5.3. Принципы построения абонентских цифровых приставок-декодеров
Функциональная схема абонентской приставки для приема программ цифрового телевидения приведена на рис. 5.19.
Цифровая приставка состоит из следующих основных элементов: моноплаты приема и обработки цифровых сигналов, а также кодирования полученного аналогового сигнала в системе PAL; сетевой платы импульсного блока питания; корпуса; инфракрасного (ИК) пульта дистанционного управления (ДУ). В качестве опций предполагается наличие жесткого диска для записи и хранения отдельных телевизионных программ и устройства для чтенияsmart-card.
Управление режимами работы цифровой приставки осуществляется как с ИК-пульта ДУ при помощи системы экранных меню на русском языке, так и с кнопочной панели. Подключение к аналоговому телевизору можно производить через разъем SCARTили тюльпаныRCA.
Цифровые приставки системы DVB-Tработают с обычной телевизионной антенной, причем осуществляется качественный прием даже на комнатную антенну в условиях, где аналоговый прием уже невозможен из-за помех и переотражений сигналов.
Обобщенная структурная схема абонентской цифровой приставки-декодера (STB), которая может быть подключена к антенному входу обычного аналогового телевизора представлена на рис. 5.20.
Канальный декодер приставки включает в себя цифровой демодулятор и узел коррекции ошибок. Декодер преобразует принятые высокочастотные модулированные сигналы в цифровой транспортный поток, содержащий пакеты данных мультиплексированных программ. Цифровой транспортный поток поступает на демультиплексор, который опознает каждый пакет по находящемуся в нем программному идентификатору и перекомпоновывает данные с целью создания пакета выбранной программы.
Рис. 5.19.Функциональная схема абонентской приставки цифрового телевидения
Рис. 5.20.Обобщенная структурная схема абонентской цифровой приставки-декодера
Если пакет скремблируется, то есть цифровой сигнал преобразуется, в результате чего разрушаются корреляционные связи между символами исходного сигнала, изменяются его статические свойства и он приобретает свойства случайного сигнала, то он поступает в модуль условного доступа, предназначенный для определения возможности зрителем пользоваться выбранной программой. Если это недоступно, то обработка сигналов прекращается. Если это делать можно, то сигнал возвращается в демультиплексор, откуда два набора цифровых сигналов подаются на соответствующие декодеры: один набор – однобайтовые (8 бит) видеосигналы, другой – последовательные сигналы звука. Для хранения и последующей выдачи видео- и звуковых сигналов используется быстрая память транспортного потока СОЗУ 8K8.
Видеодекодер стандарта MPEG-2 преобразует видеосигналы в сигналы яркостиYDи цветностиCRиCB. Большая память видеоданных в микросхеме ДОЗУ необходима для одновременного хранения информации о нескольких кадрах.
Цифровые сигналы яркости и цветности передаются в кодер PAL, который преобразовывает их в полный аналоговый телевизионный сигнал, поступающий затем в УВЧ-модулятор.
Звуковой канал содержит декодер MPEG, который декодирует звуковой сигнал по тем же правилам, что и при его кодировании в передатчике. Звуковой декодер формирует левый (L) и правый (R) аналоговые звуковые сигналы. Микросхема ДОЗУ звуковых сигналов необходима для их хранения в памяти и создает задержку для обеспечения синхронизации звука и изображения. Задержка необходима, поскольку обработка видеосигналов производится дольше, чем обработка звуковых сигналов.
Звуковые сигналы обоих каналов поступают на суммирующий усилитель, где создается сигнал монофонического звука, подаваемый на УВЧ-модулятор. Сигнал с УВЧ-модулятора может быть подан на антенный вход обычного телевизора.
Для более глубокого понимания принципов работы цифровой абонентской приставки рассмотрим более детально устройство канального декодера, называемого также внешним интерфейсом. Структурная схема канального декодера, являющегося одной из основных частей цифровой приставки к аналоговому телевизору, приведена на рис. 5.21 [52].
В селекторе каналов (тюнере), входящем в состав канального декодера, входной модулированный высокочастотный сигнал смешивается с сигналом гетеродина, который является маломощным генератором, управляемым напряжением (ГУН). В результате чего на выходе селектора каналов формируется модулированная ПЧ, состоящая из сигналов двух квадратурных составляющихIиQ. Для передачи на цифровой демодулятор ПЧ квадратурные составляющиеIиQследует преобразовать в цифровую форму с помощью АЦП. Цифровой демодулятор представляет собой микросхему демодулятораCOFDM. Демодулятор управляется и программируется системным микроконтроллером по цифровой шинеI2C. Он оценивает мощность входного сигнала и управляет работой селектора каналов с помощью схемы АРУ. Одновременно демодулятор через схему управления изменяет частоту гетеродина селектора.
Рис. 5.21.Структурная схема канального декодера