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1、卫星数字电视信号转发器,技术开发部张明吉,介绍,TS码流机即产生标准数字电视信号TS流的设备。其功能就是接收频率为9502150MHz的卫星数字电视信号，并转换成ASI格式的MPEG-2传输流，输出给TS流复用器、QAM调制器等前端设备处理后发射到数字电视终端客户，即相当于有线电视台转播节目的信号源。同时它还输出模拟视频和音频信号，供管理人员监控信号使用。,卫星数字电视信号转发器的作用,TS码流机,编码器,复用器,加扰机,QPSK/QAM调制,网络交换机,CA服务器,用户管理服务器,本地模拟信号,网管服务器,发射,卫星数字电视信号转发器的种类,普通的只输出TS流的转发器（单路&多路） 具有两路
2、AV输出，一路有OSD叠加的视频输出，用于监视；一路无OSD叠加的高画质视频输出，用于进入有线网的转发器 带有解扰功能，可解扰加密节目，可设置输出解扰或不解扰的TS流的转发器 带有监控功能的转发器,卫星数字电视信号转发器的工作原理 包括以下几部分：,主CPU系统控制及工作状态监控 调谐器信号再放大、选台 QPSK 数字解调 SPIASI码流格式转换输出 输出模拟音、视频信号监控,卫星数字电视信号转发器的工作原理框图,调谐器,QPSK,SPI-ASI转换电路转换,MPEG-2解码 及控制器,视频编码,OSD 监控,音频D/A、放大,ASI输出,：数据流,：控制流,I2C控制信号,面板监控/用户控
3、制接口,系统控制及工作状态监控,主CPU通过I2C总线控制QPSK信道解调以及调谐器选择要锁定的频率，同时对其工作状态进行监控。 主CPU控制内部解复用模块及MPEG-2解码模块解出基本音、视频信号，经过视频编码及D/A转换后提供给电视机播放监控。 主CPU通过OSD及用户按键与用户进行通信。,TS流处理,QPSK出来的码流分为两路：一路直接送到FPGA的缓冲存储器中，当FPGA检测到缓冲区中有数据时，启动8B/10B编码、并串转换变成串行码流，经过变压器输出 另一路则进入MPEG-2解码及控制器芯片解出音、视频基本数据，再通过D/A转换电路及视频编码电路转换成模拟信号供电视机监控音、视频输出
4、质量使用。,传输流解复用,解复用器由信道接口、信道FIFO、和PID过滤器组成 它是根据传输码流中所定义的特殊语（主要是利用PAT和PMT表的相互关系）来进行解复用。首先用0x00作为PID过滤出PAT表的数据，分析PAT表得到各路节目的PMT表的PID；然后用此PID过滤出PMT表，分析PMT表得到每路节目中音、视频数据及其它服务数据的PID；最后用这些PID过滤出打包了的音、视频基本流PES，提供给MPEG-2解码模块解码。,MPEG-2解码，视频编码和音频数模转换,音频和视频解码模块按照MPEG-2的解码算分别对压缩的视频码流和音频码流进行解码，从而得到正常的视频数据和音频数据码流。 视
5、频解码器输出的色差信号和亮度信号是数字化的码流，它必须经过视频编码器编码产生模拟的PAL或NTSC制式图像信号，以便送给普通的模拟电视机收看。音频解码恢复出的信号也是数字形式，也是通过D/A变换器将它转化成模拟的音频信号，送给电视机重现伴音。,面板按键原理图,面板按键扫描原理,首先发送0xFF到74hc164，使数据位全1；KD置1 接着发送1位0到74hc164，使Q0位为低电平，其余保持高电平 然后依次发送1到74hc164，使Q0位上的低电平依次从Q0移动到Q7。每移动一位就判断KD上是否为低电平，如果KD为低电平则说明KD与低电平的那一个数据口连通，相应的按键被按下，扫描结束。否则继续
6、移位，直到低电平移出74hc164，说明没有按键被按下。,调谐器信号再放大、选台,调谐器由放大器、变频器、PLL、中频放大器、带通滤波器、移相器和AGC电路组成。 C波段或KU波段的卫星下行信号由天线接收，经过LNB放大和下变频，形成9502150MHZ第一中频信号，经电缆送到码流机的调谐器。CPU通过I2C总线控制PLL（锁相环）电路，使PLL输出指定频道的信号，控制变频器把输入的卫星信号变成中频信号，放大滤波后送到正交移相器分解成两个相位相差90的中频信号，即同相位的I信号和Q相位的Q信号。,QPSK 数字解调,I/Q信号分别通过两路A/D转换器把两路模拟信号转换成6比特的并行数字信号，进
7、入QPSK(四相相移键控）解调器，由内部乘器将此I、Q信号与数字振荡器输出的信号相乘，解出基带信号，再由多相滤波器进行升余弦平方跟滤波后送到Viterbi解码器中用去交织算解出不同比率的卷积编码，最后经过里德索罗门(ReedSolomon) 解码进行连续解码和校正，产生188Byte为一块的数据码流，输出码流格式为串行或并行的SPI。,AGC（Auto Gain Control）自动增益控制,QPSK中把I/Q输入信号的模数与一个可编程的阀值进行比较，其差值进积分后，该信号变换成一个脉冲密度调制信号去驱动AGC输出。此信号经过模拟滤波器滤波后控制调谐器中放大器的增益，从而控制输出信号稳定在所要
8、求的范围。,调谐器,QPSK,AGC,SPIASI码流格式转换输出 SPI（同步并行接口）介绍,DVB标准规定SPI有11个信号，分别为： DATA0-DATA7（数据） CLOCK（时钟）：与并行数据码率相同，上升沿或下降沿对应数据取样。 DVALID（数据有效指示）：在包长188时持续为“1”，包长204时前188个字节为“1”。 PSYNC（包同步）：每个包的第一个字节时为“1”。,SPIASI码流格式转换输出 SPI（同步并行接口）介绍,DVB标准规定SPI采用D-25连接器传输数据，每个D-25可传输2路TS流,管脚排列如下： Pin Signal line Pin Signal l
9、ine 1 Clock A 14 Clock B 2 System Gnd 15 System Gnd 3 Data 7 A(MSB) 16 Data 7 B 4 Data 6 A 17 Data 6 B 5 Data 5 A 18 Data 5 B 6 Data 4 A 19 Data 4 B 7 Data 3 A 20 Data 3 B 8 Data 2 A 21 Data 2 B 9 Data 1 A 22 Data 1 B 10 Data 0 A 23 Data 0 B 11 DVALID A 24 DVALID B 12 PSYNC A 25 PSYNC B,SPIASI码流格式转换
10、输出 ASI（异步串行接口）介绍,ASI传输流的传输速率恒定为270Mbit/s，但可以有不同数据速率，其中不足的部分用同步字填补。来自不同设备的传送流可能具有不同的数据速率。由于采用恒定的传输速率，因此接收时钟是恒定的，在接收段只要把用来填补的同步字去掉，就可恢复出原始的码流。故ASI接口便于作为与其它设备之间通用的接口。,SPIASI码流格式转换输出 ASI（异步串行接口）介绍,SPI转ASI时，首先要对字节进行8B/10B编码，由每个8比特字节产生一个10比特的字。然后对这些10比特字进行并/串转换，其输出比特率固定为270Mbit/s。在并/串转换器要求输入一个新字、而数据源还没有准备
11、好新字时，应插入一个同步字，接收时将略掉这些同步字。使用同轴电缆时，所形成的串行比特流将通过缓冲/驱动电路、耦合网络、然后送到同轴电缆连接器上。 接收端通过相反的顺序恢复出SPI格式的TS流。,Tuner软件监控流程,开机初始化,控制TUNER锁定输出预置频道的码流,TUNER是否锁定正常,报警，控制TUNER切换到下一个备用频道,系统延时,NO,YES,CPU与Tuner之间通过I2C协议进行通讯,I2C协议介绍,I2C(InterIntegrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。 I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性
12、。两根接口线SCL和SDA直接连在组件之上，占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。软件控制也比较简单。I2C总线的另一个优点是，一组总线可挂多个器件，支持多主控(multimastering)， 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。,I2C信号类型,开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，
13、表示已收到数据。CPU向从机发出一个信号后，等待从机发出一个应答信号（即等待SDA被从机拉低），CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为从机出现故障，I2C不通。,I2C信号类型,I2C控制字节（器件地址）,在起始条件之后，必须是器件的控制字节，其中高四位为器件类型识别符（不同的芯片类型有不同的定义，EEPROM一般应为1010），接着三位为片选，最后一位为读写位，当为1时为读操作，为0时为写操作。如图所示。,码流机的技术规格：,输入频率范围:9502150MHz 数字视频输出:DVB ASI接口，BNC，75 视频输出接口:复合Video，S-Video 模拟视频输出:NTSC/PAL 音频码流:MPEG Layer I&II , 两路输出 管理接口：RS232 机箱：1U x 19 x 400mm 电源：220V AC10% 50Hz 30W,结束,
