機頂盒的工作原理簡介

1、機頂盒的工作原理簡介一、了解數(shù)字電視的編解碼兩個流程。數(shù)字電視機頂盒負責(zé)接收數(shù)字電視節(jié)目信號、處理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和完成多種應(yīng)用的解析。為了讓大家對數(shù)字電視的傳輸有一個整體的概念，我們分為數(shù)字電視信號的編碼流程和解碼流程兩個部分來介紹。雖然我們的電視節(jié)目是數(shù)字信號，但是由于有線電視網(wǎng)采用模擬傳輸，因此必須對數(shù)字信號進行調(diào)制和解調(diào)才能在其信道中傳輸。所以在編碼流程，信源 （電視的視音頻原始信號）在進入有線電視網(wǎng)絡(luò)前要完成兩級編碼，一級是傳輸用的信道編碼， 另一級是音、 視頻信號的信源編碼和所有信源封裝成傳輸流，這個流程是在電視傳輸中心的前端完成的。而在解碼流程中，接收端首先從傳輸層提取信道編碼信號，完成

2、信道解調(diào); 其次是還原壓縮的信源編碼信號，恢復(fù)原始音、視頻流，同時完成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多種應(yīng)用的接收、解析，這個流程在機頂盒中完成。無論是編碼流程還是解碼流程，對用戶來說都是透明，用戶只要連接好線路，打開機頂盒電源并用遙控器收視節(jié)目就可以了，數(shù)字電視系統(tǒng)會自動完成兩個流程。二、數(shù)字電視機頂盒的基本原理現(xiàn)在的數(shù)字電視機頂盒應(yīng)具備了接收數(shù)字廣播信號（包括catv 上的音頻、視頻和資料信號）以及視頻點播功能，從 rf 端口接入的數(shù)字數(shù)據(jù)流經(jīng)過機頂盒各芯片完成解調(diào)、解復(fù)用、譯碼功能。其原理框圖如下圖。數(shù)字電視機頂盒原理框圖機頂盒是由數(shù)字調(diào)諧器、信道解調(diào)器、信源解復(fù)用器、mpeg-2h264 解碼器、視頻編碼

3、器、音頻d/a 、嵌入式 cpu 系統(tǒng)和外圍接口、條件接收模塊等組成。我們從原理框圖中可以看出，數(shù)字調(diào)諧器接收來自有線電視網(wǎng)中的高頻信號，下變頻為中頻信號，并通過模/數(shù)（a/d ）轉(zhuǎn)換再生出傳輸端的數(shù)字信號，然后利用qam 解調(diào)器完成信道解碼并糾錯，在進行用戶身份識別確認受權(quán)許可后，從載波中分離出包含音、視頻和其它數(shù)據(jù)信息的傳送流(ts 流)。傳送流中一般包含多個音、視頻流及一些數(shù)據(jù)信息。解復(fù)用器則用來區(qū)分不同的節(jié)目，提取用戶指定節(jié)目的pes 數(shù)據(jù)，包括音、視頻流和數(shù)據(jù)流，送入 mpeg-2 或者 h264解碼器及其相應(yīng)的解析軟件，完成視音頻信息的解壓與還原。再把解碼后的視頻數(shù)據(jù)輸出到pal/

4、ntsc視頻編碼器，重新編碼成模擬電視信號提供給電視機；而解碼后的音頻數(shù)據(jù)，則輸出到音頻d/a 控制設(shè)備進行處理，比如輸出pcm 音頻數(shù)據(jù)到pcm 解碼器， pcm 解碼器再輸出立體聲模擬音頻信號，經(jīng)音頻輸出接口送至音箱系統(tǒng)。三、數(shù)字電視機頂盒功能的實現(xiàn)前面已經(jīng)提到了，雖然我們的節(jié)目是數(shù)字電視節(jié)目，但由于有線電視網(wǎng)采用模擬傳輸，因此在傳輸過程中對數(shù)字信號進行了調(diào)制以使其可以在模擬信道中傳輸。那么在我們的機頂盒中， 就必須對其解調(diào)。才能恢復(fù)成調(diào)制前的數(shù)字信號。調(diào)制解調(diào)器是數(shù)字電視系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分， 在技術(shù)上類似現(xiàn)在的電話調(diào)制解調(diào)器的原理，但采用了更高的調(diào)制方法，下行多采用 64qam或256q

5、am ，在 dvb-c(digital video broadcast by cable) 和 davic 中采用64qam 做為標(biāo)準(zhǔn)調(diào)制方法，以 motorola 的 mc92305qam 解調(diào)芯片為例， 在7m 模擬帶寬上采用 64qam調(diào)制的數(shù)字信號速率可達42mbit/s ，上行目前采用兩種方式，一種是采用電話線做為上行信道，另一種是采用雙向hfc 網(wǎng)的上行通道， 采用 hfc 網(wǎng)時采用qpsk 做為調(diào)制方案。 qam 或 qpsk 調(diào)制器將mpeg 格式的數(shù)據(jù)流調(diào)制在一個標(biāo)準(zhǔn)的pal 信道內(nèi)，與其他視頻調(diào)制信號一起合路發(fā)送出去。數(shù)字機頂盒的核心是數(shù)字視音頻解碼技術(shù)。目前的數(shù)字電視廣泛

6、采用了mpeg-2的壓縮編碼格式， 但同時也在積極向另一種效果更好的編碼格式h264靠攏。 我們以 mpeg-2 為例，mpeg-2數(shù)字傳輸中采用交織編碼，發(fā)送端利用mpeg 多路復(fù)用器將各路節(jié)目流、數(shù)據(jù)流復(fù)合在一起，并以188字節(jié)為一幀的mpeg-2 數(shù)據(jù)格式經(jīng)射頻調(diào)制器調(diào)制后發(fā)送到傳輸設(shè)備，同時提供電子節(jié)目單(epg)。機頂盒的mpeg-2解碼單元在接收到這個信號后，需要對碼流進行去交織，視頻、音頻和數(shù)據(jù)碼流的分離工作，再進行視頻解碼處理，才能得到原始的視音頻信號。數(shù)字機頂盒面向的對像是電視機和音響系統(tǒng)，數(shù)字視音頻信號必須轉(zhuǎn)換為模擬視音頻信號，才能被識別和處理。所以數(shù)模（d/a ）轉(zhuǎn)換是數(shù)

7、字機頂盒另一個重要的組成部份。以motorola 公司的 mc44724為例， mc44724可以將 itu601 、656標(biāo)準(zhǔn) 4:2:2 并行視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為 pal 或 ntsc 格式的視頻、s-video、y/cb/cr 或 r/g/b ，擴展的vbi(vertical blanking interval) 信息輸入口用于顯示圖文信息。再采用專用處理芯片或數(shù)字信號處理芯片dsp 對音頻進行處理，輸出高保真的音響效果。模擬信號： 在我們打電話時， 電話線上傳送的電信號是隨著我們通話聲音大小的變化而變化的。這個變化的電信號無論在時間上或是在幅度上都是連續(xù)的，我們把這種信號稱為模擬信號。平常我們所能看見的電視、聽見的聲音、電話、傳真信號等都屬這類信號。模擬信號在傳輸過程中容易衰減和失真。模擬信號波形圖數(shù)字信號： 對模擬信號進行抽樣、量化和編碼， 把連續(xù)的信號取值截取為一串間斷的脈沖信號， 可以用