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卫星数字电视接收机的工作原理

发布时间:2020-07-21 18:27:45 阅读: 来源:香薰机厂家

卫星数字电视接收系统一般由接收天线(包括馈源)、低噪声下变频器(高频头LNB)和卫星数字电视接收机三部分组成:其中天线、高频头称室外单元:卫星数字电视接收机称室内单元,或称综合解码接收机(即IRD),是当代计算机技术、数字通信技术和微电子技术融合的结晶。

1IRD的功能框图

IRD的一般功能框图如图1所示。由图可知,一个典型的IRD包括:调谐器、第二中频信号解调、信道解码、MPEG一2传输流解复用、MPEG一2音/视频解码和模拟音/视频信号处理。

2.信道接收模块

c波段或Ku波段的卫星下行信号由犬线接收,经过LNB放大和下变频,形成950~2050MHz第一中频信号,经电缆送到IRD的调谐器,高频调谐器根据所需接收的频率,通过PLL(锁相环)环路控制本机振荡器频率,把输入信号变频成第二中频(479.5MHz)信号,送到正交检相器分解出I、Q两路模拟信号,经过A/D转换器再把这两路模拟信号分别转换成6比特的并行数字信号,进入QPSK解调电路和信道纠错电路。

QPSK解调器的核心部分起到载波恢复、寻址、位同步、反混叠、匹配滤波和自动增益控制(AGC)作用。

Butterworth型匹配滤波器用米完成升余弦滚降形状的脉冲形成滤波变换(α=O.35DVB或α=O.20DSS,DVB数字视频广播,DSS数字卫星业务)。

信道纠错部分包括:Viterbi卷积(1/2,2/3,3/4,5/6,6/7和7/8,K=7)和RS解码(204、188DVB)。Viterbi解码可对误码率(BER)为10^-4~10^-2的数据流进行纠错,以达到RFR为10-4。RS解码主要对突发性片状误码进行纠错,以达到BER优于10^-10的结果,最后输出符合MPEG一2标准的传输流(TS),每个数据包为188个字节。早期的信道接收模块由两片集成电路完成,如国产的xowJ—1型IRD由集成电路STV0190完成双路A/D变换,由集成电路sTV0196完成QPSK解调及前向纠错FEc,目前已将上述两块集成电路功能合成到一块芯片,如:STVD0199,ODM8511等。

3.解复用模块

TS码流是一种多路节目数据包(包含视频、音频和数据信息),按MPEG协议复接而成的数据流。因此,在解码前,要先对Ts流进行解复用,根据所要收视节目的包识别号(PID)提取出相应的视频、音频和数据包,恢复出符合MPEG标准的打包的节目基本流(PES)。

解复用芯片内部集成了32个用户可编程的PID滤波器。其中1个用于视频PID,1个用于音频PID,余下的30个可用于节目特殊信息(PSI)、服务信息(SI)和专用数据的滤波。PID处理分两个步骤:

(1)PID预处理:仅进行PID匹配选择,过滤掉那些PID值不匹配的包,挑出所需收视节目的数据包。

(2)PID后处理:进行传输流(TS)层错误检查(包括包丢失、PID不连续性等),同时滤除传输包的包头和调整段,找出有效载荷,按一定次序连接,组合成F'ES流。

系统时钟为27MHz,由压控振荡器(VC。XO)产生,通过提取码流中的节目时钟基准(PCR)控制PLL环路,使IRD的系统时钟和输入节目的时钟同步。

芯片内部还嵌有RIsccPU,它具有很强处理能力,与系统软件一起,能处理IRD复杂的系统任务,如:传输字幕、屏幕显示(OSD)、图文电视、电子节目指导(EPC)等。

DRAM控制器支持16MBDRAM(动态随机存储器),由CPU、传输和其他功能所共同分享。解复用芯片有CL9110、ST20—TP2等。

4MPFG一2解码模块

符合CCIR601格式的视频数据流和PCM音频数据流,分别送到视频编码器和音频DAC(数模转换器)按一定电视制式(PAL或NTSC)生成模拟电视信号,供电视机接收。一般PEG一2解码器的结构如图2所示。

目前开发的MPEG-2解码模块将系统解复用模块集成到一起,有时称为单片机,如:ST公司(法国汤姆逊公司)的sTi5500、5505、5512、5518,Hyundai公司的ODM8211,富士通公司的MB87L2250及LSI公司的SC2000等,北京海尔公司也研制了可商品化的MPEG一1解码芯片,命名为“爱国者一号”。

IRD的附加功能模块包括条件接收模块IC卡接口、视/音频输出接口、数据流接口、遥控器和电源等部分。

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