电视机课程设计-数字有线电视机顶盒组成和分析要点
机顶盒结构及基本电路基本维修技能
按条件接收方式分
1. 免费机（FTA机），FTA机（Free To Air）是指内部不带IC卡接口，也 就没有条件接收功能，只能接收没有加密节目的接收机 。FTA机是最简单 的接收机，也是需求量最大的接收机。 2. 插卡机（CA机)， CA机是指内部带IC卡接口，并且已经集成至少一种 CA系统厂商的CA软件的接收机。该接收机只能接收使用此CA厂商的加密 方式的前端流，无法使用于用其他CA厂商加密的环境。如DVC-2028是集成 同方 CA 的有线机顶盒。 3. 大卡机（CI机），是指按造DVB-CI标准设计的机顶盒
ATSC 的视频编码和复用是基本采用 MPEG-2 国际标准。 ATSC 的音频编码是用 Dobly AC-3 ，输入取样率 32 、 44.1 、48KHz ， 输出 5.1 声道。 调制采用 8VSB ，这是 ATSC 最重要的特点。采用多个串级的信道编 码措施来对付各种噪声和干扰。
欧洲的DVB数字电视制式
机顶盒结构及基本电路基本维修 技能
一、背景知识
• 数字电视制式 • 相关标准简介 • 机顶盒分类
数字电视制式简介
• 美国的ATSC（先进电视系统委员 会）制式
• 欧洲的DVB（数字视频广播）制式
美国的ATSC数字电视制式
美国于 1996 年底制定了一个数字电视广播标准并称之为 ATSC 。它 规定了数字电视地面广播系统各项参数的详细指标。
DVB 条件接收及接口表准
关于电视机顶盒结构设计的分析
关于电视机顶盒结构设计的分析摘要：机顶盒最早起源于上个世纪九十年代初，其作为解决电视数字化改造的方案应运而生，在世界各国都得到了大范围的普及推广。
目前，伴随着智能家电的日益增长，人机交互需求的日益频繁，电视机顶盒结构设计也要重视其人机功能及环保等方面的设计，为此，本文选取了一种电视机顶盒的结构设计为实例展开论述。
关键词：电视；机顶盒；结构设计1.电视机顶盒概述机顶盒又称数字视频变换盒，是连接电视机与外部信号源的设备。
它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。
信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。
机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外，更在于能够接收数字内容，包括电子节目指南、因特网网页、字幕等等。
2.电视机顶盒的发展历程2.1作为信号转换装置的机顶盒机顶盒起源于20世纪90年代初，当时主要是欧美国家有线电视台为解决有线电视收视费问题而设计的一个解扰设备。
机顶盒作为数字电视（DTV）辅助设备是从20世纪90年代后期欧美国家试播数字电视和高清数字电视（HDTV）开始的。
它的主要作用是使用户能够用原有的模拟电视机收看数字电视节目和高清数字电视节目，即提供数/模信号转换功能，通常把这类机顶盒称为数字电视机顶盒。
2.2集成机顶盒随着机顶盒技术的发展和需求的增多，机顶盒逐渐增加了一些附加功能，如在机顶盒上加上预告节目的电子节目指南，发布政府惠民信息的数据广播，增加收入的VOD点播，用于管理机顶盒的用户管理系统和用于控制收费的CA系统等。
这样，一个清晰的“集成机顶盒”功能实现架构就呈现出来。
它的技术特点是各种软件相互集成在一起，一次成型难以改变，因而这种机顶盒的过渡性体现得非常明显，在“开放”“交互”理念的深入普及下，这一技术也必然会遭到淘汰。
2.3互联网智能电视机顶盒为了突破集成机顶盒的单向性，在IT技术和新媒体技术的推动下，智能机顶盒随之出现。
它拥有传统机顶盒所不具备的应用平台优势，成为连接电视、网络和程序之间的智能设备；它可配合各类外围应用终端，可以很方便地扩展基于家庭通信、娱乐和生活应用的各项服务，为家庭用户提供更加丰富多彩的综合信息服务，具备多接口、多业务感知和承载、可管理等特点。
有线数字电视机顶盒4113939
第一套节目CA系统经销商识别号
第一套节目CA系统EMM信息包的PID号 第二套节目CA系统
Vendor id 2
EMM PID 2 CAS #3 Vendor id 3 EMM PID 3 ……
第二套节目CA系统经销商识别号
第二套节目CA系统EMM信息包的PID号 第三套节目CA系统 第三套节目CA系统经销商识别号 第三套节目CA系统EMM信息包的PID号 ……
连续计数 4bit
业务信息（SI）总体结构图表
MPEG-2定义的信息 PSI
PAT PID=00 CAT PID=01 PMT PID=P TSDT PID=02 NIT PID=10 SDT PID=11 EIT PID=12 TDT PID=14
DVB定义的信息
强制性 网络信息表 现行传输流 业务描述表 现行传输流 事件信息表 现行传输流 时间日期表 NIT PID=10 BAT PID=11 SDT PID=11 EIT PID=12 RST PID=13 TOT PID=14 ST PID=14 可选择 网络信息表 其他传输流 业务群关联表 业务描述表 其他传输流 事件信息表 其他传输流 运行状态表 时间偏移表 填充表
第 N 套节目号，N= 16 bit
第 N 套节目的PMT表号
PMT 节目映射表举例
Table id = 02 Program number PCR PID Stream type 1 按MPEG-2标准，PMT的表号为02 PMT表中的节目号 本节目码流的参考时钟包的PID号 ES流类型，例如视频、音频、数据
复习：TS 流产生方框图
信源 分解 视频信 源编码 音频信 源编码 格式化
视频 信源 音频 信源 数据 广播
同洲CDV 2200型数字有线机顶盒的结构和工作原理
数字有线电视机顶盒与数字卫星机顶盒的不同之 处是输入射频信号的频段不同，数字解码的方式不 同。与地面数字电视广播接收机顶盒的区别主要数 字解码方式不同。
一、 典型数字有线电视接收机顶盒的整机构成
以北京TC2132C2型数字有线机顶盒的整机结构为例： 它主要由主电路板、操作显示面板和电源电路板等 构成。如图1.1.1，1.1.2，1.1.3，1.1.4所示。
MPEG-2解码器是解压缩处理的核心电路。在进 行数字电视信号的传输时对音频和视频数字信号进 行压缩处理，在接收机中则进行解压缩处理。在解 码芯片内对信号处理的过程中，将传输流解复用器 分离出的数据信号送入MPEG解压缩处理的电路中， 先进行数据分离，然后分别对音频数据和视频数据 进行解压缩处理，还原出压缩前的数字信号。数字 视频信号再进行视频编码和D/A转换，变成复合视频 信息信号以及亮度、色度信号。音频数字信号再经 多声道环绕立体声解码和音频D/A变换后输出立体或 多声道音频信号。
同洲CDVB2200 机顶盒由一体化调谐解调器 CD1316、传输流解复用器和MPEG-2解码器 MB87L2250、智能卡读卡器、操作显示面板和开关 稳压电源电路等组成。
（一）一体化调谐器
同洲CDVB2200 型数字有线电视接收机顶盒的一体 化调谐解调器CD1316为Philips公司生产的，其内部 方框图如图4-15所示。它分别由调谐器和解调器组 成
PES包头，从中提出满足控制和同步需要的节目基准始终（PCR）
（三）MPEG解码器
MPEG是国际移动图像专家组的英文缩写，这里 指按照该组织指定的信号处理标准对信号进行处理 的方法及电路。MPEG-1是VCD影碟机对音、视频 信号压缩解压缩的技术标准，图像分辨率较低。 MPEG-2是DVD影碟机、卫星接收机、数字电视机 所采用的技术标准，图像分辨率较高。
有线电视系统组成及应用
有线电视系统组成及应用有线电视系统是一种基于有线电视网络技术的传媒系统，通过电缆传送视频信号到用户家庭，用户可以收看各种电视频道和节目。
有线电视系统一般由以下几个主要部分组成：1. 信号源：有线电视系统的信号源可以包括卫星信号、地面数字电视信号、本地录制的节目以及各种互联网流媒体服务的信号。
这些信号源被数码化编码后，通过传输设备发送到有线电视网络中。
2. 传输设备：传输设备是将信号源编码后的数字信号通过传输介质（通常是电缆）传送到用户家庭的设备。
传输设备主要包括发送器、接收器、放大器等等，通过它们的工作将信号源传输到用户家庭。
3. 分配设备：分配设备用于将传输过来的信号源进行分配，使不同的用户可以收到不同的电视频道和节目。
分配设备通常包括分配器和终端设备。
分配器将信号源分配给不同的终端设备，终端设备通过解码器解码信号，显示内容到电视屏幕上。
4. 用户设备：用户设备是有线电视系统中的重要部分，它是用户收看电视节目的终端设备。
用户设备通常包括电视机、机顶盒和遥控器。
机顶盒是用户家庭中连接有线电视网络的设备，它可以接收信号并解码，将内容显示到电视屏幕上。
用户通过遥控器来操作机顶盒，选择不同的频道和节目。
有线电视系统的应用非常广泛。
它可以提供丰富多样的电视频道和节目，包括新闻、体育、电影、综艺、教育等各种内容，满足不同用户的需求。
有线电视系统还可以提供互动服务，比如点播、回放、录制等，使用户可以根据自己的需求自由选择和观看电视节目。
此外，有线电视系统还可以提供付费电视服务，用户可以选择订阅不同的电视节目包，享受高质量的电视观看体验。
总之，有线电视系统通过数字化技术将丰富多样的电视频道和节目传送到用户家庭，为用户提供了丰富的电视观看体验。
它在娱乐、学习和信息传递等方面都发挥着重要作用，是现代家庭不可或缺的重要组成部分。
有线电视系统是一种基于有线电视网络技术的传媒系统，通过电缆传送视频信号到用户家庭，用户可以收看各种电视频道和节目。
数字电视机顶盒讲解
科亚电子数字机顶盒讲解数字电视机顶盒数字机顶盒是数字传输系统的终端设备。
数字传输属于信息传输，应用了编码压缩、前向误码校正等先进技术，具有传输效率高、抗干扰能力强、容易进行各种复杂处理、容易存储管理等优点。
数字机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换装置，通过对数字化压缩的图像声音信号进行解码还原，产生模拟视频和声音信号，以提供给观众高质量的电视节目。
有了这个装置，用户不必更换电视机就可以用普通的模拟电视机收看数字电视节目。
数字电视机顶盒数字机顶盒主要有数字卫星接收机（DVB-S）、数字有线接收机（DVB-C）和数字地面广播接收机（DVB-T、DMB-TH）三种。
这三种数字机顶盒的主要区别在于传输信道和调制方式。
数字卫星接收机接收来自卫星广播、采用QPSK （四相相移键控）调制的信号；数字有线接收机接收来自有线电视网络、采用QAM（正交幅度调制）调制的信号；数字地面广播接收机接收来自数字地面电视广播、采用COFDM（编码正交频分复用）调制的信号，DMB-TH采用TDS-OFDM （时域同步正交频分复用）调制的信号。
数字电视机顶盒数字机顶盒的组成数字机顶盒由调谐器、解调器、解复用器、解码器、系统控制部分、用户扩展接口和电源等部分组成。
•一体化调谐器、解调器（ QPSK 、QAM、COFDM）数字调谐器接收来自卫星天线、地面或有线电视网的射频信号，进行低噪声放大、滤波和变频，将其转换成中频信号。
然后进行A/D转换，再进行信道解调和FEC处理，即进行QPSK、QAM、COFDM（TDS-OFDM）解调，FEC处理包括Viterbi解码、Reed-Solomon解码、卷积去交织等处理。
解调后的数据流经过Viterbi解码，去交织和解扰后，就成为每包188字节的标准传输流。
数字电视机顶盒•解复用器和解码器：由于传输流中包含了若干套节目，每个节目又包含了音频、视频和传输数据；而目前的MPEG-2解码器只能对单个音频或视频数据流进行解码。
有线数字电视机顶盒原理及常见问题处理办法
有线数字电视机顶盒原理及常见问题处理办法1数字电视机顶盒的原理数字电视机顶盒从功能上看是计算机和电视机相结合的产物,从信号处理和应用操作上看,它包含以下几个层次:物理层和链路层: 包括高频调谐, QPSK/QAM /COFDM /VSB解调、卷积码解码、去交织、RS(里德- 索罗门)解码、解能量扩散。
传送层:包括解复用,它把MPEG - 2传送流分成视频、音频和数据包。
节目层:包括MPEG - 2视频解码、MPEG - 2 AAC(或AC - 3)音频解码。
应用层:包括业务信息( SI) 、电子节目指南EPG、图形用户界面(GU I) 、浏览器、遥控、CA等。
输出接口:包括模拟视频/音频接口、数据接口、键盘、鼠标等。
图1为有线数字电视机顶盒原理框图。
图1有线数字电视机顶盒原理框图高频头(调谐器)接收来自有线网的射频信号并下变频为中频信号,经QAM解调器进行解调,输出包含音频、视频和其他数据信息的传送流( TS) 。
传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息。
TS流解复用器则用来区分不同的节目,提出相应的音视频流和数据流,送入MPEG - 2解码器和相应的解析软件,完成数字信息的还原。
对于付费电视, CA模块对音视频流实施解扰,并采用含有识别用户和进行记账功能的智能卡,保证合法用户正常收看。
视频PES送入MPEG - 2 视频解码模块进行解码,然后输出到PAL /NTSC编码器,编码成模拟电视信号,再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码模块进行解码,输出PCM音频数据经D /A 变换器变换成立体声模拟音频信号,经音频输出电路输出。
2使用中出现的问题及解决办法2. 1不能正常接收某一个频点上的数字电视节目(1)原因分析用频谱仪看此频点的波形图是否有陷波点。
正常的数据信号显示的波形应该是完整平滑的,如果有陷波点,只有平坦部分的数据能够收全,该段的数字电视节目就能收到,恰好在陷波点位置的数据就收不到,那一段的数字电视节目就收不到。
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
（DVB） 封装:35 X 35 BGA MPEG-2 MP@ML视频解码
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
图像显示：256色OSD显示 PAL/NTSC/SECAM解码：复合视频信号输出、S端子（Y、C）
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
程序存储FLASH电路见图12-10所示，FLASH 芯片ICM1采 用ST公司的M29W640FB（64MB）。
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
SMI的SDRAM （ICS1）电路见图12-11所示，它与EMI的 SDRAM （ICM2）电路相同。
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
（5）高频头的复位信号的检测 （6）高频头输出传输流（TS流）信号的检测 （7）音频输出信号的检测 （8）复合视频输出信号的检测 （9）S端子Y/C输出信号的检测
2. 主板电路的典型故障维修 【实例1】
故障现象：开机面板指示灯亮绿灯，数码管显示“8888”。 故障检修：机器不工作，有以下几种可能
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
12 数字有线电视机顶盒的原理与维修
（2）高频头电路 高频头工作电路见图12-5 所示。高频头正常工作需要三
个基本条件：它的VCC1、VCC2、VCC3三脚上加上+5V电压和 VCC4脚加上+3.3V的电压；它的复位脚RESET为高电平复位， 由RC （RL2和CL22）复位电路完成；I2C（SCL和SDA）必须用 电阻上拉到+3.3V才能正常与Sti5516进行通讯。
数字电视机顶盒工作原理与关键技术
高频 头 （ 调谐 器 ） Ｑ Ｍ解 调 器 、Ｓ流解 复用 器 、 Ｅ 、Ａ Ｔ ＭＰ Ｇ
作者简介 ： 陆志宏 （９ ５ ） 男， １７ ． ， 助理工程师 ， 主要 从事有线 电视 网络技 术维护工作 ； 邵新 建（９ ５ ） 男， １７ 一 ， 工程师 ， 主要 从事有线 电视 网络技 术管理 和维护工作 。
应 软 二蔓困 ［三巫 用 件［ 互 亘 二 中 件 ［二二二三 二］ 间 二二二二叵二二 底 软 至堕困 ［至 层 件［亘受 二至 硬 件 ［二二 巫匿二］
图 ２ 数 － 电视 机 顶 盒的 组成 ｙ －
主 处 理 器
用 软件 ， 中底层 软件提供 操作系 统 内核 以及 各种 硬件 其
层次 ：
⑤ 输 出接 口： 括模 拟视 频／ 包 音频 接 口、 字视 频／ 数
音频 接 口 、 据 接 口、 盘 、 数 键 鼠标 等 。 图 １是有 线 数 字 电视 机 顶 盒 原 理 框 图 ， 顶 盒 由 机
①物 理 层 和链 路 层 ： 括 高 频 调 谐 器 、 ＰＫ 包 ＱＳ／
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｅ —ｏ ｏ ｓ ｔｔ ｐ ｂ ｘ；ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ；ｋ ｙ ｔ ｃ ｏｏ ｏ ｏ ｉｏ ｉ ｅ ｅ ｈｎ ｌ ｇ ｙ
１ 数 字 电视 机 顶盒 的 组成
一
德 一 罗 门 ） 解码 、 能量 扩 散 ； 索 码 解
个数 字 电视 机顶 盒包 括 硬件 平 台和软 件 系统 两
（Ｐ 、 Ｅ Ｇ） 图形 用 户界 面 （ Ｕ ） 浏 览 器 、 控 、 Ａ等 ； Ｇ Ｉ、 遥 Ｃ
电视机顶盒方案
电视机顶盒方案引言电视机顶盒（Set-Top Box，简称STB）是一种能够接收和解码数字电视信号，并将其显示在电视机上的设备。
随着科技的不断发展，电视机顶盒方案逐渐普及并应用于家庭娱乐领域。
本文将介绍电视机顶盒方案的基本原理、常见功能以及相关技术。
电视机顶盒的基本原理电视机顶盒的基本原理是接收并解码数字电视信号，然后将其显示在电视机上。
它通常包括以下几个主要部分：1.接收模块：用于接收卫星、有线或无线电视信号，并将其转换为数字信号。
2.解码器：用于解码数字信号，并将其转换为可显示的视频和音频信号。
3.显示模块：将视频信号输出到电视屏幕上，同时将音频信号输出到音频设备上。
4.控制模块：用于控制电视机顶盒的各种功能，如频道切换、音量调节等。
电视机顶盒的常见功能除了基本的接收和解码功能外，电视机顶盒还常常具备以下一些常见的功能：1.频道管理：用户可以通过电视机顶盒进行频道的切换和管理，包括添加/删除频道、排序频道等。
2.视频点播：用户可以通过电视机顶盒选择并播放各种类型的视频内容，如电影、电视剧、综艺节目等。
3.互联网应用：许多电视机顶盒具备互联网连接功能，用户可以通过它们访问各类应用，如视频网站、音乐应用、游戏等。
4.录制和时移：一些高级的电视机顶盒支持节目的录制功能，用户可以录制他们喜欢的节目并进行时移播放。
电视机顶盒的相关技术电视机顶盒的相关技术主要包括以下几个方面：1.数字电视技术：电视信号在传输过程中经历了模拟到数字的转换，数字电视技术使得信号的传输更加稳定和清晰。
2.压缩技术：数字电视信号通常会采用压缩技术进行传输，以减少传输带宽和存储空间。
常见的压缩技术包括MPEG-2、MPEG-4等。
3.操作系统：电视机顶盒通常运行基于Linux或Android等操作系统的软件。
操作系统不仅提供了基本的系统功能，还支持各种应用程序的安装和运行。
4.用户界面：电视机顶盒的用户界面设计直接影响用户体验。
有线电视系统设计方案
有线电视系统设计方案摘要：有线电视系统是一种传输电视信号的方式，能够在用户家中提供多个频道的电视节目。
本文介绍了有线电视系统的设计方案，包括系统结构、信号传输和接收方式、频道分配方法等。
通过合理的设计方案，可以提供高质量的电视信号传输，满足用户对多样化电视节目的需求。
第一部分：引言随着科技的发展和人们娱乐需求的增加，有线电视系统已成为家庭娱乐的重要组成部分。
有线电视系统通过电缆或光纤传输电视信号，使用户能够接收到大量的电视节目，包括新闻、体育、电影、娱乐等。
本文将介绍有线电视系统的设计方案，以满足用户对多样化电视节目的需求。
第二部分：系统结构有线电视系统的基本结构由三个主要组成部分组成：信号源、信号传输和接收设备、用户终端。
信号源是电视节目的提供者，可以是卫星电视、有线电视台、地面数字电视等。
信号源通过信号传输和接收设备传输到用户终端，用户可以通过电视机或机顶盒接收并观看电视节目。
第三部分：信号传输和接收方式有线电视系统可以通过两种方式进行信号传输和接收：电缆传输和光纤传输。
电缆传输使用同轴电缆或双绞线来传输信号，适用于较短距离和小规模的系统。
光纤传输使用光纤来传输信号，具有传输速度快、信号质量好等优势，适用于大规模的系统。
第四部分：频道分配方法频道分配是有线电视系统中的重要环节，它决定了用户可以接收到哪些电视节目。
常见的频道分配方法有随机分配、按类型分配和按订阅分配。
随机分配是将电视节目随机分配到不同的频道，用户可以通过频道浏览进行选择。
按类型分配是将电视节目按照不同的类型分配到不同的频道，如新闻、娱乐、体育等。
按订阅分配是根据用户的订阅情况将电视节目分配到相应的频道，用户只能接收到订阅的电视节目。
数字电视机顶盒的原理与结构
数字电视机顶盒的原理与结构！数字电视机顶盒的原理与结构！数字电视机顶盒接收数字电视节目，处理数据业务和完成多种应用的解析。
各类信源在进入有线电视网络之前经过两级编码，第一级是视音频信号的信源编码，并将所有信源封装成传输流，第二级是传输用的信道编码。
与前端相应，数字电视机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调，接着还原压缩的信源编码信号，恢复原始视音频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
数字电视机顶盒的工作过程：数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道，并进行解调和和信道解码处理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流（PES）数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。
视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出。
其结构示意图如图一。
图一数字电视机顶盒结构示意图数字电视机顶盒包括硬件和软件两部分。
硬件提供数字电视机顶盒的硬件平台，实现音视频的解码。
在数字电视技术中，软件技术比硬件占有更为重要的位置，因为电视节目内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，以及机顶盒和Internet的互联都需要软件来实现。
1、数字电视机顶盒硬件组成（1）网络接口模块（NIM）：网络接口模块完成信道解调和信道解码功能，送出包含视音频和其他数据信息的传输流（TS）。
（2）信源数据传输流解复用器：传送流中一般包含多个音视频流及一些数据信息，传输流解复用器用来区分不同的节目，提取相应的音视频流和数据流，送入视音频解码器和相应的解析软件。
有线数字电视机顶盒的构成和技术特点
括： 用户管理系统Ｓ Ｍ Ｓ 、 业务 信息生成系统Ｓ Ｉ Ｇ 、 节 目管理Ｐ Ｍ Ｓ ／ Ｓ Ｉ 编辑系统 、 节 目调度处理 Ｅ Ｉ Ｓ 、 用户授权管理 系统Ｓ Ａ Ｓ 、 条件 接
２ 信源解 码
Ａ 等。 主要有两大块 ： 一块是管理用户的Ｓ Ｍ ｓ ， 一块是管理节 模拟信号数字 化后， 信息量激 增， 必须 采用相应 的数据压 收Ｃ
３ 上行数据的调制编码
所 以， 要将前 端的ｃ ｗ 传 送到接 收端 ， 如果直接 传送 开展交互式 应用， 需要 考虑 上行数据 的调制编码 问题 。 目 制解扰 器。 会很容易被黑客截获而使Ｃ Ａ Ｓ 失去作用， 为此， 要对ｃ ｗ 进行加密 前普遍采用的有３ 种方式 ： 采用电话线传送上行数据 、 采用以太 网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。
数据的调制编码、 嵌入式Ｃ Ｐ Ｕ 、 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ 一２ 解压缩 、 机顶 盒软件、 显 算机 的互联以及和Ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｔ 的互联都需要 由软件来实现 。 示控制和加解 扰技术。 ７ 有条件接收系统Ｃ Ａ Ｓ
１ 信 道解 码
有条件接 收系统 （ Ｃ Ａ Ｓ ： Ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ Ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ） 是 数字 电视机顶盒 中的信道解码 电路相当于模拟电视机中的 开展 付费电视的核心技术 ， 了解它 的运 行机制， 掌握 好它的使 高频 头和 中频放大器。 根据Ｄ Ｔ Ｖ Ｈ 前已有的调制方 式， 信道解码 用和维护， 对付费 电视 业务的成功开展非常关键 。 Ｃ Ａ Ｓ 的组成包 应包 括Ｑ Ｐ Ｓ Ｋ 、 Ｑ Ａ Ｍ 、 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 、 Ｖ Ｓ Ｂ 解调功能 。
种嵌 入式计算设备， 具有完 善的实 时操 作系统， 提供 强大的 ６ 数字 电视 机顶 盒 软件 Ｃ Ｐ Ｕ 计算能力， 用来协调控制 机顶 盒各部分硬件设施， 并提供易 电视数字 化后， 数字 电视 技术中软件技术 占据更为重 要的
数字有线电视机顶盒组成和分析
数字有线电视机顶盒组成和分析摘要近年来，电视数字化的进程明显加快，模拟信号向数字信号过渡全面展开。
根据我国国情，数字电视机顶盒将成为模拟电视向数字电视过渡的桥梁，而有线数字电视机机顶盒中的主导产品。
借助机顶盒，人们不仅可以用原有的模拟电视收看数字电视节目，还可以利用数字机顶盒交互功能获得电子节目指南、视频点播、收发电子邮件、数据广播、远程教育等增值服务。
本次课程设计就是描叙数字机顶盒的工作原理，以及数字机顶盒重要模块，调制解调模块、解码模块、控制模块和数字机顶盒硬件和软件模块。
关键词：机顶盒，CPU ，CA目录1绪论 11.1课题描述 11.2基本工作原理及框图 12数字机顶盒硬件设计 22.1调制解调模块 22.2解码模块 42.3控制模块 53数字机顶盒软件系统设计 83.1 系统组成 83.2 系统分析 9总结 11致谢 12参考文献 131绪论1.1课题描述机顶盒是一种数字信号接收装置，它能够接收模拟信号，也能够接收数字式电视信号，然后把数字信号还原成模拟信号输入给电视机，通过这种方式接收的电视节目没有雪花点，图像稳定、清晰。
机顶盒中有CPU、内存、调制解调器、解码器、高频头等硬件及操作系统和应用程序等软件。
机顶盒是一台具有计算和电视双重功能的信息家电，通过遥控器完成操作，十分灵活、方便，任何人都可以轻松使用它，机顶盒是终端产品，它需要与之相对应的前端播出系统提供节目信号。
1.2基本工作原理及框图有线电视数字机顶盒基本原理如图1所示，调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号，然后进行A/D转换变为数字信号，入QAM解调模块进行QAM解调，输出MPEG传输流串行或并行数据。
解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES和PES。
解复用模块中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，其输出是已解扰的PES。
视频PES 送入视频解码模块，取出MPEG视频数据，并对MEPG视频数据进行解码，然后输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出。
数字有线电视系统分析
104《有线电视技术》 2019年第9期 总第357期数字电视的三大传统标准为美国数字电视标准ATSC、欧洲数字电视标准DVB、日本数字电视标准ISDB，每个标准下按传输途径可分为数字卫星电视、数字有线电视和数字地面广播电视三类。
我国使用的数字电视标准主要借鉴欧洲DVB 标准，数字卫星电视使用DVB-S，数字有线电视使用DVB-C，数字地面广播电视使用国家标准GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》，即DTMB。
数字有线电视作为受众观看广播电视节目的主要方式，主要通过广电主干有线网或混合光纤同轴电缆网进入用户机顶盒，实现交互视频/数据信息服务的授权。
1 数字有线电视框架数字电视涉及的技术主要包括信源压缩编码、存储技术、信道传输复用和调制技术、机顶盒解码技术等。
目前国内数字卫星、有线、无线传输方式，标清或高清视频都是采用MPEG-2（ISO/IEC 13818-2）进行编码。
音频方面，美国采用AAC 先进音频编码，高清用杜比AC-3环绕立体声，我国卫星和有线电视声音编码都采用MPEG-1的Layer2（ISO/IEC 11172-3）。
图像、声音、数据业务等复用原理也基本相同，主要区别在于信道编码和调制方式的不同。
数字卫星采用MPEG-2/DVB-S 技术，正交相移键控QPSK 调制，信道编码调制符合国标GB/T 17700-1999《卫星数字电视广播信道编码和调制标准》。
数字有线采用MPEG-2/DVB-C 技术，多进制正交幅度调制MQAM，信道编码调制符合行标GY/T 170-2001《有线数字电视广播信道编码与调制规范》。
数字地面广播电视采用MPEG-2/DVB-T 技术，编码正交频分复用COFDM 多载波调制，每个载波又采用QAM 及QPSK 调制，信道编码调制符合国标GB 20600-2006《数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制》。
数字电视传输链路如图1所示，演播室生成节目内容的数字基带信号，高清信号直接送至播出服务器，4K 信号经转码服务器后也送至播出服务器，由播出服务器负责节目的编单、控制及存储。
有线数字电视系统的组成
与互联网媒体的竞争 随着互联网媒体的兴起，越来越 多的观众转向在线流媒体服务， 对有线数字电视构成竞争压力。
内容监管问题 在传输数字信号的过程中，如何 有效监管传输内容，防止不良信 息的传播，是一个需要面对的问 题。
未来发展趋势
更高清的画质
随着超高清（4K、8K）技术的普及， 有线数字电视系统的画质将进一步提升
调制器
01
02
03
QAM调制器
将数字电视信号调制到射 频频段，以便传输。
QPSK调制器
将数字电视信号调制到射 频频段，适用于高速数据 传输。
OFDM调制器
将数字电视信号调制到射 频频段，具有较高的抗干 扰能力。
混合器
• 将不同频段的信号混合在一起，以便在同一传输介质上传 输。
03
传输系统
光纤传
谢谢您的观看
相对于传统的模拟电视，有线数 字电视具有更高的图像清晰度、 更稳定的信号传输、更多的节目 选择和更丰富的互动功能。
系统组成与功能
前端系统
包括节目源、编码器、 复用器等设备，负责节 目的采集、编码、复用
和调制。
传输网络
包括光纤、同轴电缆等 有线网络，负责信号的
传输和分配。
终端设备
包括机顶盒、电视机等 ，负责信号的接收、解
码和显示。
互动系统
包括服务器、数据库等 ，支持用户互动操作， 如点播、回看、互动游
戏等。
有线数字电视的发展历程
起步阶段
20世纪90年代初，有线数字电视 技术开始起步，主要应用于部分 发达国家和地区。
推广阶段
进入21世纪，随着技术的成熟和 普及，有线数字电视开始在全球 范围内推广，成为主流的电视传 输方式。
浅析数字电视系统的组成及关键技术
在数字 电视 的视频压缩 编解码标准方面 ， 国际上 统一 采用 了 ＭＰ Ｇ一２标 准 。在 音 频 编 码 方 面 ， Ｅ 欧洲 、
日本 采 用 了 ＭＰ Ｇ 一 Ｅ ２标 准 ； 国采 纳 了杜 比公 司 的 美 Ａ ３方 案 ， Ｅ ２为备 用 方案 。 Ｃ一 ＭＰ Ｇ一 ２２ 数字 电视 的传送 复用 ．
其 中信源编解码 、 传送复用 、 信道编解码 、 调制／ 解 调、 中间件、 条件接收以及大屏幕显示技术是数字 电视 系统 的技 术 核心 。
２ 关键把音频、 视频、 辅 助数据 的码流 通过一个打包器 打包 （ 这是通俗 说法 ， 其实是数据分 组） 然后再复用 成单路 串行 的传输 比 ， 特 流 ， 给 信道 编 码器 及 调 制 器 。接 收 端 与 此 过 程 正 送 好相反。 目前网络通信 的数据都是按一定的格式打包 传输 的 ， 电视 节 目数 据 的打包 将 使其 具备 了可扩 展性 、 机顶盒和电视接收机 ， 它们既可接收模拟电视 又可接 收数字电视节 目。对于数字 电视节 目， 机顶盒 中安排
是 电信 网络 系统或存储媒介 （ 如磁盘 、 光盘等 ） 这些 ， 传输媒介统称为传输信道。通 常情况下 ， 编码码 流是 不能或不适合直接通 过传输信道进行传输 的， 必须经 过某种处理 ， 使之变成适合在规定信道中传输 的形式。 在通信原理上 ， 这种处理称为信道编码与调制 。 任何信号经过任何媒质传输都会产生失真 ， 导致
维普资讯
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数字有线电视机顶盒组成和分析摘要目前数字电视已经进入快速发展阶段，与数字电视相关的业务也将大幅度增长。
数字有线电视机顶盒是把有线电视网中的数字电视信号转换为模拟电视信号的设备。
数字机顶盒的的工作原理的工作过程和功能，数字机顶盒重要模块有调制解调模块、编解码模块、数字视频编码器和音频DAC、图形控制模块、媒体访问控制模块MAC。
数字机顶盒有硬件和软件组成。
关键词：机顶盒，解码，模块目录1绪论 (1)1.1课题描述 (1)1.2基本工作原理及框图 (1)1.3机顶盒的工作过程 (2)1.4机顶盒的功能 (2)2数字机顶盒硬件设计 (3)2.1调制解调模块 (3)2.2编解码模块 (4)2.4数字视频编码器和音频DAC (5)2.5图形控制模块 (6)2.6媒体访问控制模块MAC (6)3数字机顶盒软件模块设计 (6)3.1硬件和软件组成 (6)3.2数字机顶盒软件系统 (7)3.3 数字电视机顶盒硬件系统 (8)3.4CA系统 (10)3.5数字广播中条件接收系统 (10)总结 (11)致谢 (12)参考文献 (13)1绪论1.1课题描述数字机顶盒是一种数字信号接收装置，它能够接收模拟信号，也能够接收数字式电视信号，然后把数字信号还原成模拟信号输入给电视机，通过这种方式接收的电视节目没有雪花点，图像稳定、清晰。
因此在电视机应用技术中机顶盒是目前模拟电视向数字电视转换过程中的产物，通过本课题，我们了解数字电视机顶盒系统结构和基本功能，深刻理解数字电视条件接收CA工作原理。
1.2基本工作原理及框图数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道，并进行解调和和信道解码处理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流（PES）数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。
视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出[1]。
有线电视数字机顶盒框图如图1所示。
图1有线电视数字机顶盒框图1.3机顶盒的工作过程数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道，并进行解调和和信道解码处理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流（PES）数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。
视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。
音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出[6]。
1.4机顶盒的功能数字电视机顶盒能够接收MPEG-2数字电视传输流和各种数据信息，通过解调、解复用、解码和视音频编码，在模拟彩色电视机上观看数字电视节目和各种数据信息。
目前，数字电视机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能，包括：(1)电子节目指南：它为用户提供一种容易使用，界面非常友好，可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到各个频道上近期将播放的电视节目。
(2)支持交互式应用如准视频点播、视频点播、互动游戏等。
(3)高速数据广播：能为用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网络等各种信息。
(4)因特网接入和电子邮件：数字电视机顶盒通过内置的电缆调制解调器便可实现因特网接入功能。
用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网，发送电子邮件，也可以提供各种接口与PC相连，使用PC接入因特网。
(5)软件在线升级：可看成是数据广播的应用之一。
数据广播服务器将升级软件传送给机顶盒，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。
(6)有条件接收：有条件接收的核心是加扰和加密，数字电视机顶盒应具有解扰和解密功能。
随着数字电视和网络技术的发展，数字电视机顶盒的功能将更加完善，尤其是单片PC技术的发展，将促使数字电视机顶盒在物理结构上将各部分硬件高度集成，形成STB核心芯片，从而减小体积，降低成本，提高性能。
外部接口将更加丰富，通过USB接口可以和数码相机连接，通过IDE接口可以挂接硬盘实现节目存储等。
交互式机顶盒将成为数字电视机顶盒的主流，用户在模拟彩色电视机上不仅能收看数字电视，还能实现娱乐和上网[6]。
2数字机顶盒硬件设计2.1调制解调模块数字机顶盒工作在有线电视网络状态下，有线电视网采用模拟传输，因此必须对数字信号进行调制和解调才能在模拟信道传输，调制解调器是系统关键的组成部分，在技术上类似现在的电话调制解调器的原理，但采用了更高的调制方法，下行多采用64QAM 或256QAM，在DVB-C(Digital Video Broadcast by Cable) 和DA VIC中采用64QAM做为标准调制方法，以Motorola 的MC92305QAM 解调芯片为例，在7M模拟带宽上采用64QAM调制的数字信号速率可达42Mbit/S，上行目前采用两种方式，一种是采用电话线做为上行信道，另一种是采用双向HFC网的上行通道，采用HFC网时采用QPSK 做为调制方案。
QAM或QPSK调制器将MPEG格式的数据流调制在一个标准的PAL信道内，与其他视频调制信号一起合路发送出去[1]。
图2 QPSK调制器的原理图（1）QPSK调制器：QPSK即四进制移向键控，它利用载波的四种不同相位来表示数字信息，由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此每个四进制码元可以用两个二进制码元的组合来表示。
两个二进制码元中的前一个码元用a表示，后一个码元用b 表示。
QPSK信号可以看作两个载波正交2PSK信号的合成。
QPSK调制器的原理图如图2所示。
(2) QAM调制器：QAM调制器的原理是发送数据在比特/符号编码器（也就是串–并转换器）内被分成两路，各为原来两路信号的1/2，然后分别与一对正交调制分量相乘，求和后输出。
接收端完成相反过程，正交解调出两个相反码流，均衡器补偿由信道引起的失真，判决器识别复数信号并映射回原来的二进制信号。
如图4-2所示的是16-QAM的调制原理图。
作为调制信号的输入二进制数据流经过串–并变换后变成四路并行数据流。
这四路数据两两结合，分别进入两个电平转换器，转换成两路4电平数据[2]。
QAM调制器的原理图如图3所示。
图3 QAM调制器的原理图2.2编解码模块由于采用模拟通道，为保证数据传输的可靠性和低误码率，前向纠错编码是必不可少的，DVB 采用Reed Solomon编码，RS码是一类纠错能力很强的多进制BCH码。
(1)信道解码：数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。
在数字电视机顶盒中，高频头是必须的，不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接收频道、有线电视增补频道。
根据DTV目前已有的调制方式，信道解码应包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解调功能。
(2)信源解码：模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩标准。
数字电视广播采用MPEG－2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。
音频目前则有AC －3和MPEG－2两种标准。
信源解码器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。
（3）上行数据的调制编码：开展交互式应用，需要考虑上行数据的调制编码问题。
目前普遍采用的有3种方式，采用电话线传送上行数据，采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。
（4）MPEG-2解码：MPEG-2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG-2技术基础上，MPEG-2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。
MP@LL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和H.261是它的子集。
MP@ML用于DVD、SDTV，MP@HL用于HDTV。
MPEG-2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。
MPEG-2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。
在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。
图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能力。
OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。
在音频方面，由于欧洲DVB采用MPEG－2伴音，美国的ATSC采用杜比AC－3，因而音频解码要具有以上两种功能[3]。
2.4数字视频编码器和音频DAC数字机顶盒的“外设”是电视机和音响系统，数字的音视频信号必须转换为模拟音视频信号，以Motorola公司的MC44724为例，MC44724可以将ITU601、656标准4:2:2 并行视频数据转换为PAL或NTSC格式的视频、S-Video、Y/Cb/Cr 或R/G/B，扩展的VBI(Vertical Blanking Interval)信息输入口用于显示图文信息。
音频DAC非常普遍这里不再介绍。
现代音响系统都支持Dolby Pro Logic和Lucasfilm Home THX家庭影院系统，需在音频DAC之前用数字音频信号处理芯片对数字音频信号进行处理，目前有专用处理芯片和采用数字信号处理芯片DSP进行处理两种方式[2]。
2.5图形控制模块和视频图形混合器数字机顶盒另一方面需要提供类似计算机的复杂图形甚至是三维图形，需要系统具有强大的二维和三维图形加速芯片，而且需要将图形和视频信号能进行混合叠加显示，此类功能类似现有的字幕机[2]。
控制字发生器：要是接收端和发送短的两个PRBS同步，必须由发送端发送一个初始控制字(CW)去同步PRBS发生器，控制字是随机数，可有单片机程序产生。
有了控制字就可以恢复加扰时使用的伪随机序列，对信号进行解扰。
这一控制字又称为解扰密钥。
因此控制字的安全传送是CA系统的关键。
CW的字长一般为60bit,为了保证安全，CW 每隔5～20S改变一次。
2.6媒体访问控制模块MAC数字机顶盒在网络通信上可以看成是Cable Modem，IP路由器接收用户端通过PSTN( 公用电话网)传来的点播信号并传送到Internet服务器/ 路由器。