Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Приемные устройства цифровых телевизионных сигналов



Общие сведения о цифровых приемных устройствах. В переходный период кроме выпуска специализированных цифровых телевизоров предполагается дополнять аналоговые телевизоры, находящиеся в эксплуатации у большинства населения, специальными приставками (Set-Top-Box, буквально «ящик, устанавливаемый наверху»), восстанавливающими исходное изображение и звуковое сопровождение после цифровой компрессии. Подобные приставки часто называются декодерами или приемниками-декодерами (ПД). По функциональным возможностям их можно разделить на две большие группы - устройства профессионального назначения и абонентские приемные устройства. Кроме этого планируется выпуск «аналого-цифровых (гибридных) телевизоров «Digital TV Ready», в которых предусмотрено встраивание дополнительной платы для приема сигналов DVB-T.

Профессиональные декодеры и ПД применяются для декодирования компрессированных сигналов в студийных комплексах подготовки программ, для приема сигналов в спутниковых распределительных системах с целью использования при подготовке программ или для ввода в сети кабельного телевидения на головных станциях, для приема компрессированных сигналов, передаваемых по существующим синхронным и асинхронным сетям связи.

Для примера на рис. 8.38 приведена обобщенная схема профессионального ПД модульной конструкции [18]. Тракт обработки сигнала в целом соответствует структуре, определяемой стандартами DVB, но имеется большое число вспомогательных узлов и блоков.

В схеме ПД условно можно выделить три основных узла: входное устройство, декодер, выходную часть. Входной узел поддерживает различные типы интерфейсов для приема цифрового сигнала в желаемой транспортной среде. Транспортный поток может поступать на декодер либо с входного узла, либо непосредственно из транспортной сети через интерфейсы. Декодер выполняет демультиплексирование и декодирование элементарных потоков видео, звука, данных, служебной информации. Выходной узел формирует видео- и звуковые сигналы, потоки данных и может иметь различные интерфейсы.

Входное устройство для приема сигналов в полосе первой промежуточной частоты спутникового телевидения включает в себя тюнер, демодулятор и схемы коррекции ошибок. Тюнер преобразует принятый сигнал в два квадратурных сигнала J и Q, которые оцифровываются двойным АЦП и поступают на демодулятор QPSK. Демодулированный сигнал проходит последовательно декодер Витерби, восстановитель перемежения и декодер Рида-Соломона, в формате транспортного потока MPEG-2 поступает на вход узла декодера.

Принятый транспортный поток поступает на вход демультиплексора, который выделяет элементарные потоки отдельных компонентов из общего цифрового - потока. Если часть сервисов скремблирована, дескремблер, установленный перед демультиплексором, «открывает» соответствующие компоненты. Далее потоки распределяются по назначению. Элементарный поток служебной информации поступает на центральный процессор, элементарные потоки видео, звука и данных обрабатываются в соответствующих декодерах. Центральный процессор на основе служебной информации и установок пользователя управляет всеми узлами ПД, формирует необходимые сигналы для генератора синхросигналов и потоки данных пользователя через интерфейсы RS-232 и RS-422. Синхрогенератор, в свою очередь, осуществляет координацию работы интерфейса SDI (Serial Digital Interface - последовательный цифровой интерфейс), видеокодеров и графического процессора.

Рис. 8.38. Структурная схема профессионального приемника-декодера

 

Рис. 8.39. Структурная схема типового абонентского приемника-декодера (тракты данных показаны утолщенными линиями, управляющие сигналы - тонкими)

 

Рис. 8.40. Пример реализации тюнера и модуля входного интерфейса

 

Видеодекодер осуществляет декомпрессию потока видеоданных. Восстановленный видеосигнал поступает на кодеры аналогового композитного сигнала и формирователь SDI сигнала через коммутатор, который в интервале кадрового гашения вводит в сигнал информацию от процессора кадрового гасящего импульса (телетекст, сигналы цветовой синхронизации SECAM и т.п.). Блок «Видеокодер 1» формирует сигнал PAL, SECAM или NTSC, в «Видеокодере 2» этот же сигнал проходит через графический процессор, где на него накладываются графические изображения, которые необходимо отобразить (экранное меню приемника, параметры сигнала и т.д.). Выходные усилители формируют необходимые параметры аналогового сигнала.

Декодер звукоданных принимает поток звукоданных с выхода демультиплексора, осуществляет его декомпрессию и направляет восстановленный сигнал на ЦАП. В большинстве профессиональных ПД имеется возможность получать как цифровые, так и аналоговые звуковые сигналы.

Абонентские приемные устройства. Абонентское приемное устройство, в отличие от профессионального, имеет конкретную и ограниченную задачу - восстановить после цифрового сжатия исходное изображение и звуковое сопровождение и подать их в аналоговом виде на телевизионный приемник. Соответственно и структурная схема абонентского ПД значительно проще, чем профессионального, хотя сигнал проходит те же основные этапы обработки - это выделение в тюнере нужного канала, демодуляция, демультиплексирование, декодирование выбранных цифровых потоков, преобразование в аналоговую композитную форму в одном из выбранных стандартов цветности (рис. 8.39). В схеме можно условно выделить пять функциональных модулей: входного интерфейса, обработки сигнала MPEG, условного доступа, контроллера и выходной [13].

Модуль входного интерфейса выполняет очевидные функции выделения и демодуляции принимаемого сигнала. В зависимости от назначения приемного устройства он может быть выполнен в спутниковом, кабельном или эфирном вариантах, различающихся диапазоном входных частот и методом модуляции. На рис. 8.40 в качестве примера показана схема модуля для спутникового приема. Сигнал с малошумящего конвертора в полосе частот 0,95...2,15 ГГц преобразуется тюнером в более низкую промежуточную частоту, например, 480 МГц. Для облегчения фильтрации побочных составляющих в смесителе частота гетеродина выбирается обычно выше частоты сигнала, получающаяся при этом инверсия спектра компенсируется инвертированием цифрового сигнала. В качестве гетеродина используется генератор, управляемый напряжением (ГУН) с выхода схемы ФАПЧ, подстраивающий его частоту по опорному генератору приемника. Сигнал с выхода смесителя фильтруется высокоизбирательным фильтром на ПАВ и поступает на вход демодулятора QPSK. Как и в модуляторе, применяется квадратурная схема и раздельная обработка I и Q компонентов. После декодера Витерби, восстановителя перемежения, декодера Рида-Соломона и дескремблера на выходе модуля формируется транспортный поток MPEG-2.

Дальнейшая обработка транспортного потока осуществляется в микросхемах высокого уровня интеграции (БИС или СБИС - больших или сверхбольших интегральных схемах).

В приемниках первого поколения все основные функции выполнялись отдельными интегральными микросхемами (ИМС), каждая использовала собственное ОЗУ на отдельных микросхемах памяти, 8-или 16-битовый процессор имел относительно невысокую производительность. Появившиеся несколько позже приемники второго поколения обходились лишь тремя основными чипами - входного модуля, демультиплексора и MPEG-декодера, двумя ОЗУ. В приемниках третьего поколения функции демультиплексора и декодера удалось объединить в одной микросхеме (так называемая «одночиповая» модель), при этом и число ОЗУ сократилось до одного. Архитектура основной микросхемы такого приемника показана на рис. 8.41.

Рис. 8.41. Архитектура приемника-декодера 3-го поколения

 

Таким образом, все современные модели абонентских приемных устройств строятся на основе одной интегральной микросхемы MPEG-демультиплексора-декодера и ограниченного числа других узлов (тюнер, микросхемы памяти, блок питания).

Комбинированные телевизоры CDTV/DVB. Исходя из имеющихся в России технологических возможностей на телевизионных заводах предполагается организовать выпуск гибридных, или комбинированных, аналого-цифровых телевизоров, созданных на основе серийно выпускаемых моделей цветных телевизоров. Экономические расчеты показали, что подобный телевизор по цене будет существенно дешевле цифрового телевизора стандарта DVB-Т или комплекта из DVB-приставки и аналогового телевизора.

Как видно из упрощенной функциональной схемы комбинированного телевизора, данное устройство состоит из аналогового шасси типа Digital TV Ready («готового для DVB») и подключаемой к нему через соединитель платы DVB (рис. 8.42). Адаптация серийного шасси аналогового цветного телевизора заключается в установке нескольких соединителей для подключения плат расширения (на первом этапе - платы DVB, в дальнейшем - платы для Интернета, телефонных и кабельных модемов и т.д.), замены аналогового тюнера на цифровой (для обеспечения возможности приема программ DVB), повышения мощности блока питания по цепи +5 В, а также «прошивке» в память процессора управления телевизором специального программного обеспечения, которое допускает его работу совместно с дополнительными платами в составе единой микропроцессорной сети.

Рис. 8.42. Упрощенная функциональная схема комбинированного (гибридного) телевизора CDTV/DVB

 

Таким образом, шасси комбинированного телевизора имеет открытую архитектуру, позволяющую ее дальнейшее наращивание по согласованному программно-аппаратному интерфейсу.

Контрольные вопросы:

8.1. Поясните основные принципы передачи телевизионных сигналов по радиоканалу.

8.2. Каким способом в телевизионной системе передается сигнал звукового сопровождения?

8.3. Назовите важнейшие особенности системы цветного телевидения SECAM- III.

8.4. Нарисуйте структурную схему кодирующего устройства системы SECAM- III.

8.5. С какой целью в системе SECAM-III вводятся предыскажения цветоразностных сигналов перед их передачей по каналу связи?

8.6. Нарисуйте структурную схему приемного декодирующего устройства SECAM-III.

8.7. Как осуществляется цветовая синхронизация в системе цветного телевидения SECAM-III?

8.8. Расскажите об особенностях системы цветного телевидения NTSC.

8.9. Дайте общую характеристику системы цветного телевидения PAL.

8.10. Какие требования предъявляются к способам модуляции в цифровом телевидении?

8.11. В чем заключаются основные принципы квадратурной амплитудной модуляции?

8.12. Поясните особенности квадратурной фазовой манипуляции.

8.13. Как на практике реализуется модуляция типа OFDM?

8.14. Объясните принципы многоуровневой амплитудной модуляции с частично подавленными несущей и боковой полосой частот.

8.15. Изложите концепцию построения цифровых телевизионных систем.

8.16. Нарисуйте структурную схему передающего устройства стандарта цифрового наземного телевидения DVB-T.

8.17. Приведите структурную схему приемного устройства стандарта цифрового наземного телевидения DVB-T.

8.18. В чем заключается принцип иерархической передачи информации в стандарте цифрового наземного телевидения DVB-T?

8.19. Объясните особенности обработки данных и сигналов в стандарте DVB-T.

8.20. Изложите принципы внутреннего кодирования в стандарте цифрового наземного телевидения DVB-T.

8.21. Как осуществляются внутреннее перемежение и формирование модуляционных символов в стандарте DVB-T?

8.22. Назовите основные параметры стандарта DVB-T.

8.23. В чем заключаются конструктивные особенности современных телевизионных приемников?

8.24. Нарисуйте структурную схему аналого-цифрового цветного телевизионного приемника.

8.25. Расскажите об основных конструктивных особенностях приемных устройств цифровых телевизионных сигналов.

8.26. В чем заключаются основные принципы построения комбинированных (аналого-цифровых) телевизоров?

 

СЕТИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ВЕЩАНИЯ







Читайте также:

  1. Акустические устройства и средства информации
  2. Асинхронные задачи интерфейса с устройствами ввода/вывода.
  3. Буферирование сигналов магистрали
  4. В чьей компетенции находится создание условий для массового отдыха жителей поселения и организация обустройства мест массового отдыха населения
  5. В.Н. Татищев. Теоретико-методологические основы исторических взглядов. Движущие силы истории. Причины возникновения государств и формы государственного устройства. Периодизация всемирной истории.
  6. Визуальные устройства и средства информации
  7. ВНУТРЕННИЕ САНИТАРНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА
  8. Внутренние устройства газоснабжения
  9. Вопрос: 3 Нужно ли проводить проверку отсутствия напряжения, если стационарные сигнализирующие устройства показывают его отсутствие?
  10. Воспроизводящие устройства плазменного типа
  11. ВЫБОР КОМПЕНСИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
  12. Выработка внутренних стробирующих сигналов


Последнее изменение этой страницы: 2016-03-17; Просмотров: 616; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.008 с.) Главная | Обратная связь