電視原理與接收技術(shù)

電視原理與接收技術(shù)第1頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容提要本章介紹數(shù)字調(diào)諧器，先簡要介紹衛(wèi)星數(shù)字電視和有線數(shù)字電視中的一些基本概念，然后介紹衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器和有線數(shù)字調(diào)諧器的原理、組成、常用芯片和實際產(chǎn)品。跳至目錄第2頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月知識要點衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器的組成；零中頻方案；頻率合成器；定時恢復環(huán)路載波恢復環(huán)路；有線數(shù)字調(diào)諧器的組成；第3頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月教學建議

本章是本教材的三個重點之一，通過本章學習能熟悉數(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,掌握定時恢復環(huán)路和載波恢復環(huán)路，兩個環(huán)路是本章的難點。了解衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器的發(fā)展,了解國產(chǎn)衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧芯片。熟悉有線數(shù)字電視接收系統(tǒng)的組成，掌握有線數(shù)字調(diào)諧器的組成，了解有線數(shù)字調(diào)諧器的發(fā)展,了解國產(chǎn)有線數(shù)字調(diào)諧芯片。建議學時數(shù)為6學時第4頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月在電視臺數(shù)字電視信號經(jīng)過信源編碼、復用、信道編碼、調(diào)制后發(fā)送，在接收機中則相反，如圖11-1所示，用調(diào)諧器在多個頻道的信號中選擇一路節(jié)目的信號后，經(jīng)解調(diào)、信道解碼、解復用、信源解碼輸出數(shù)字音、視頻信號，音頻信號經(jīng)D／A輸出模擬伴音信號，視頻信號經(jīng)PAL編碼后輸出模擬全電視信號，這兩個信號接到模擬電視機的AV輸入口可以在模擬電視機上收看數(shù)字電視節(jié)目。上述電路常做成一個盒子放在模擬電視機頂上，所以稱為機頂盒。上述電路也可以和顯示器、音響一起組成數(shù)字電視機。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，形成獨立的通用組件，常稱為數(shù)字調(diào)諧器、DTV調(diào)諧器。數(shù)字調(diào)諧器是本世紀才有的產(chǎn)品，所以有沒有數(shù)字調(diào)諧器成為新一代產(chǎn)品和上世紀老產(chǎn)品的分界線。解復用、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為單片解決方案。第5頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字電視接收為適用于不同的傳輸信道分為衛(wèi)星、有線和地面廣播三種不同的類型。它們在解復用和信源解碼等方面都是相同的，遵循MPEG-2系統(tǒng)標準(ISO／IEC13818-1)、MPEG-2視頻標準(ISO／IEC13818-2)和MPEG-2音頻標準(ISO／IEC13818-3)。（ATSC的音頻為DolbyAC-3多聲道環(huán)繞聲方案）三種數(shù)字電視信號接收機的主要區(qū)別是在調(diào)諧、解調(diào)和信道解碼方面。圖11-1數(shù)字電視接收機方框圖數(shù)字調(diào)諧器解調(diào)信道解碼D/A伴音信號解復用信源解碼編碼RL模擬電視信號數(shù)字電視信號調(diào)諧主芯片機頂盒V模擬電視機第6頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.1衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器

11.2有線數(shù)字調(diào)諧器第7頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月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定時恢復和載波恢復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8頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月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)字電視信號的數(shù)字電視系統(tǒng)。1.衛(wèi)星數(shù)字電視傳送的優(yōu)點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，可滿足觀眾日益增長的需求，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9頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

SCPC方式適合于多套節(jié)目共用一個轉(zhuǎn)發(fā)器而不共用上行站的情況。每套節(jié)目各自調(diào)制一個載波而發(fā)至衛(wèi)星，每個載波只傳輸一套電視節(jié)目，這樣在一個轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)同時存在多個載波。該方式的缺點是轉(zhuǎn)發(fā)器的功率得不到充分發(fā)揮，多個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性狀態(tài)。河南、福建、江西、遼寧四省采用SCPC方式共用一個轉(zhuǎn)發(fā)器。MCPC方式適合于多套節(jié)目共用一個衛(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、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實現(xiàn)多種業(yè)務(wù)傳輸，能進行電視廣播傳輸；也能進行聲音和數(shù)據(jù)廣播傳輸。⑸容易進行加擾加密，實現(xiàn)條件接收和對用戶的授權(quán)管理。第10頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.衛(wèi)星數(shù)字電視轉(zhuǎn)播根據(jù)國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（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；中國教育、3980、垂直極化。亞太6號衛(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，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、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、藏語，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11頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月亞洲3S號（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，4129、水平極化。還有亞洲4號（122°E，垂直極化）、4020、4060、4100、轉(zhuǎn)發(fā)中央付費平臺18套節(jié)目。中衛(wèi)1號（87.5°E，垂直極化）、4062、4098轉(zhuǎn)發(fā)上海付費平臺14套節(jié)目，3900轉(zhuǎn)發(fā)香港電影頻道。第12頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)鑫諾衛(wèi)星通信有限公司網(wǎng)站消息，鑫諾一號衛(wèi)星，110.5°E，垂直極化，6個帶寬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)視國際電影臺、AXN、DISCOVERY、HALLMARK臺節(jié)目；12560MHz轉(zhuǎn)播BBCWORLD、NHK、新知臺、鳳凰電影臺、TVB8、TVB星河、NOW、天映頻道、亞洲新聞臺、華娛衛(wèi)視的節(jié)目；12320MHz轉(zhuǎn)播MTV、Channel[V]、衛(wèi)視體育臺、鳳凰中文臺、澳亞衛(wèi)視、TV5、鳳凰資訊臺、星空衛(wèi)視、歐亞體育新聞、彭博財經(jīng)、陽光衛(wèi)視的節(jié)目；12620MHz轉(zhuǎn)播CETV1～4、6節(jié)目；詳見。人們常將使用Ku頻段的FSS提供衛(wèi)星直接到戶(DirectToHomeDTH)的廣播電視服務(wù)稱為衛(wèi)星直播。第13頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.直播衛(wèi)星直播衛(wèi)星(DirectBroadcastingSatellite簡稱DBS)是通過衛(wèi)星將圖像、聲音和圖文等節(jié)目進行點對面的廣播，直接供廣大用戶接收(個體接收或集體接收)。按照國際電信聯(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，采用頻段是廣播專用Ku和Ka頻段，覆蓋范圍受到國際公約的保護，在本覆蓋區(qū)內(nèi)不受其他通信衛(wèi)星溢出電波干擾。按照國家廣電總局的要求，國家直播星系統(tǒng)中星9號將于2007年發(fā)射。第14頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.1.2衛(wèi)星數(shù)字調(diào)諧器天線接收到C波段或Ku波段的衛(wèi)星下行信號，經(jīng)LNB放大和下變頻，形成950～2150MHz第一中頻信號，經(jīng)引下電纜送到室內(nèi)單元，衛(wèi)星數(shù)字電視接收機也稱綜合解碼接收機(IntegratedReceiverDecoderIRD)，引下電纜一般采用F型連接器，采用高頻特性較好的專用電纜。圖11-2是衛(wèi)星數(shù)字電視接收機組成方框圖。室內(nèi)單元包括數(shù)字調(diào)諧器、解復用、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15頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11-2數(shù)字衛(wèi)星電視接收機方框圖數(shù)字調(diào)諧器LNB正交鑒相QPSK解調(diào)信道解碼D/A伴音信號解復用MPEG-2解碼編碼RL模擬電視信號DRAMAGCAFC雙A/DIQ條件接收數(shù)字電視信號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16頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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頻率相同。輸出信號為零中頻的基帶信號，可直接送到正交解調(diào)電路進行處理，輸出I、Q模擬基帶信號，省去了中頻處理電路和聲表面波濾波器等元器件，簡化了電路、降低了成本；后面的數(shù)字解調(diào)是對基帶信號進行取樣，ADC的取樣時鐘頻率可以降低，從而降低對ADC處理速度的要求。第17頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月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2分頻后輸出950～1450MHz的本振信號；VCOV的工作頻率范圍為1450～2150MHz。引腳Losel用于選擇兩個壓控振蕩器中的一個。當輸入頻率低于1450MHz時，設(shè)置Losel腳為高電平，選擇VCOS輸出，此時工作頻率范圍為950～1450MHz；當輸入頻率高于1450MHz時，設(shè)置Losel腳為低電平，選擇VCOV輸出，此時工作頻率范圍為1450～2150MHz。兩個壓控振蕩器的Tank端外接由微帶線和變?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。兩個壓控振蕩器產(chǎn)生的本振信號可從Psout和Psoutb引出作為外部頻率合成的輸入信號。第18頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖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19頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月根據(jù)SLl925輸出信號電平大小，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)過一個低通濾波器，進行數(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時有最大增益，5V時是最小增益，AGC控制范圍可達30dB。零中頻正交解調(diào)輸出后，要經(jīng)過外接的低通濾波器濾除帶外的噪聲。由于信號的符號率最高可達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兩路信號分別由OPFI、OPFQ輸出，先通過外接的兩個低通濾波器濾波后，再將信號分別由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20頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.1.4頻率合成器

頻率合成是將一個高穩(wěn)定和高精度的標準頻率經(jīng)過運算，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21頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.（NM＋A）分頻器壓控振蕩器的輸出信號RF的頻率為FVCO，先進行（NM＋A）分頻；基準信號的頻率為FRE，先進行K分頻；兩個分頻后的信號在鑒相器中進行相位比較，鑒相器輸出的數(shù)字信號由電荷泵轉(zhuǎn)換成模擬電壓去控制壓控振蕩器的頻率變化，當環(huán)路鎖定時．壓控振蕩器的輸出頻率FVCO與基準頻率FRE的關(guān)系是KFVCO＝（NM＋A）FRE。CPU通過I2C總線設(shè)定分頻比（NM＋A）和K，壓控振蕩器的輸出信號頻率被控制在不同的頻道上。第22頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

（NM＋A）分頻器是頻率合成器中的常用電路，又稱為NM1A分頻器，圖11-5是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。復位時預(yù)定標器為N＋1分頻，A計數(shù)器、M計數(shù)器為0，兩個計數(shù)器開始對F／（N＋1）計數(shù)，A計數(shù)器計到A時，控制預(yù)定標器變?yōu)镹分頻，M計數(shù)器對F／N繼續(xù)計數(shù)，計到M時，復位預(yù)定標器、A計數(shù)器，計數(shù)周期重新開始。若輸入信號周期為T，輸出信號周期＝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)定標器÷N／N＋1A計數(shù)器FF/（NM＋A）M計數(shù)器（NM＋A）分頻器第23頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月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I2C總線接口，可以對芯片內(nèi)部的寄存器進行讀寫操作，從而達到對其進行控制的目的。第24頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月XTALCAP圖11-6ZARLINK公司SP5769型頻率合成器方框圖頻率合成器SP5769～÷16／1711位計數(shù)

4位計數(shù)

相位比較基準分頻電荷泵I2C總線收發(fā)

2位4位2位3位4位鎖存與端接口

1314104567891123116地址SDAASCLAP3P2P1P0RFINCP測試fPD/2選擇fPD/2鎖相15位鎖存XTALREF/COMPCHPUMPDRIVE第25頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月SP5769將來自于調(diào)諧解調(diào)器SLl925的壓控振蕩器的輸入信號fL進行16M＋A分頻后與其內(nèi)部的高穩(wěn)定基準頻率（晶體振蕩器4MHz頻率K分頻）進行相位比較，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，基準分頻K由4位編程值決定，編程值為0000～1111時，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)用戶命令指定的頻道，查出本振頻率，計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)置輸出基準頻率或比較頻率、設(shè)置測試方式。第26頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

SP5769由I2C總線接口來控制分頻比，I2C（InterICbus，集成電路間總線）是通過SDA(串行數(shù)據(jù)線)和SCI(串行時鐘線)兩根線在IC之間傳送信息，根據(jù)地址識別每個器件。采用I2C總線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獨立的模塊，通過軟件尋址實現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。CPU不僅能通過指令將某個功能單元電路掛靠或摘離總線，還可對該單元的工作狀況進行檢測和控制，從而實現(xiàn)對硬件系統(tǒng)的既簡單又靈活的擴展與控制。圖11-7是SLl925和SP5769的接線圖，圖中電容標注數(shù)值若為純小數(shù)，其單位為F；否則，單位為PF；電阻標注數(shù)值后帶R的是參考值，需根據(jù)實際信號大小作調(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到-70dBm～-20dBm,AGC控制范圍達50dB，不再需要外部低噪聲AGC放大器，本振相位噪聲更低。第27頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11-7SLl925和SP5769的接線圖10k13k684MHz82DRIVEXTALCAPXTALSDASCLP3/LLP1P2CHPUMPVEERFINRFINVCCREF/COMPP0ADDRESSSP5769I2C總線5V15030V151005VOPFIVCCPsoutbPSoutVEEVEE1T379×2TanksbTankvVEETankbNCVCC5VOPFQVCC118165V914IPFQVEEIPFIVEEIoutBB811×215k0.0226.15×0.449×0.440.10.11K1K0.10.13.93.91K0R0R1K5VIout100R0.22151KTanksLoselVCCIFinaIFinb了IF

IN1000120RVEEAGCTP1AGCQoutQout100R0.22151KVCC1000SL1925281001K×2微帶線第28頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.1.5定時恢復和載波恢復QPSK的數(shù)字解調(diào)主要由雙ADC、定時恢復環(huán)路、載波恢復環(huán)路等組成。1.定時恢復環(huán)路從調(diào)諧解調(diào)電路產(chǎn)生的I、Q模擬信號經(jīng)過固定頻率的時鐘取樣后，輸出2路數(shù)字I、Q信號，由于取樣時鐘并非由輸入信號中提取出來的，故難以保證最佳的取樣時間，使得取樣判決后的誤碼率增大，需要采用定時恢復環(huán)路從輸入數(shù)據(jù)信號中插值出正確的信號，用以校正固定取樣所造成的樣點誤差，以保證抽樣判決后，輸出端的信號有最低誤碼率。第29頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

Gardner法是一種典型的定時恢復方法，其結(jié)構(gòu)如圖11-8所示。它由內(nèi)插濾波器、定時誤差檢測、環(huán)路濾波器、數(shù)控振蕩器組成。圖11-8Gardner法定時恢復環(huán)路結(jié)構(gòu)示意圖～ADCx(t)信號輸入內(nèi)插濾波器固定時鐘y(kTi)x(mTs)奈奎斯特濾波器Y(kTi)定時誤差檢測環(huán)路濾波數(shù)控振蕩器第30頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)插濾波器的等效實現(xiàn)框圖如圖11-9所示。采樣數(shù)字信號x(mTs)經(jīng)DAC變換為模擬脈沖，經(jīng)模擬濾波器h(t)濾波后得到時間連續(xù)信號y(t)，對y(t)在時刻t=kTi重新采樣得到新的采樣點就是所要求的插值點，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)字的方法來實現(xiàn)插值運算。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y(t)重采樣nt=kTi原采樣時間重采樣時間(mk+2)TsmkTs(mk+1)Tsmk+1TskTi(mk-1)Ts(k+1)Ti(k-1)Ti第31頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)插濾波器輸出碼流需要經(jīng)過Nyquist濾波以減少碼間干擾。定時誤差檢測器(TimingErrorDetector，TED)求得的誤差值通過環(huán)路濾波器（LoopFilter）后更加平滑，用來驅(qū)動數(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)，進行有效的內(nèi)插工作。TED采用Gardner算法，每個符號只需要有2個采樣值，數(shù)據(jù)量少。其時鐘鎖定過程與載波無關(guān)，因此定時調(diào)整可先于載波恢復完成，定時恢復環(huán)和載波恢復環(huán)相互獨立，這給解調(diào)器的設(shè)計和調(diào)試帶來了方便，DVB-S、DVB-C中的定時恢復都采用這種方法，詳見參考文獻34、35、36。常用的易于實現(xiàn)的內(nèi)插濾波器有:線性、三次、分段拋物線三種。通過比較可以發(fā)現(xiàn)，三次、分段拋物線與線性相比有主瓣寬、旁瓣抑制度大等特點，采用Farrow結(jié)構(gòu)實現(xiàn)時內(nèi)插濾波器結(jié)構(gòu)非常簡單，詳見參考文獻37。第32頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.載波恢復環(huán)路在模擬正交解調(diào)器中使用的本振信號不是從接收信號中提取的相干載頻，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中會存在一定程度的頻偏和相偏。這樣的模擬基帶信號即使采用定時準確的時鐘進行取樣判決，得到的數(shù)字信號也不是原來發(fā)射端的調(diào)制信號，這種誤差的累積效應(yīng)將導致抽樣判決后誤碼率增大。載波恢復環(huán)路的作用是要采用數(shù)字的方式將該信號完全轉(zhuǎn)換為基帶數(shù)字信號，克服其中存在的頻偏和相偏，電路一般由兩個環(huán)路構(gòu)成，如圖11-10所示，第一個環(huán)路為頻率恢復環(huán)路，用來補償輸入信號中存在的頻率偏移。第二個環(huán)路為相位跟蹤環(huán)路，用來跟蹤和補償輸出信號中的相位偏移。第33頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11-10QPSK解調(diào)載波恢復環(huán)路結(jié)構(gòu)示意圖×相位解旋轉(zhuǎn)DCOLPF相位跟蹤環(huán)路頻率恢復環(huán)路PD×頻率解旋轉(zhuǎn)DCOLPFFD載波鎖定指示定時恢復匹配濾波第34頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月頻率恢復環(huán)路（FrequencyRecoveryLoop）用于糾正信號的頻率偏移，其利用頻差檢測器(FrequencyDetector，F(xiàn)D)產(chǎn)生的誤差信號，經(jīng)過環(huán)路濾波器實現(xiàn)對數(shù)控振蕩器(DigitalControlledOscillator，DCO)的頻率控制，輸入信號在頻率解旋模塊（FrequencyDerotate）中分別與DCO產(chǎn)生的兩路正交信號相乘，完成頻率解調(diào)工作。FD常用四重相關(guān)器(quadricorrelator)來實現(xiàn)，該環(huán)路收斂比較快，有助于環(huán)路的快速鎖定；數(shù)控振蕩器由一個相位累加器和一個Sin、Cos查找表組成，用來產(chǎn)生本地的同相和正交載波。具體算法詳見參考文獻46。相位跟蹤環(huán)路(PhaseTraceLoop)的結(jié)構(gòu)與頻率恢復環(huán)路類似，利用相差檢測器(PhaseDetector，PD)輸出的誤差信號經(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)來提取相位誤差，電路和算法詳見參考文獻43和46。DVB-S2標準中，提供可選的導頻，幫助接收機載波恢復。第35頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，它包括一個雙路6bitA／D變換器、QPSK／BPSK數(shù)字解調(diào)器(時鐘恢復、載頻恢復、AGC控制、內(nèi)插器等)、信道解碼器(卷積解碼、去交織、RS解碼、能量去擴散)，支持DVB、DBS等多種標準。采用TQFP（ThinQuadFlatPackage，方形扁平封裝）64封裝。第36頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月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時鐘產(chǎn)生

XTALIN

XTALOUT

AUXCLK

22KDiseqc接口

I2C接口

SCL

SDA

SDAT

SCLT

AGC2

定時恢復定時鎖定指示定時數(shù)控振蕩器DCOC/N指示Viterbi譯碼解交織RS解碼能量解擴散D0～D7STROUTERRORCLKOUTD/P誤差監(jiān)視通用功能DAC

IP0

OP0（0～2）

載波鎖定指示第37頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月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帶鎖相檢測的數(shù)字時間恢復：內(nèi)設(shè)全集成定時環(huán)路、內(nèi)插濾波器和時鐘基準；⑦雙路數(shù)字AGC：采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)實施調(diào)諧器增益控制；在設(shè)定信號帶寬下實施功率優(yōu)化的內(nèi)部AGC，有利于時鐘、載波的恢復。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38頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

(2)前向糾錯模塊：①軟判決Viterbi解碼器：約束長度為7、碼率為1／2的收縮卷積碼；自動識別或手動設(shè)置識別收縮率：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8個字節(jié)的錯誤；④能量解擴散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39頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.STV0299的主要電路功能

(1)時鐘產(chǎn)生電路。利用外部晶振產(chǎn)生的4MHz時鐘，通過其內(nèi)部的壓控振蕩器(VCO)和分頻器產(chǎn)生主時鐘(MCLK)，用于對信號的取樣；產(chǎn)生輔助時鐘(AUXCLK)的頻率可在50～800Hz范圍變化，用于對LNB中的某些功能進行控制；所產(chǎn)生的22kHz時鐘，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)接口電視天線切換控制功能。

(2)AGC電路。主控AGC1將I、Q輸入信號與內(nèi)部一個可編程的閥值進行比較，其差值經(jīng)積分后形成一個脈沖寬度調(diào)制(PWM，PulseWidthModulation)信號，經(jīng)外部簡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)輸入信號的強弱改變前端放大器的增益。輔控AGC2把I、Q輸入信號的有效值與一個可編程閥值進行對比，獲得誤差信號，再分別加到I和Q通道的復用器上，對I、Q兩路的信號進行增益控制。第40頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)定時控制電路。由于A／D轉(zhuǎn)換采用的取樣時鐘不是從輸入信號中提取出來的，難以保證最佳的取樣時間，使得取樣判決后的誤碼串增大，采用定時恢復環(huán)路校正固定取樣所造成的樣點誤差，保證抽樣判決后，輸出端的信號有最低誤碼率。與STV0299定時環(huán)路有關(guān)的寄存器有：符號率寄存器、計時常數(shù)寄存器和計時頻率寄存器。其中符號率寄存器與所需的符號率相對應(yīng)；計時常數(shù)寄存器用來控制定時二階環(huán)的自然頻率和阻尼因子；計時頻率寄存器在定時鎖定時，其所存的數(shù)值即為頻率偏移的對應(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，基帶輸入信號存在頻差和相位抖動，載頻控制環(huán)路可以糾正標稱頻率與實際頻率的差別，可以校正LNB的隨機頻率偏移，使有用信號的頻譜集中于解調(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，寄存載頻的偏移量值。第41頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

(5)載噪比(C/N)指示器。用于指示接收信號的質(zhì)量。包括天線是否正確對準、前端電路(天線、高頻頭、電纜、調(diào)諧器等)性能是否良好。還可以指示RF信號質(zhì)量是否符合接收要求。(6)Viterbi解碼與同步。Viterbi解碼器計算出4種可能路徑中的每個符號，它們是以接收到的I、Q輸入信號的歐幾里德(Euclidian)距離的平方值為度量的。在誤差率的基礎(chǔ)上測定出收縮率(PunctureRate)和相位。DVB-S的收縮率有5種，當選擇自動識別收縮率時，對于每一個可能的收縮率，將其當前的誤差率與一個可編程閾值比較，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)已知的收縮率進行設(shè)定，這樣，同步的時間會短一些。第42頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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

(8)輸出接口。STV0299輸出的信號端子共有4組：數(shù)據(jù)線(D0～D7)；數(shù)據(jù)時鐘信號(BCLK)；數(shù)據(jù)／奇偶校驗時鐘(D／P)；錯誤指示信號(ERROR)。數(shù)據(jù)線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，相應(yīng)的BCLK為比特時鐘；若是串行輸出方式，數(shù)據(jù)從D7端輸出，相應(yīng)的BCLK為時鐘。224896第43頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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)諧器中蘊藏著巨大的商機，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)品的主要特點是芯片數(shù)目從3片減少為2片，甚至1片；外接元件越來越少，濾波器、調(diào)諧元件逐漸被集成到芯片中。第44頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖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VCOVVCOSPsout調(diào)諧器件第45頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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ZL10036輸出的模擬I、Q進行A/D變換、數(shù)字解調(diào)、前向糾錯，輸出MPEG2TS流。第46頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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，能實現(xiàn)接收DVB-S信號的全部功能，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)中不需要進行調(diào)整。杭州國芯科技有限公司的GX1101系列是支持DVB-S標準的衛(wèi)星數(shù)字電視信道接收芯片，主要由雙ADC、QPSK解調(diào)模塊及前向糾錯模塊組成。第47頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.2有線數(shù)字調(diào)諧器11.2.1有線數(shù)字電視系統(tǒng)11.2.2有線數(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型有線數(shù)字調(diào)諧器11.2.5其他解調(diào)和信道解碼芯片第48頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.2.1有線數(shù)字電視系統(tǒng)有線數(shù)字電視是利用射頻電纜、光纜、多路微波線路或它們的組合傳輸數(shù)字電視信號的數(shù)字電視系統(tǒng)。衛(wèi)星數(shù)字電視的接收比較簡單，衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的上行站、衛(wèi)星和遙測遙控跟蹤站等都巳由國家建成，用戶只要有衛(wèi)星接收天線和帶智能卡的CBTV專用衛(wèi)星解碼器(IntegratedReceiverDecoderIRD)就能接收到CBTV平臺的節(jié)目。數(shù)字有線電視的建設(shè)是一個復雜的系統(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)，用戶要購置數(shù)字有線電視接收機或機頂盒。數(shù)字有線電視系統(tǒng)通常由前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、信號分配系統(tǒng)三部分組成。

11.2.1有線數(shù)字電視系統(tǒng)有線數(shù)字電視是利用射頻電纜、光纜、多路微波線路或它們的組合傳輸數(shù)字電視信號的數(shù)字電視系統(tǒng)。衛(wèi)星數(shù)字電視的接收比較簡單，衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)的上行站、衛(wèi)星和遙測遙控跟蹤站等都巳由國家建成，用戶只要有衛(wèi)星接收天線和帶智能卡的CBTV專用衛(wèi)星解碼器(IntegratedReceiverDecoderIRD)就能接收到CBTV平臺的節(jié)目。數(shù)字有線電視的建設(shè)是一個復雜的系統(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)，用戶要購置數(shù)字有線電視接收機或機頂盒。數(shù)字有線電視系統(tǒng)通常由前端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、信號分配系統(tǒng)三部分組成。

第49頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月1.前端設(shè)備圖11-13是數(shù)字有線電視前端組成方框圖。衛(wèi)星天線接收的信號經(jīng)饋源和高頻頭送到功分器，功分器將輸入信號功率分成相等的幾路信號功率輸出。因為每個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)多套節(jié)目，有線電視系統(tǒng)要同時接收這些節(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)目用攝像機攝取圖像信號，用話筒獲取聲音信號送到MPEG2編碼器后壓縮為TS流送到矩陣切換器。視頻服務(wù)器將觀眾點播的節(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流處理器進行解復用或者由再復用器進行重新組合。這些組合的TS流經(jīng)過加擾、信道編碼、QAM調(diào)制、變頻后送到混合器。根據(jù)我國的實際情況，模擬電視和數(shù)字電視會有相當長一段時間的并存期，用衛(wèi)星電視接收機輸出的模擬電視信號經(jīng)調(diào)制后也送到混合器與數(shù)字信號一起混合。第50頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11-13有線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處理再復用再復用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)接收機主輸出測試口第51頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.傳輸分配系統(tǒng)參照國際電信聯(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)提供商和用戶之間建立了兩種信道：廣播信道(BC)和交互信道(IC)。無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)提供商和用戶之間的雙向信道，用來為用戶提供交互業(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到業(yè)務(wù)提供商，是用于向業(yè)務(wù)提供商申請或回答問題的窄帶信道，正向信道的方向從業(yè)務(wù)提供商到用戶，用于支持業(yè)務(wù)提供商為交互業(yè)務(wù)而提供的各類信息和其他請求通信服務(wù)。第52頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月專門用戶、集團用戶以及上網(wǎng)密度較高的樓群應(yīng)采用以基帶傳輸為特征的5類雙絞線以太網(wǎng)接入方式進入廣電網(wǎng)；分散、數(shù)量多、分布面廣的個體用戶應(yīng)采用HFC(HybridFiberCoaxial光纖同軸混合有線電視網(wǎng)絡(luò))接入方式進入廣電網(wǎng)。只有當數(shù)字有線電視前端設(shè)備、廣電城域網(wǎng)和接入網(wǎng)都建成后，用戶購置數(shù)字有線電視接收機或機頂盒才能接收數(shù)字有線電視。第53頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.2.2有線數(shù)字調(diào)諧器基本結(jié)構(gòu)圖11-14是數(shù)字有線電視接收機組成方框圖，包括數(shù)字調(diào)諧器、解復用、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。來自有線電視前端的射頻數(shù)字信號，在數(shù)字調(diào)諧器中轉(zhuǎn)換為TS流。有線數(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)字有線電視接收機結(jié)構(gòu)方框圖有線數(shù)字調(diào)諧器QAM解調(diào)信道解碼D/A伴音信號解復用MPEG-2解碼編碼RL模擬電視信號DRAM中放條件接收數(shù)字電視信號主芯片微處理器混頻本振PLL高放MOPLLRF解調(diào)和信道解碼第54頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字有線電視網(wǎng)通過同軸電纜把數(shù)字電視信號送入一體化調(diào)諧器，調(diào)諧器的第一級是一個場效應(yīng)管寬帶低噪聲放大器(頻率覆蓋范圍為：48.25～855.25MHz)。放大后的信號再送入低(48.25～168.25MHz)、中(175.25～447.25MHz)、高(455.25～855.25MHz)三個波段放大器放大，波段放大器前后各有兩個帶通濾波器進行波段濾波，低、中、高三個波段按照模擬地面廣播的習慣通常稱為VHFL、VHFH和UHF。波段放大后信號送入MOPLL。圖11-15是高放和頻段放大電路方框圖。第55頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖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56頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月分為三個波段的原因與模擬電視一樣，是頻率復蓋問題，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，本振頻率從最大值fMAX變到最小值fMIN。因為變?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，所以分為三個波段。MOPLL見5.1.2節(jié)。第57頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

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r(t)與兩個本地正交載波相乘，再經(jīng)低通濾波，可得到兩個基帶信號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的功率減少和正交交叉串擾。通過數(shù)字鎖相環(huán)來補償采樣相位偏差和載波頻率相位偏差。這兩個環(huán)就稱為定時恢復環(huán)和載波恢復環(huán)。定時恢復環(huán)與11.1.5中介紹的完全一樣，載波恢復環(huán)由快速載波恢復和慢速載波恢復兩個環(huán)路組成。收發(fā)端的本振時鐘不精確相等，或者信道特性的快速變化使得被傳送信號偏離其中心頻譜，都會導致下變頻后的“基帶信號”中心頻率偏離零點。由于有線信道的時變特性、高頻頭的寬帶濾波器、下變頻電路、接收端自適應(yīng)均衡器的步長噪聲等，引起信號的相位抖動。需要載波恢復模塊把偽基帶信號搬移至基帶，同時跟蹤該基帶信號的相位。第58頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖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定時誤差檢測碼元時鐘恢復環(huán)路DCOPD均衡器快載波恢復環(huán)路頻差檢測器慢載波恢復環(huán)路碼元字節(jié)轉(zhuǎn)換去FECADC～固定時鐘第59頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月為獲得較小的相位抖動，鎖相環(huán)路的捕捉帶必須較小，需要相位差檢測器（PhaseDetector，PD）；但偽基帶信號的頻差有可能超出捕捉帶，載波恢復需要頻差檢測器（FrequencyDetector，F(xiàn)D），或掃頻電路。鑒頻鑒相法包含快速載波恢復和慢速載波恢復兩個環(huán)路。快速載波恢復補償信號的相位在傳輸中受到損害．慢速載波恢復跟蹤信號的頻差。工作時掃頻電路進行慢速掃描，在某一頻率處，載波恢復環(huán)路鎖定?？焖佥d波恢復環(huán)路先捕捉信號中能量最大的點，即星座圖四角上的點，根據(jù)這些點調(diào)整PLL環(huán)路，稱為減星鎖相環(huán)(ReducedConstellationsPLL,RCPLL)。然后再根據(jù)整個星座圖調(diào)整相位變化，詳見參考文獻44。載波恢復的一些方法見參考文獻45。ATSC標準中則利用導頻來恢復載波，降低了接收機載波恢復電路的復雜度。第60頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.STV0297J有線電視信道解碼典型芯片有STV0297J。MOPLL輸出的中頻信號送到信道解碼芯片STV0297J進行信道解碼，STV0297J的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖11-17所示。輸入的中頻差分信號由A／D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。AGC模塊分析A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號，產(chǎn)生PWM信號控制RF和IF放大器的增益。數(shù)字信號同時經(jīng)正交解調(diào)輸出I、Q基帶信號，經(jīng)過滾降系數(shù)為0.13～0.15的平方根升余弦奈奎斯特濾波，并恢復出符號時鐘。數(shù)字AGC調(diào)節(jié)解調(diào)后的符號以補償經(jīng)過奈奎斯特濾波后的能量損失。載波恢復環(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性失真，它開始先采用盲均衡算法，一旦鎖定后，轉(zhuǎn)換成判決導向的LMS算法。信道解碼器在對每個符號的最高兩位進行差分解碼后，將長度單位為6bits(64QAM調(diào)制)的符號流映射為字節(jié)流，STV0297J中的信號質(zhì)量評估器能從此字節(jié)流中得到載噪比等信號質(zhì)量參數(shù)。第61頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖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符號時鐘恢復載波恢復鎖定狀態(tài)和中斷請求發(fā)生信號質(zhì)量評估FEC解碼格狀解碼去隨機化解交織RS解碼MPEG同步輸出格式恢復TS流I2C接口SCLSDA去所有寄存器I2C中繼SCLTSDAT時鐘發(fā)生CLK晶體誤碼率檢測第62頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月信道解碼進行FEC解碼，包括格狀解碼、解交織、RS解碼、去隨機化和同步字節(jié)翻轉(zhuǎn)。BER(BitERRORRate誤碼率)測試器可得到經(jīng)過上面這些處理過程后的誤碼率情況。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，以滿足不同的應(yīng)用需求。主機通過I2C總線向STV0297J發(fā)送控制命令，STV0297J的I2C中繼器將外部I2C總線命令轉(zhuǎn)送到MOPLL的I2C總線上。STV0297提供兩路模擬增益控制信號AGCl和AGC2分別控制RF放大器和IF放大器，在RF信號電平較低時，AGCl控制信號占主導地位；而在RF信號電平較高時，AGC2控制信號占主導地位，在此之間，AGCl和AGC2共同起作用。這種雙模擬增益控制機制在輸入的RF信號存在幾十dB變化時能獲得最佳的性能。第63頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月

11.2.4TCMU30311PTT型有線數(shù)字調(diào)諧器三星公司TCMU30311PTT型有線數(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，形成獨立的通用組件，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。可以進行16、32、64、128、256QAM解調(diào)，16、256QAM解調(diào)時符號率為1.5～7.25MS／s，32、64、128QAM解調(diào)時符號率為1.0～7.25MS／s。FEC糾錯符合ITU-TJ83附錄A、B、C。所有電路裝在一個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64頁，課件共72頁，創(chuàng)作于2023年2月圖11-19TCMU30311PTT內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖RFINSTV0297JQAM解調(diào)信道解碼I2CIFIFI2CTS流波段開關(guān)電荷泵