机顶盒工作原理

DVB机顶盒工作原理

2009-04-17 11:15

本文比较系统全面讲解了DVB的工作原理，相信本文对你理解DVB会有很大帮助；转载本

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一、DVB机顶盒的概念与分类

机顶盒(STB,Set Top Box)，是指利用网络（电视网络或信息网络）作为传输平台，以电视机作为用户终端，用来增强或扩展电视机功能的一种信息设备。由于人们通常将它放置在电视机的上面，所以又被成为机顶盒或顶置盒。目前机顶盒有模拟和数字之分，而相比于电视的模拟制式来说，数字电视拥有更为旺盛的生命力，所以现在常说的机顶盒一般是指数字电视

机顶盒。

数字电视机顶盒是一种将数字电视信号转换成模拟信号的变换设备，它对经过数字化压缩的图像和声音信号进行解码还原，产生模拟的视频和声音信号，通过电视显示器和音响设备给观众提供高质量的电视节目。目前的数字电视机顶盒已成为一种嵌入式计算设备，具有完善的实时操作系统，提供强大的CPU计算能力，用来协调控制机顶盒各部分硬件设施，并提供易操作的图形用户界面。它可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用，包括收看普通电视节目、数字加密电视节目、点播多媒体节目和信息、电子节目指南（EPG）、收发电子

邮件、因特网浏览、网上购物、远程教育等。

数字电视机顶盒根据传输媒体的不同，可分为卫星数字机顶盒（DVB－S）、地面数字电视机顶盒（DVB－T）和有线数字电视机顶盒（DVB－C）等，这些机顶盒的硬件结构主要区别在信道的解码和解调部分（传输介质不同），而本文以家用有线数字电视机顶盒为例说明DVB

的工作原理。

首先从下图了解一下上行信号（前端）的组织流程，即广播资源服务信道（射频信号）的形

成:

二、DVB机顶盒的工作原理

数字电视机顶盒的工作原理其实就是上行处理的逆向还原过程；其基本功能是可接收数字电视信号和处理MPEG-2标准的数字视/音频信号，并将其转换成为模拟电视信号（或电视机可

接收的信号）。

它的工作过程为（如图1所示）：

1．调谐模块(tuner)

通过天线接收到射频信号并下行变频为中频信号，高频头是通过I2C总线技术来控制进行选

台的（调谐）。

2．解调与信道解码

中频信号通过经滤波、放大、A/D转换为数字信号后送入QAM解调模块进行解调（这里以DVB-C为例，具体用什么解调就是看原来采用了哪种调制方式，而不同的传输介质决定了采用不同的调制方式），DVB的信道编码是采用RS(reed solomon外编码)+卷积交织(内编码)方式，调制则采用64QAM方式，因此机顶盒必须要完成QAM解调、RS解码和解交织(纠错处理)的过程，并输出MPEG传输流的串行和并行数据。如芯片(DVB-C:L64768

DVB-TH:LGS-8G42)

附：调制方式

DVB-C:利用VHF/UHF载波，使用64-QAM调制方式(QAM16-QAM/32-QAM/64-QAM等)，QAM 正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation)DVB-S:利用SHF载波，使用QPSK调制方式，QPSK四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying) DVB-S2:与DVB-S相比有更多的调制方式，如QPSK、8PSK、16APSK、32APSK；

DVB-T(H)：利用VHF及UHF载波，使用OFDM(正交频分复用)调制方式

欧洲：C-OFDM编码正交频分复用(coded orthogonal frequency division multiplexing)

中国：TDS－OFDM 时域同步正交频分复用(Time Domain Synchronous Orthogonal

Frequency-Division Multiplex)

日本：BST-OFDM 频带分段传输正交频分复用（Bandwidth Segmented Transmission OFDM）

3．MPEG-TS解复用

(信源在进入有线电视网络前完成两级编码，一是传输用的信道编码，另一级是音、视频信号的信源编码和所有信源封装成传输流。为了提高信道利用率，使多个信号沿同一信道传输而互相不干扰，称多路复用。目前采用较多的是频分多路复用和时分多路复用。频分多路复用用于模拟通信，例如载波通信，时分多路复用用于数字通信，例如PCM通信。而这里的MPEG-TS流就是采用了复用技术，MPEG多路复用器将各路节目流、数据流复合在一起，以188字节为一帧的MPEG2数据格式发送到射频调制器并提供电子节目单(EPG))

解复用模块接收MPEG-TS流，并从中抽出一个节目PES(Packetized Elementary Stream,一种MPEG通迅协议)数据，包括视频PES、音频PES、数据PES，并将音频和视频数据直接送给MPEG-2解码器进行解码。解复用模块中包括一个解扰(解密)引擎，可对加扰的数据进行解扰，其输出是已解扰PES。如芯片(SAA7214,L64108)

4．MPEG-2解码

解复用模块送出的数据是压缩的视频PES数据和音频PES数据，必须由MPEG-2解码器对PES 数据进行解压缩。该模块输出两组信号，一组解出MPEG2数字视频信号送给视频编码器，另一组将解出的MPEG2音频数据再解码为PCM数字音频信号再送给音频数模变换。如芯片

(SAA7215,L64005)

（注:以下两点为目前DVB机顶盒的现状（机顶盒输出以模拟信号为主），如果以后电视都是数字电视了，DVB机顶盒此模块很可能会将数字音视频信号直接丢给电视机处理）

5．视频编码

视频编码器的功能是将已解码的MPEG2数字视频信号转换为模拟电视信号，这些信号经过一个低通滤波器送到电视机的A/V插口上进行播放。

6．音频DAC

音频DAC的功能是将已解码的数字PCM数据解码成立体声模拟信号。

三、DVB机顶盒的结构

数字电视机顶盒硬件部分多采用模块化设计，一般可分为五个模块：分别是接收前端模块、主模块、电缆调制解调器模块、音视频输出模块和外围接口模块。（如图２所示）