[圖文]關于CATV機頂盒設計的原理與實現(xiàn)

    目前市面上出售的機頂盒多數(shù)只具有將數(shù)字信號轉換為普通電視機能接收的模擬信號的單一功能。在個別城市的個別小區(qū)內(nèi)開通了如視頻點播（VOD）等服務。由于我國的大部分有線電視用戶使用的網(wǎng)絡仍然是單向網(wǎng)絡，進行雙向改造的投入比較大，近期內(nèi)還無法完成，因此，可以考慮采用Modem通過電話線進行上行數(shù)據(jù)的回傳。本文介紹了一個用ST公司的系列芯片來實現(xiàn)CATV機頂盒的方案，見圖2。

實現(xiàn)CATV機頂盒的方案

    3.1 前端部分

  �デ岸瞬糠值闹饕�功能是將有線電視網(wǎng)絡傳送過來的高頻信號經(jīng)調(diào)諧器降為中頻信號，經(jīng)過濾波、放大后將信號送給QAM解調(diào)芯片，完成解調(diào)制工作。該方案采用MicroTune公司的MT2040SiliconTuner調(diào)諧器和ST公司的STV0297QAM解調(diào)芯片。前端結構如圖3所示。

前端部分結構圖

    MT2040SiliconTuner可以接收48MHz-860MHz的高頻信號，并將其轉換為用戶所需的中頻頻帶上。經(jīng)過一個表面聲波濾波器（SAWFilter）和MT1230中頻放大器，將降頻后的中頻信號傳送給STV0297進行QAM解調(diào)。STV0297片內(nèi)集成有一個高性能的A/D轉換器，可以直接對輸入的中頻信號進A/D采樣。STV0297還為AGC提供兩路PWM輸出，一路提供給Tuner(AGC1),另一路提供給IFAmplifier(AGC2)用于對輸入信號進行AGC調(diào)節(jié)。A/D轉換后得到的數(shù)字信號經(jīng)過奈奎斯特濾波器的處理，以達到0.13-0.15的傳輸滾降系數(shù)。信號通過奈奎斯特濾波器后的能量損失是由片內(nèi)的數(shù)字AGC模塊來進行補償?shù)�。此外，STV0297還要完成載波恢復、均衡、解交織和FEC解碼等工作。載波恢復能消除殘留的載波頻率和相位的偏移。頻道均衡能適當?shù)叵�除各種回聲和線性頻道失真。為了減輕脈沖噪聲，增加R-SFEC編碼的糾錯能力，在發(fā)送端R-S編碼后數(shù)據(jù)進行了交織，因此，在接收端R-S解碼前要進行解交織工作。STV0297中使用的是Forney型解交織器，其默認的解交織深度為12，單元深度為17。由于MPEG數(shù)據(jù)流頭信息對于正確接收信號非常重要，STV0297采用Reed-Solomon糾錯碼來保證接收數(shù)字比特流的正確性。

    3.2 后端部分�オ�

    后端部分如圖4所示。QAM解調(diào)器完成信道解碼，從載波中分離出包含音、視頻和其它數(shù)據(jù)信息的傳輸流（TS）。傳輸流中一般包含多個音、視頻流和數(shù)據(jù)信息。解復用器用來區(qū)分不同的節(jié)目，提取相應的音頻流、視頻流和數(shù)據(jù)流。解復用模塊中包含一個解擾引擎，可在傳輸流層和PES層對加擾的數(shù)據(jù)進行解擾。其輸出是已解擾的PES。視頻PES流送入視頻解碼模塊，取出MPEG視頻數(shù)據(jù)，并對MPEG視頻數(shù)據(jù)進行解碼，輸出到PAL/NTSC編碼器，編碼成模擬信號經(jīng)視頻輸出電路輸出。音頻PES流送入音頻解碼模塊，取出MPEG音頻數(shù)據(jù)，并對MPEG音頻數(shù)據(jù)進行解碼，輸出PCM音頻數(shù)據(jù)到PCM解碼器，PCM解碼器輸出立體聲模擬音頻信號，經(jīng)音頻輸出電路輸出。對于付費電視，條件接收（CA）模塊對音、視頻流進行解擾，并采用含有識別用戶和進行記帳功能的智能卡，保證合法用戶正常收看。

后端部分結構圖

    電視數(shù)字化是今后發(fā)展的趨勢，雖然在理論上已經(jīng)很成熟了，但在具體的實現(xiàn)過程中由于受到諸如現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡為單向網(wǎng)絡，不能進行上行數(shù)據(jù)的回傳等問題的限制，需要根據(jù)具體情況進行設計方法上的改變。本文中提到的使用Modem進行上行數(shù)據(jù)回傳的方法，可以利用現(xiàn)有的有線電視的傳輸網(wǎng)絡，而不需要進行大規(guī)模的線路改造，是目前比較經(jīng)濟實用的一種方案。