CATV机顶盒的原理与实现(图)
1 引言
电视机顶盒（Set Top Box,STB）是模拟广播电视向数字广播电视过渡的最好解决方案。将数字机顶盒与普通的模拟电视结合起来，就可以实现数字电视的功能。数字机顶盒可以把来自卫星、地面或有线的数字电视信号转换成模拟电视机能够接收的PAL/NTSC信号，亦可支持视频点播、互联网浏览等功能。目前具有实用开发价值的机顶盒可分为数字卫星接收（DVB-S）机顶盒和数字有线电视（DVB-C）机顶盒两种。 有线电视（CATV）网络具有覆盖范围广，频带资源丰富，建设成本低的优点，可以同时支持传统的模拟业务、新型的数字点播（VOD）和数据信息服务。我国目前还没有制定CATV数字电视广播标准，而是采用欧洲的DVB-C标准。本文介绍了采用DVB-C标准的有线电视机顶盒系统的设计原理及其解决方案。
2 设计原理及关键技术
有线电视机顶盒应该具备的主要功能有：接收数字广播信号（包括CATV上的音频、视频和资料信号）和视频点播。
数字数据流经过机顶盒各芯片完成解调、解复用、译码功能。其原理框图如图1所示。
3.1 前端部分
前端部分的主要功能是将有线电视网络传送过来的高频信号经调谐器降为中频信号，经过滤波、放大后将信号送给QAM解调芯片，完成解调制工作。该方案采用MicroTune公司的MT2040 Silicon Tuner调谐器和ST公司的STV0297QAM解调芯片。
前端结构如图3所示。MT2040 Silicon Tuner可以接收48MHz-860MHz的高频信号，并将其转换为用户所需的中频频带上。经过一个表面声波滤波器（SAW Filter）和MT1230中频放大器，将降频后的中频信号传送给STV0297进行QAM解调。
STV0297片内集成有一个高性能的A/D转换器，可以直接对输入的中频信号进A/D采样。STV0297还为AGC提供两路PWM输出，一路提供给Tuner(AGC1),另一路提供给IF Amplifier(AGC2)用于对输入信号进行AGC调节。A/D转换后得到的数字信号经过奈奎斯特滤波器的处理，以达到0.13-0.15的传输滚降系数。信号通过奈奎斯特滤波器后的能量损失是由片内的数字AGC模块来进行补偿的。此外，STV0297还要完成载波恢复、均衡、解交织和FEC解码等工作。载波恢复能消除残留的载波频率和相位的偏移。频道均衡能适当地消除各种回声和线性频道失真。为了减轻脉冲噪声，增加R-S FEC编码的纠错能力，在发送端R-S编码后数据进行了交织，因此，在接收端R-S解码前要进行解交织工作。STV0297中使用的是Forney型解交织器，其默认的解交织深度为12，单元深度为17。由于MPEG数据流头信息对于正确接收信号非常重要，STV0297采用Reed-Solomon 纠错码来保证接收数字比特流的正确性。
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