机顶盒的原理.doc

机顶盒的原理其实说白了, 数字机顶盒就是一种把数字信号转换成模拟信号的变换设备。我们大部分时候会产生这样的疑问,既然从电视台发出的是模拟信号, 接收到电视机的也必须是模拟信号, 那为什么还要用到数字机顶盒呢?现在生活中, 我们总是希望自己的电视机能播放清晰度高的电视节目, 从模拟电视向高清晰度数字电视过渡, 是一个跨越式的过渡, 可以说无法直接兼容,也就是说目前的所有的模拟电视是不能使用的, 所以一步到位是不现实的。通常现在的做法是: 电视台将模拟信号先转换成数字信号, 传送到家中的数字机顶盒后, 将数字信号转变成模拟信号输入给现在的模拟电视机显示信息, 这样有效地避免了电视信号在传输过程中导致的干扰和损耗, 电视接收的信号质量得到了很大程度的改善。数字机顶盒的主要技术有: 信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式 CPU 、 MPEG -2 解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术。(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) 嵌入式 CPU :嵌入式 CPU 是数字电视机顶盒的心脏,当数据完成信道解码以后,首先要解复用,把传输流分成视频、音频,使视频、音频和数据分离开,在数字电视机顶盒专用的 CPU 中集成了 32 个以上可编程 PID 滤波器,其中两个用于视频和音频滤波,其余的用于 PSI 、 SI和 Private 数据滤波。 CPU 是嵌入式操作系统的运行平台, 它要和操作系统一起完成网络管理, 显示管理、有条件接收管理(IC 卡和 Smart 卡)、图文电视解码、数据解码、 OSD 、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能,必须在普通 32~ 64位 CPU 上扩展许多新的功能, 并不断提高速度, 以适应高速网络和三维游戏的要求。(5)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。 ******@LL 用于 VCD ,可视电话会议和可视电话用的 和 是它的子集。 ******@ML 用于 DVD 、 SDTV , ******@MH 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