(jìn)行控制的目的。第二十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一XTALCAP圖11-6ZARLINK公司SP5769型頻率合成器方框圖頻率合成器SP5769～÷16／1711位計(jì)數(shù)

4位計(jì)數(shù)

相位比較基準(zhǔn)分頻電荷泵I2C總線(xiàn)收發(fā)

2位4位2位3位4位鎖存與端接口

1314104567891123116地址SDAASCLAP3P2P1P0RFINCP測(cè)試fPD/2選擇fPD/2鎖相15位鎖存XTALREF/COMPCHPUMPDRIVE第二十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一SP5769將來(lái)自于調(diào)諧解調(diào)器SLl925的壓控振蕩器的輸入信號(hào)fL進(jìn)行16M＋A分頻后與其內(nèi)部的高穩(wěn)定基準(zhǔn)頻率（晶體振蕩器4MHz頻率K分頻）進(jìn)行相位比較，所產(chǎn)生的調(diào)諧電壓經(jīng)外接三極管驅(qū)動(dòng)后再送回到調(diào)諧解調(diào)器中的壓控振蕩器，以調(diào)整載頻頻率，并保證其穩(wěn)定性。這里M是可編程11位數(shù)值，A是可編程4位數(shù)值，基準(zhǔn)分頻K由4位編程值決定，編程值為0000～1111時(shí)，K取值分別是2、4、8、16、32、64、128、256、24、5、10、20、40、80、160、320，CPU根據(jù)用戶(hù)命令指定的頻道，查出本振頻率，計(jì)算出所需的分頻系數(shù)值，設(shè)置SP5769的內(nèi)部可編程分頻系數(shù)寄存器，就可調(diào)諧到指定的頻道。這里16M＋A可取連續(xù)值而K只能取離散值，所以K是粗調(diào)，決定本振頻率微調(diào)精度，K應(yīng)盡可能取較大值。芯片還能設(shè)置電荷泵電流、設(shè)置輸出基準(zhǔn)頻率或比較頻率、設(shè)置測(cè)試方式。第二十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

SP5769由I2C總線(xiàn)接口來(lái)控制分頻比，I2C（InterICbus，集成電路間總線(xiàn)）是通過(guò)SDA(串行數(shù)據(jù)線(xiàn))和SCI(串行時(shí)鐘線(xiàn))兩根線(xiàn)在IC之間傳送信息，根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。采用I2C總線(xiàn)IC內(nèi)部不僅有接口電路，而且將內(nèi)部各單元電路按功能劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的模塊，通過(guò)軟件尋址實(shí)現(xiàn)片選，減少了器件片選線(xiàn)的連接。CPU不僅能通過(guò)指令將某個(gè)功能單元電路掛靠或摘離總線(xiàn)，還可對(duì)該單元的工作狀況進(jìn)行檢測(cè)和控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)的既簡(jiǎn)單又靈活的擴(kuò)展與控制。圖11-7是SLl925和SP5769的接線(xiàn)圖，圖中電容標(biāo)注數(shù)值若為純小數(shù)，其單位為F；否則，單位為PF；電阻標(biāo)注數(shù)值后帶R的是參考值，需根據(jù)實(shí)際信號(hào)大小作調(diào)整。ZARLINK公司已經(jīng)將SLl925和SP5769兩片芯片集成為單片零中頻調(diào)諧器SLl935，由于工藝水平提高，輸入工作電平范圍達(dá)到-70dBm～-20dBm,AGC控制范圍達(dá)50dB，不再需要外部低噪聲AGC放大器，本振相位噪聲更低。第二十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-7SLl925和SP5769的接線(xiàn)圖10k13k684MHz82DRIVEXTALCAPXTALSDASCLP3/LLP1P2CHPUMPVEERFINRFINVCCREF/COMPP0ADDRESSSP5769I2C總線(xiàn)5V15030V151005VOPFIVCCPsoutbPSoutVEEVEE1T379×2TanksbTankvVEETankbNCVCC5VOPFQVCC118165V914IPFQVEEIPFIVEEIoutBB811×215k0.0226.15×0.449×0.440.10.11K1K0.10.13.93.91K0R0R1K5VIout100R0.22151KTanksLoselVCCIFinaIFinb了IF

IN1000120RVEEAGCTP1AGCQoutQout100R0.22151KVCC1000SL1925281001K×2微帶線(xiàn)第二十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1.5定時(shí)恢復(fù)和載波恢復(fù)QPSK的數(shù)字解調(diào)主要由雙ADC、定時(shí)恢復(fù)環(huán)路、載波恢復(fù)環(huán)路等組成。1.定時(shí)恢復(fù)環(huán)路從調(diào)諧解調(diào)電路產(chǎn)生的I、Q模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)固定頻率的時(shí)鐘取樣后，輸出2路數(shù)字I、Q信號(hào)，由于取樣時(shí)鐘并非由輸入信號(hào)中提取出來(lái)的，故難以保證最佳的取樣時(shí)間，使得取樣判決后的誤碼率增大，需要采用定時(shí)恢復(fù)環(huán)路從輸入數(shù)據(jù)信號(hào)中插值出正確的信號(hào)，用以校正固定取樣所造成的樣點(diǎn)誤差，以保證抽樣判決后，輸出端的信號(hào)有最低誤碼率。第二十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

Gardner法是一種典型的定時(shí)恢復(fù)方法，其結(jié)構(gòu)如圖11-8所示。它由內(nèi)插濾波器、定時(shí)誤差檢測(cè)、環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩器組成。圖11-8Gardner法定時(shí)恢復(fù)環(huán)路結(jié)構(gòu)示意圖～ADCx(t)信號(hào)輸入內(nèi)插濾波器固定時(shí)鐘y(kTi)x(mTs)奈奎斯特濾波器Y(kTi)定時(shí)誤差檢測(cè)環(huán)路濾波數(shù)控振蕩器第三十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一內(nèi)插濾波器的等效實(shí)現(xiàn)框圖如圖11-9所示。采樣數(shù)字信號(hào)x(mTs)經(jīng)DAC變換為模擬脈沖，經(jīng)模擬濾波器h(t)濾波后得到時(shí)間連續(xù)信號(hào)y(t)，對(duì)y(t)在時(shí)刻t=kTi重新采樣得到新的采樣點(diǎn)就是所要求的插值點(diǎn)，只要將模擬濾波器h(t)轉(zhuǎn)換為數(shù)字濾波器，就可以用數(shù)字的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)插值運(yùn)算。圖11-9內(nèi)插濾波器結(jié)構(gòu)示意圖DACy(kTi)x(mTs)濾波器h(t)模擬脈沖模擬信號(hào)y(t)重采樣nt=kTi原采樣時(shí)間重采樣時(shí)間(mk+2)TsmkTs(mk+1)Tsmk+1TskTi(mk-1)Ts(k+1)Ti(k-1)Ti第三十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一內(nèi)插濾波器輸出碼流需要經(jīng)過(guò)Nyquist濾波以減少碼間干擾。定時(shí)誤差檢測(cè)器(TimingErrorDetector，TED)求得的誤差值通過(guò)環(huán)路濾波器（LoopFilter）后更加平滑，用來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)控振蕩器(number-controlledoscillator，NCO)。內(nèi)插濾波器從NCO中得到內(nèi)插參數(shù)，進(jìn)行有效的內(nèi)插工作。TED采用Gardner算法，每個(gè)符號(hào)只需要有2個(gè)采樣值，數(shù)據(jù)量少。其時(shí)鐘鎖定過(guò)程與載波無(wú)關(guān)，因此定時(shí)調(diào)整可先于載波恢復(fù)完成，定時(shí)恢復(fù)環(huán)和載波恢復(fù)環(huán)相互獨(dú)立，這給解調(diào)器的設(shè)計(jì)和調(diào)試帶來(lái)了方便，DVB-S、DVB-C中的定時(shí)恢復(fù)都采用這種方法，詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)34、35、36。常用的易于實(shí)現(xiàn)的內(nèi)插濾波器有:線(xiàn)性、三次、分段拋物線(xiàn)三種。通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，三次、分段拋物線(xiàn)與線(xiàn)性相比有主瓣寬、旁瓣抑制度大等特點(diǎn)，采用Farrow結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)時(shí)內(nèi)插濾波器結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)37。第三十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

2.載波恢復(fù)環(huán)路在模擬正交解調(diào)器中使用的本振信號(hào)不是從接收信號(hào)中提取的相干載頻，而是由高穩(wěn)定度的頻率合成器產(chǎn)生的。由于傳輸信號(hào)的頻率偏移或接收系統(tǒng)前端的LNB本振的偏移，零中頻調(diào)諧器輸出的模擬基帶信號(hào)中會(huì)存在一定程度的頻偏和相偏。這樣的模擬基帶信號(hào)即使采用定時(shí)準(zhǔn)確的時(shí)鐘進(jìn)行取樣判決，得到的數(shù)字信號(hào)也不是原來(lái)發(fā)射端的調(diào)制信號(hào)，這種誤差的累積效應(yīng)將導(dǎo)致抽樣判決后誤碼率增大。載波恢復(fù)環(huán)路的作用是要采用數(shù)字的方式將該信號(hào)完全轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號(hào)，克服其中存在的頻偏和相偏，電路一般由兩個(gè)環(huán)路構(gòu)成，如圖11-10所示，第一個(gè)環(huán)路為頻率恢復(fù)環(huán)路，用來(lái)補(bǔ)償輸入信號(hào)中存在的頻率偏移。第二個(gè)環(huán)路為相位跟蹤環(huán)路，用來(lái)跟蹤和補(bǔ)償輸出信號(hào)中的相位偏移。第三十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-10QPSK解調(diào)載波恢復(fù)環(huán)路結(jié)構(gòu)示意圖×相位解旋轉(zhuǎn)DCOLPF相位跟蹤環(huán)路頻率恢復(fù)環(huán)路PD×頻率解旋轉(zhuǎn)DCOLPFFD載波鎖定指示定時(shí)恢復(fù)匹配濾波第三十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一頻率恢復(fù)環(huán)路（FrequencyRecoveryLoop）用于糾正信號(hào)的頻率偏移，其利用頻差檢測(cè)器(FrequencyDetector，F(xiàn)D)產(chǎn)生的誤差信號(hào)，經(jīng)過(guò)環(huán)路濾波器實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)控振蕩器(DigitalControlledOscillator，DCO)的頻率控制，輸入信號(hào)在頻率解旋模塊（FrequencyDerotate）中分別與DCO產(chǎn)生的兩路正交信號(hào)相乘，完成頻率解調(diào)工作。FD常用四重相關(guān)器(quadricorrelator)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該環(huán)路收斂比較快，有助于環(huán)路的快速鎖定；數(shù)控振蕩器由一個(gè)相位累加器和一個(gè)Sin、Cos查找表組成，用來(lái)產(chǎn)生本地的同相和正交載波。具體算法詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)46。相位跟蹤環(huán)路(PhaseTraceLoop)的結(jié)構(gòu)與頻率恢復(fù)環(huán)路類(lèi)似，利用相差檢測(cè)器(PhaseDetector，PD)輸出的誤差信號(hào)經(jīng)環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩器，最后在相位解旋器（PhaseDerotate）完成相位糾正。PD采用極性科斯塔斯環(huán)來(lái)提取相位誤差，電路和算法詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)43和46。DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)中，提供可選的導(dǎo)頻，幫助接收機(jī)載波恢復(fù)。第三十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1.6解調(diào)和信道解碼芯片STV0299ST公司的STV0299是常用的解調(diào)信道解碼IC，其內(nèi)部組成框圖如圖11-11所示，它包括一個(gè)雙路6bitA／D變換器、QPSK／BPSK數(shù)字解調(diào)器(時(shí)鐘恢復(fù)、載頻恢復(fù)、AGC控制、內(nèi)插器等)、信道解碼器(卷積解碼、去交織、RS解碼、能量去擴(kuò)散)，支持DVB、DBS等多種標(biāo)準(zhǔn)。采用TQFP（ThinQuadFlatPackage，方形扁平封裝）64封裝。第三十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一F22／Diseqc圖11-11STV0299型數(shù)字解調(diào)和信道解碼電路方框圖奈奎斯特和內(nèi)插濾波

解相位旋轉(zhuǎn)

AGC1

偏置比較

雙A/D

AGC

VTOP

VBOT

IN/IPQN/QP時(shí)鐘產(chǎn)生

XTALIN

XTALOUT

AUXCLK

22KDiseqc接口

I2C接口

SCL

SDA

SDAT

SCLT

AGC2

定時(shí)恢復(fù)定時(shí)鎖定指示定時(shí)數(shù)控振蕩器DCOC/N指示Viterbi譯碼解交織RS解碼能量解擴(kuò)散D0～D7STROUTERRORCLKOUTD/P誤差監(jiān)視通用功能DAC

IP0

OP0（0～2）

載波鎖定指示第三十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.STV0299的主要性能

(1)數(shù)字解調(diào)模塊：①雙路6位模數(shù)轉(zhuǎn)換器；②完成QPSK和BPSK解調(diào)；③數(shù)碼率為90Mb/s，符號(hào)率為1～50MS／s；④數(shù)字奈奎斯特(Nyquist)濾波器，滾降系數(shù)為0.20或0.35；⑤帶鎖相檢測(cè)的數(shù)字載波環(huán)：寬范圍解相位旋轉(zhuǎn)器(Derotator)和跟蹤環(huán)路；⑥帶鎖相檢測(cè)的數(shù)字時(shí)間恢復(fù)：內(nèi)設(shè)全集成定時(shí)環(huán)路、內(nèi)插濾波器和時(shí)鐘基準(zhǔn)；⑦雙路數(shù)字AGC：采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)實(shí)施調(diào)諧器增益控制；在設(shè)定信號(hào)帶寬下實(shí)施功率優(yōu)化的內(nèi)部AGC，有利于時(shí)鐘、載波的恢復(fù)。⑧具有調(diào)諧器和高頻頭(LNB)控制(H／V、22kHz等)的外部輔助端口。第三十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

(2)前向糾錯(cuò)模塊：①軟判決Viterbi解碼器：約束長(zhǎng)度為7、碼率為1／2的收縮卷積碼；自動(dòng)識(shí)別或手動(dòng)設(shè)置識(shí)別收縮率：為1／2、2／3、3／4、5／6和7／8；②解交織：同步字提取和解卷積交織；③RS解碼器能糾正達(dá)8個(gè)字節(jié)的錯(cuò)誤；④能量解擴(kuò)散⑤芯片內(nèi)設(shè)有誤差監(jiān)視功能；⑥可編程并行或串行輸出格式；第三十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

2.STV0299的主要電路功能

(1)時(shí)鐘產(chǎn)生電路。利用外部晶振產(chǎn)生的4MHz時(shí)鐘，通過(guò)其內(nèi)部的壓控振蕩器(VCO)和分頻器產(chǎn)生主時(shí)鐘(MCLK)，用于對(duì)信號(hào)的取樣；產(chǎn)生輔助時(shí)鐘(AUXCLK)的頻率可在50～800Hz范圍變化，用于對(duì)LNB中的某些功能進(jìn)行控制；所產(chǎn)生的22kHz時(shí)鐘，用于LNB的高低本振的切換和DiSEqC(DigitalSatelliteEquipmentControl數(shù)字衛(wèi)星設(shè)備控制)接口電視天線(xiàn)切換控制功能。

(2)AGC電路。主控AGC1將I、Q輸入信號(hào)與內(nèi)部一個(gè)可編程的閥值進(jìn)行比較，其差值經(jīng)積分后形成一個(gè)脈沖寬度調(diào)制(PWM，PulseWidthModulation)信號(hào)，經(jīng)外部簡(jiǎn)單的低通濾波器濾波后，可用于控制前端調(diào)諧解調(diào)器的放大器增益，從而根據(jù)輸入信號(hào)的強(qiáng)弱改變前端放大器的增益。輔控AGC2把I、Q輸入信號(hào)的有效值與一個(gè)可編程閥值進(jìn)行對(duì)比，獲得誤差信號(hào)，再分別加到I和Q通道的復(fù)用器上，對(duì)I、Q兩路的信號(hào)進(jìn)行增益控制。第四十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

(3)定時(shí)控制電路。由于A／D轉(zhuǎn)換采用的取樣時(shí)鐘不是從輸入信號(hào)中提取出來(lái)的，難以保證最佳的取樣時(shí)間，使得取樣判決后的誤碼串增大，采用定時(shí)恢復(fù)環(huán)路校正固定取樣所造成的樣點(diǎn)誤差，保證抽樣判決后，輸出端的信號(hào)有最低誤碼率。與STV0299定時(shí)環(huán)路有關(guān)的寄存器有：符號(hào)率寄存器、計(jì)時(shí)常數(shù)寄存器和計(jì)時(shí)頻率寄存器。其中符號(hào)率寄存器與所需的符號(hào)率相對(duì)應(yīng)；計(jì)時(shí)常數(shù)寄存器用來(lái)控制定時(shí)二階環(huán)的自然頻率和阻尼因子；計(jì)時(shí)頻率寄存器在定時(shí)鎖定時(shí)，其所存的數(shù)值即為頻率偏移的對(duì)應(yīng)值。

(4)載頻控制環(huán)路。由于前端的模擬正交解調(diào)器中所采用的是非相干本振信號(hào)，基帶輸入信號(hào)存在頻差和相位抖動(dòng)，載頻控制環(huán)路可以糾正標(biāo)稱(chēng)頻率與實(shí)際頻率的差別，可以校正LNB的隨機(jī)頻率偏移，使有用信號(hào)的頻譜集中于解調(diào)頻率兩側(cè)。與載頻控制環(huán)路有關(guān)的寄存器有：載頻環(huán)控制寄存器和載頻頻率寄存器。前者寄存控制載頻環(huán)的自然頻率和阻尼因子的值；后者是在搜索時(shí)，寄存載頻的偏移量值。第四十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

(5)載噪比(C/N)指示器。用于指示接收信號(hào)的質(zhì)量。包括天線(xiàn)是否正確對(duì)準(zhǔn)、前端電路(天線(xiàn)、高頻頭、電纜、調(diào)諧器等)性能是否良好。還可以指示RF信號(hào)質(zhì)量是否符合接收要求。(6)Viterbi解碼與同步。Viterbi解碼器計(jì)算出4種可能路徑中的每個(gè)符號(hào)，它們是以接收到的I、Q輸入信號(hào)的歐幾里德(Euclidian)距離的平方值為度量的。在誤差率的基礎(chǔ)上測(cè)定出收縮率(PunctureRate)和相位。DVB-S的收縮率有5種，當(dāng)選擇自動(dòng)識(shí)別收縮率時(shí)，對(duì)于每一個(gè)可能的收縮率，將其當(dāng)前的誤差率與一個(gè)可編程閾值比較，若誤差較大，則要嘗試其他收縮率或相位，直到獲得最小誤差為止。Viterbi解碼器也可以根據(jù)已知的收縮率進(jìn)行設(shè)定，這樣，同步的時(shí)間會(huì)短一些。第四十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

(7)去交織、RS解碼器、能量去擴(kuò)散。這些操作在STV0299內(nèi)部自動(dòng)完成，用戶(hù)只要對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行使能和某些初始設(shè)置即可。

(8)輸出接口。STV0299輸出的信號(hào)端子共有4組：數(shù)據(jù)線(xiàn)(D0～D7)；數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)(BCLK)；數(shù)據(jù)／奇偶校驗(yàn)時(shí)鐘(D／P)；錯(cuò)誤指示信號(hào)(ERROR)。數(shù)據(jù)線(xiàn)可定義成并行輸出方式或串行輸出方式。若是并行輸出方式，則D0～D7為8bit并行數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)，相應(yīng)的BCLK為比特時(shí)鐘；若是串行輸出方式，數(shù)據(jù)從D7端輸出，相應(yīng)的BCLK為時(shí)鐘。224896第四十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.1.7303211MT型衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器三星(SamSung)公司303211MT型衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器是典型的產(chǎn)品，方框圖如圖11-12所示。它就是由調(diào)諧解調(diào)芯片SLl925、頻率合成器SP5769、數(shù)字解調(diào)和信道解碼器STV0299三片芯片組成。三星公司TBMU24311IMB型衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器采用單片合成零中頻調(diào)諧器SLl935，體積縮小為85×45×13。目前世界各國(guó)都在大力發(fā)展衛(wèi)星數(shù)字電視，衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器中蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)，幾家主要的數(shù)字電視集成電路制造商正不斷地研制出新的產(chǎn)品。產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是芯片數(shù)目從3片減少為2片，甚至1片；外接元件越來(lái)越少，濾波器、調(diào)諧元件逐漸被集成到芯片中。第四十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-12三星公司303211MT型衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器方框圖÷2低通正交解調(diào)第一中頻～～低通低通低通低通解調(diào)信道解碼STV0299D0～D7BCLKVALIDERRORAUXCKAGC950～2150OPFIOPFQIPFQIPFIIoutQoutLoselTankvTanks222F22KSL1925頻率合成器SP5769I2C總線(xiàn)VCOVVCOSPsout調(diào)諧器件第四十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

ST公司04年3月推出STB6000型高集成零中頻調(diào)諧集成電路，電路包括低噪聲放大器、下變頻混合器、基帶低通濾波器、增益控制、壓控振蕩器、低噪聲鎖相環(huán)。ST公司的芯片STV0399將低噪放大、模擬調(diào)諧、零中頻解調(diào)、數(shù)字解調(diào)、信道解碼等集成在一塊芯片上，相當(dāng)于STB6000和STV0299的組合。利用STV0399可以減少元件的數(shù)目和系統(tǒng)的成本。ZARLINK公司04年3月推出ZL10036型零中頻調(diào)諧和頻率合成電路，與DVB格式兼容，符號(hào)率1～45MS/s，完全集成不用調(diào)整的本地振蕩器，集成的寬帶濾波器頻寬4～40MHz可調(diào)，RF的環(huán)通輸出可作級(jí)連調(diào)諧用。ZARLINK公司的衛(wèi)星電視QPSK解調(diào)和信道解碼芯片ZL10312接收Z(yǔ)L10036輸出的模擬I、Q進(jìn)行A/D變換、數(shù)字解調(diào)、前向糾錯(cuò)，輸出MPEG2TS流。第四十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

L64733C、L64734調(diào)諧器和衛(wèi)星接收芯片組是LSILogic公司新一代的調(diào)諧和通道接收芯片組。德國(guó)富士通公司的MB86A15APMT-M-BND是單芯片數(shù)字衛(wèi)星廣播的調(diào)諧器和QPSK解調(diào)器，能實(shí)現(xiàn)接收DVB-S信號(hào)的全部功能，采用富士通的MCP(Multi-Chip-Package，多芯片包裝)技術(shù)把零中頻調(diào)諧器、QPSK解調(diào)和FEC集成在一起，邏輯模塊采用0.25ｍCMOS技術(shù)，RF模塊采用BiCMOS技術(shù)，外接元件只有F連接器、４MHz晶體和幾個(gè)電阻電容，甚至高頻振蕩電路中的電感和變?nèi)荻O管也包含在芯片內(nèi)，這意味著在生產(chǎn)中不需要進(jìn)行調(diào)整。杭州國(guó)芯科技有限公司的GX1101系列是支持DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的衛(wèi)星數(shù)字電視信道接收芯片，主要由雙ADC、QPSK解調(diào)模塊及前向糾錯(cuò)模塊組成。第四十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.2有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器11.2.1有線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)11.2.2有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器基本結(jié)構(gòu)11.2.3解調(diào)和信道解碼芯片STV029711.2.4TCMU30311PTT型有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器11.2.5其他解調(diào)和信道解碼芯片第四十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.2.1有線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)有線(xiàn)數(shù)字電視是利用射頻電纜、光纜、多路微波線(xiàn)路或它們的組合傳輸數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)字電視系統(tǒng)。衛(wèi)星數(shù)字電視的接收比較簡(jiǎn)單，衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的上行站、衛(wèi)星和遙測(cè)遙控跟蹤站等都巳由國(guó)家建成，用戶(hù)只要有衛(wèi)星接收天線(xiàn)和帶智能卡的CBTV專(zhuān)用衛(wèi)星解碼器(IntegratedReceiverDecoderIRD)就能接收到CBTV平臺(tái)的節(jié)目。數(shù)字有線(xiàn)電視的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要較多的投資，要建設(shè)數(shù)字電視前端設(shè)備，要建設(shè)或拓寬傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)要購(gòu)置數(shù)字有線(xiàn)電視接收機(jī)或機(jī)頂盒。數(shù)字有線(xiàn)電視系統(tǒng)通常由前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、信號(hào)分配系統(tǒng)三部分組成。

11.2.1有線(xiàn)數(shù)字電視系統(tǒng)有線(xiàn)數(shù)字電視是利用射頻電纜、光纜、多路微波線(xiàn)路或它們的組合傳輸數(shù)字電視信號(hào)的數(shù)字電視系統(tǒng)。衛(wèi)星數(shù)字電視的接收比較簡(jiǎn)單，衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的上行站、衛(wèi)星和遙測(cè)遙控跟蹤站等都巳由國(guó)家建成，用戶(hù)只要有衛(wèi)星接收天線(xiàn)和帶智能卡的CBTV專(zhuān)用衛(wèi)星解碼器(IntegratedReceiverDecoderIRD)就能接收到CBTV平臺(tái)的節(jié)目。數(shù)字有線(xiàn)電視的建設(shè)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要較多的投資，要建設(shè)數(shù)字電視前端設(shè)備，要建設(shè)或拓寬傳輸網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)要購(gòu)置數(shù)字有線(xiàn)電視接收機(jī)或機(jī)頂盒。數(shù)字有線(xiàn)電視系統(tǒng)通常由前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、信號(hào)分配系統(tǒng)三部分組成。

第四十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一1.前端設(shè)備圖11-13是數(shù)字有線(xiàn)電視前端組成方框圖。衛(wèi)星天線(xiàn)接收的信號(hào)經(jīng)饋源和高頻頭送到功分器，功分器將輸入信號(hào)功率分成相等的幾路信號(hào)功率輸出。因?yàn)槊總€(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)多套節(jié)目，有線(xiàn)電視系統(tǒng)要同時(shí)接收這些節(jié)目必須使用功率分配器。功分器每一輸出可接一臺(tái)衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器，調(diào)諧器輸出的TS流經(jīng)解擾器解擾后送到矩陣切換器。自辦節(jié)目用攝像機(jī)攝取圖像信號(hào)，用話(huà)筒獲取聲音信號(hào)送到MPEG2編碼器后壓縮為T(mén)S流送到矩陣切換器。視頻服務(wù)器將觀(guān)眾點(diǎn)播的節(jié)目TS流送到矩陣切換器。矩陣切換器選取要播放的節(jié)目由TS流處理器進(jìn)行解復(fù)用或者由再?gòu)?fù)用器進(jìn)行重新組合。這些組合的TS流經(jīng)過(guò)加擾、信道編碼、QAM調(diào)制、變頻后送到混合器。根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況，模擬電視和數(shù)字電視會(huì)有相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間的并存期，用衛(wèi)星電視接收機(jī)輸出的模擬電視信號(hào)經(jīng)調(diào)制后也送到混合器與數(shù)字信號(hào)一起混合。第五十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-13有線(xiàn)電視前端組成方框圖LNB調(diào)諧功分器解擾器LNB功分器調(diào)制器混合器LNBIRD功分器IRD調(diào)制器調(diào)諧調(diào)諧調(diào)諧解擾器解擾器解擾器編碼器服務(wù)器矩陣切換TS處理再?gòu)?fù)用再?gòu)?fù)用TS處理加擾信道編碼QAM調(diào)制變頻加擾信道編碼QAM調(diào)制變頻加擾信道編碼QAM調(diào)制變頻加擾信道編碼QAM調(diào)制變頻光發(fā)接收機(jī)主輸出測(cè)試口第五十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

2.傳輸分配系統(tǒng)參照國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T建議J.112中給出的數(shù)字視頻廣播有線(xiàn)電視分配系統(tǒng)模型，廣電城域?qū)拵ЬW(wǎng)在業(yè)務(wù)提供商和用戶(hù)之間建立了兩種信道：廣播信道(BC)和交互信道(IC)。無(wú)方向性的寬帶廣播信道包括視頻、音頻及數(shù)據(jù)的傳輸和分配。交互信道是建立在業(yè)務(wù)提供商和用戶(hù)之間的雙向信道，用來(lái)為用戶(hù)提供交互業(yè)務(wù)。交互信道分為反向信道和正向信道。反向信道的方向從用戶(hù)到業(yè)務(wù)提供商，是用于向業(yè)務(wù)提供商申請(qǐng)或回答問(wèn)題的窄帶信道，正向信道的方向從業(yè)務(wù)提供商到用戶(hù)，用于支持業(yè)務(wù)提供商為交互業(yè)務(wù)而提供的各類(lèi)信息和其他請(qǐng)求通信服務(wù)。第五十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一專(zhuān)門(mén)用戶(hù)、集團(tuán)用戶(hù)以及上網(wǎng)密度較高的樓群應(yīng)采用以基帶傳輸為特征的5類(lèi)雙絞線(xiàn)以太網(wǎng)接入方式進(jìn)入廣電網(wǎng)；分散、數(shù)量多、分布面廣的個(gè)體用戶(hù)應(yīng)采用HFC(HybridFiberCoaxial光纖同軸混合有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò))接入方式進(jìn)入廣電網(wǎng)。只有當(dāng)數(shù)字有線(xiàn)電視前端設(shè)備、廣電城域網(wǎng)和接入網(wǎng)都建成后，用戶(hù)購(gòu)置數(shù)字有線(xiàn)電視接收機(jī)或機(jī)頂盒才能接收數(shù)字有線(xiàn)電視。第五十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.2.2有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器基本結(jié)構(gòu)圖11-14是數(shù)字有線(xiàn)電視接收機(jī)組成方框圖，包括數(shù)字調(diào)諧器、解復(fù)用、解碼主芯片和條件接收模塊、IC卡接口、視、音頻輸出接口、遙控器和電源等。來(lái)自有線(xiàn)電視前端的射頻數(shù)字信號(hào)，在數(shù)字調(diào)諧器中轉(zhuǎn)換為T(mén)S流。有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器由高放、MOPLL、解調(diào)和信道解碼器三部分電路組成。圖11-14數(shù)字有線(xiàn)電視接收機(jī)結(jié)構(gòu)方框圖有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器QAM解調(diào)信道解碼D/A伴音信號(hào)解復(fù)用MPEG-2解碼編碼RL模擬電視信號(hào)DRAM中放條件接收數(shù)字電視信號(hào)主芯片微處理器混頻本振PLL高放MOPLLRF解調(diào)和信道解碼第五十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一數(shù)字有線(xiàn)電視網(wǎng)通過(guò)同軸電纜把數(shù)字電視信號(hào)送入一體化調(diào)諧器，調(diào)諧器的第一級(jí)是一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管寬帶低噪聲放大器(頻率覆蓋范圍為：48.25～855.25MHz)。放大后的信號(hào)再送入低(48.25～168.25MHz)、中(175.25～447.25MHz)、高(455.25～855.25MHz)三個(gè)波段放大器放大，波段放大器前后各有兩個(gè)帶通濾波器進(jìn)行波段濾波，低、中、高三個(gè)波段按照模擬地面廣播的習(xí)慣通常稱(chēng)為VHFL、VHFH和UHF。波段放大后信號(hào)送入MOPLL。圖11-15是高放和頻段放大電路方框圖。第五十五頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-15高放和頻段放大電路方框圖RFIN高放低波段中波段高波段濾波濾波濾波濾波濾波濾波濾波去MOPLL第五十六頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一分為三個(gè)波段的原因與模擬電視一樣，是頻率復(fù)蓋問(wèn)題，本振頻率是由調(diào)諧回路的L、C值決定的，即L值不變，當(dāng)變?nèi)荻O管的電容在調(diào)諧電壓VT作用下從最小值CMIN變到最大值CMAX時(shí)，本振頻率從最大值fMAX變到最小值fMIN。因?yàn)樽內(nèi)荻O管電容最大值與最小值之比是6，本振頻率最大值與最小值之比只能比小，所以分為三個(gè)波段。MOPLL見(jiàn)5.1.2節(jié)。第五十七頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.2.3解調(diào)和信道解碼芯片STV02971.QAM解調(diào)圖11-16是QAM解調(diào)器的方框圖。接收信號(hào)r(t)與兩個(gè)本地正交載波相乘，再經(jīng)低通濾波，可得到兩個(gè)基帶信號(hào)rI(t),rQ(t)。但采樣相位偏差和載波頻率相位偏差造成了信號(hào)的功率減少和正交交叉串?dāng)_。通過(guò)數(shù)字鎖相環(huán)來(lái)補(bǔ)償采樣相位偏差和載波頻率相位偏差。這兩個(gè)環(huán)就稱(chēng)為定時(shí)恢復(fù)環(huán)和載波恢復(fù)環(huán)。定時(shí)恢復(fù)環(huán)與11.1.5中介紹的完全一樣，載波恢復(fù)環(huán)由快速載波恢復(fù)和慢速載波恢復(fù)兩個(gè)環(huán)路組成。收發(fā)端的本振時(shí)鐘不精確相等，或者信道特性的快速變化使得被傳送信號(hào)偏離其中心頻譜，都會(huì)導(dǎo)致下變頻后的“基帶信號(hào)”中心頻率偏離零點(diǎn)。由于有線(xiàn)信道的時(shí)變特性、高頻頭的寬帶濾波器、下變頻電路、接收端自適應(yīng)均衡器的步長(zhǎng)噪聲等，引起信號(hào)的相位抖動(dòng)。需要載波恢復(fù)模塊把偽基帶信號(hào)搬移至基帶，同時(shí)跟蹤該基帶信號(hào)的相位。第五十八頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-16QAM解調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖×DCOr(t)內(nèi)插濾波器正交解調(diào)奈奎斯特濾波rI(t)rQ(t)×解相位旋轉(zhuǎn)DCO定時(shí)誤差檢測(cè)碼元時(shí)鐘恢復(fù)環(huán)路DCOPD均衡器快載波恢復(fù)環(huán)路頻差檢測(cè)器慢載波恢復(fù)環(huán)路碼元字節(jié)轉(zhuǎn)換去FECADC～固定時(shí)鐘第五十九頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一為獲得較小的相位抖動(dòng)，鎖相環(huán)路的捕捉帶必須較小，需要相位差檢測(cè)器（PhaseDetector，PD）；但偽基帶信號(hào)的頻差有可能超出捕捉帶，載波恢復(fù)需要頻差檢測(cè)器（FrequencyDetector，F(xiàn)D），或掃頻電路。鑒頻鑒相法包含快速載波恢復(fù)和慢速載波恢復(fù)兩個(gè)環(huán)路。快速載波恢復(fù)補(bǔ)償信號(hào)的相位在傳輸中受到損害．慢速載波恢復(fù)跟蹤信號(hào)的頻差。工作時(shí)掃頻電路進(jìn)行慢速掃描，在某一頻率處，載波恢復(fù)環(huán)路鎖定?？焖佥d波恢復(fù)環(huán)路先捕捉信號(hào)中能量最大的點(diǎn)，即星座圖四角上的點(diǎn)，根據(jù)這些點(diǎn)調(diào)整PLL環(huán)路，稱(chēng)為減星鎖相環(huán)(ReducedConstellationsPLL,RCPLL)。然后再根據(jù)整個(gè)星座圖調(diào)整相位變化，詳見(jiàn)參考文獻(xiàn)44。載波恢復(fù)的一些方法見(jiàn)參考文獻(xiàn)45。ATSC標(biāo)準(zhǔn)中則利用導(dǎo)頻來(lái)恢復(fù)載波，降低了接收機(jī)載波恢復(fù)電路的復(fù)雜度。第六十頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

2.STV0297J有線(xiàn)電視信道解碼典型芯片有STV0297J。MOPLL輸出的中頻信號(hào)送到信道解碼芯片STV0297J進(jìn)行信道解碼，STV0297J的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖11-17所示。輸入的中頻差分信號(hào)由A／D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。AGC模塊分析A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)，產(chǎn)生PWM信號(hào)控制RF和IF放大器的增益。數(shù)字信號(hào)同時(shí)經(jīng)正交解調(diào)輸出I、Q基帶信號(hào)，經(jīng)過(guò)滾降系數(shù)為0.13～0.15的平方根升余弦奈奎斯特濾波，并恢復(fù)出符號(hào)時(shí)鐘。數(shù)字AGC調(diào)節(jié)解調(diào)后的符號(hào)以補(bǔ)償經(jīng)過(guò)奈奎斯特濾波后的能量損失。載波恢復(fù)環(huán)路消除初始化解調(diào)后的相位和頻率偏移。均衡器能夠抵消回音和通道引起的線(xiàn)性失真，它開(kāi)始先采用盲均衡算法，一旦鎖定后，轉(zhuǎn)換成判決導(dǎo)向的LMS算法。信道解碼器在對(duì)每個(gè)符號(hào)的最高兩位進(jìn)行差分解碼后，將長(zhǎng)度單位為6bits(64QAM調(diào)制)的符號(hào)流映射為字節(jié)流，STV0297J中的信號(hào)質(zhì)量評(píng)估器能從此字節(jié)流中得到載噪比等信號(hào)質(zhì)量參數(shù)。第六十一頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-17STV0297J內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖VIN+VIN-ADC信道均衡正交解調(diào)奈奎斯特AGC解旋轉(zhuǎn)寬帶AGC延遲AGCAGC1AGC2符號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)載波恢復(fù)鎖定狀態(tài)和中斷請(qǐng)求發(fā)生信號(hào)質(zhì)量評(píng)估FEC解碼格狀解碼去隨機(jī)化解交織RS解碼MPEG同步輸出格式恢復(fù)TS流I2C接口SCLSDA去所有寄存器I2C中繼SCLTSDAT時(shí)鐘發(fā)生CLK晶體誤碼率檢測(cè)第六十二頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一信道解碼進(jìn)行FEC解碼，包括格狀解碼、解交織、RS解碼、去隨機(jī)化和同步字節(jié)翻轉(zhuǎn)。BER(BitERRORRate誤碼率)測(cè)試器可得到經(jīng)過(guò)上面這些處理過(guò)程后的誤碼率情況。STV0297J的最后是輸出格式化模塊，它可以將最終的數(shù)據(jù)按照DVB特定的“通用接口”格式輸出，也可以按照特定的并行格式或串行格式輸出，以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。主機(jī)通過(guò)I2C總線(xiàn)向STV0297J發(fā)送控制命令，STV0297J的I2C中繼器將外部I2C總線(xiàn)命令轉(zhuǎn)送到MOPLL的I2C總線(xiàn)上。STV0297提供兩路模擬增益控制信號(hào)AGCl和AGC2分別控制RF放大器和IF放大器，在RF信號(hào)電平較低時(shí)，AGCl控制信號(hào)占主導(dǎo)地位；而在RF信號(hào)電平較高時(shí)，AGC2控制信號(hào)占主導(dǎo)地位，在此之間，AGCl和AGC2共同起作用。這種雙模擬增益控制機(jī)制在輸入的RF信號(hào)存在幾十dB變化時(shí)能獲得最佳的性能。第六十三頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一

11.2.4TCMU30311PTT型有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器三星公司TCMU30311PTT型有線(xiàn)數(shù)字調(diào)諧器將高頻調(diào)諧解調(diào)器、頻率合成器、數(shù)字解調(diào)和信道解碼器等做在一起，用金屬殼屏蔽起來(lái)，形成獨(dú)立的通用組件，組件完成調(diào)諧、QAM解調(diào)和信道解碼。數(shù)字調(diào)諧器的輸入頻率范圍為50～860MHz，有環(huán)通輸出，中頻中心頻率為36.125MHz?？梢赃M(jìn)行16、32、64、128、256QAM解調(diào)，16、256QAM解調(diào)時(shí)符號(hào)率為1.5～7.25MS／s，32、64、128QAM解調(diào)時(shí)符號(hào)率為1.0～7.25MS／s。FEC糾錯(cuò)符合ITU-TJ83附錄A、B、C。所有電路裝在一個(gè)104×47×14的屏蔽盒內(nèi)，圖11-19是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖。第六十四頁(yè)，共七十二頁(yè)，編輯于2023年，星期一圖11-19TCMU30311PTT內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖RFINSTV0297JQAM解調(diào)信道解碼I2CIFIFI2CTS流波段開(kāi)關(guān)電荷泵MOP