Система DVB

План (логика) изложения материала

САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ЗАНЯТИЕ

Тесты для самопроверки

1 В процессе передачи информации в цифровом телевидении подвергается

1 Модуляции

2 Кодированию

3 Выпрямлению

4 Преобразованию

2 Существуют коды, корректирующие ошибки, бывают

1 Информационные

2 Видео

3 Внешние и внутренние

4 Фазовые

3 В дискретном изменении изменяется уровень амплитуды несущей,

называется манипуляция

1 Фазовая

2 Частотная

3 Квадратичная

4 Амплитудная

4 В дискретном изменении изменяется частота несущей

называется манипуляция

1 Фазовая

2 Частотная

3 Квадратичная

4 Амплитудная

5 В дискретном изменении изменяется фаза несущей называется

1 Фазовая

2 Частотная

3 Квадратичная

4 Амплитудная

6 В дискретном изменении изменяется уровень амплитуды несущей и

фаза несущей, называется манипуляция

1 Фазовая

2 Частотная

3 Квадратичная

4 Амплитудная

Литература

1 Джакония В.Е. и др. Телевидение: Учебник для вузов; под ред. В.Е.

Джаконии 4-ое изд. Стереотип. – М.: Горячая линия- Телеком, 2007. -616

с.91…92, 303…320.

2 Смирнов А.В. Основы цифрового телевидения: Учебное пособие.- М.:

«Горячая линия - Телеком», 2001.-224с.: с.162…168.

После изучения лекции студент должен знать: алгоритм формирования радиосигнала в ТВ системе DVB-T, принцип работы приставки для приема DVB

Уметь: нарисовать схемы системы DVB-T и структурную схему приставки для приема DVB.

3.2.9 Система DVB

3.2.10 Приёмное устройство для кабельного и спутникового ТВ -вещания по стандартам DVB

3.2.11 Цифровое телевидение и компьютерные технологии

Из всех вариантов европейской системы ТВ вещания_:— для спут­никового, кабельного и наземного (эфирного) ТВ вещания — наи­большие сложности в практической реализации сопутствовали си­стеме наземного ТВ вещания DVB-T, что и задержало ее внедрение в практику. Именно эту систему следует рассмотреть подробнее, так как благодаря своим оригинальным техническим решениям, позво­лившим обеспечить помехоустойчивый прием сигнала в различных

Рисунок 3.79 - Алгоритм формирования радиосигнала в ТВ системе DVB-T

условиях, система DVB-T в ряде испытаний показала свои преиму­щества по сравнению с другими системами цифрового ТВ вещания.

Структурная схема обработки сигнала показана на рисунок 3.79. Одна из особенностей системы DVB-T — так называемая «иерар­хическая» передача и прием информации. Это техническое реше­ние связано со специальным выбором способа модуляции и позво­ляет потребителю принять изображение в таком качестве, какое по­зволяют условия приема и качество приемника. Транспортный по­ток, соответствующий стандарту MPEG-2, «расщепляется» на выхо­де мультиплексора на два независимых потока, отличающихся

при­оритетом. Поток высшего приоритета кодируется и передается при условии обеспечения высокой помехозащищенности, а поток низко­го приоритета — с более низкой помехозащищенностью, но с более высокой скоростью передачи данных. На рисунке его путь обозна­чен штриховой линией. Рандомизация, а также внешнее и внутрен­нее перемежение предназначены для защиты от ошибок передачи. Все эти меры позволяют довести частоту ошибок на входе демультиплексора MPEG-2 до значения порядка 10, что соответствует практически безошибочной работе.

Характерной особенностью системы DVB-T является принятый способ модуляции OFDM, предполагающий использование большого числа несущих частот. Это позволяет эффективно бороться, с эхо сигналами, так как время передачи каждого символа на одной несущей может быть увеличено.

Для формирования сигналов большого количества несущих частот используют хорошо отработанные алгоритмы быстрого преобразова­ния Фурье (БПФ).

В большинстве таких алгоритмов размер массива, подвергающе­гося преобразованию, кратен целой степени числа 2. Поэтому ис­пользуется размер массива, равный 8192 = 8k или 2048 = 2k (здесь k = 2¹⁰ = 1024). На практике число несущих оказывается меньше, часть несущих не используется, поскольку между частотными обла­стями, занимаемыми соседними каналами, должен быть оставлен не­который зазор. В двух существующих в настоящее время режимах ис­пользуется 6817 и 1705 несущих, однако по размеру массива БПФ си­стемы модуляции называются соответственно 8k OFDM и 2k OFDM.

Сигнал, получаемый в системе ТВ вещания при таком способе модуляции, состоит из большого числа модулированных несущих. Количество информации, переносимое одной несущей за время пе­редачи одного символа OFDM, зависит от способа модуляции — это 2 бита для квадратурной фазовой манипуляции, 4 бита для квадра­турной амплитудной модуляции 16-QAM и 6 битов для модуляции вида 64-QAM.

Передаваемый сигнал состоит из кадров, каждый из которых содержит 68 символов OFDM. Четыре кадра образуют суперкадр, содержащий целое число пакетов длиной 204 байта (рандомизиро­ванных транспортных пакетов MPEG-2, снабженных для защиты от ошибок проверочными байтами кода Рида-Соломона).

3.2.10 Приёмное устройство для кабельного и спутникового ТВ -вещания по стандартам DVB

Для приема сигналов цифрового телевидения необходимо особое устройство, получившее название "d-box " или "Set-Top-Box ". Первый вариант названия, по-видимому, происходит от сло­ва " digita l" - цифровой, а второй вариант скорее всего показывает, что такое приемное устройство ставится на телевизионный прием­ник сверху.- Выпуск таких устройств, а также специальных микро­схем для них, осуществляется многими ведущими радиоэлектрон­ными фирмами в Европе, Японии и Корее. Рассмотрим в качестве примера структурную схему устрой­ства " Set-Top-Box " на микросхемах фирмы Philips (рисунок 3.80). Такое устройство принимает сигналы цифрового телевидения по кабель­ной линии и от спутниковой

антенны и преобразует их в аналого­вые телевизионные сигналы для подачи на обычный телевизион­ный приёмник

Рисунок 3. 80 - Структурная схема приставки для приема DVB

Высокочастотный тюнер имеет два входа. К одному из них (КТВ) подключается линия кабельной телевизионной сети. Диапазон частот сигнала на этом входе от 50 до 850 МГц. На второй вход тю­нера (СТВ) поступает сигнал с приемного устройства спутникового канала. Этот сигнал идет на несущей частоте, находящейся в диапа­зоне 1...2 ГГц, перенос на которую осуществляется в преобразовате­ле, расположенном непосредственно у приемной антенны. При рабо­те с любого из этих входов тюнер позволяет выбрать нужный телеви­зионный канал и переносит сигнал с несущей частоты выбранного канала на промежуточную частоту. Управление выбором режима ра­боты и настройкой на канал производится по шине I²С.

В случае приема кабельного телевидения сигнал промежу­точной частоты (ПЧ) с выхода тюнера поступает на АЦП, в каче­стве которого могут использоваться микросхемы типов TDA8790 или TDA8761. Дальнейшая обработка сигнала производится в цифровой форме. В блоке ДМД КАМн выполняются демодуляция квадратурной амплитудной манипуляции и канальное декодирова­ние. Микросхема TDA8046 позволяет демодулировать КАМн, имеющую 4, 16, 32, 64 или 256 возможных состояний (позиций).

В случае приема спутникового телевидения сигнал с выхода тюнера поступает на блок ДМД КФМн, в котором выполняется демодуляция квадратурной фазовой манипуляции и канальное декодирование. Этот блок построен на микросхеме TDA8042, пред­ставляющей собой собственно демодулятор, и микросхеме TDA8043, которая выполняет функции управления демодулятором и канального декодирования (Упр ДМД).

В обоих режимах приема сигналы после демодуляции и ка­нального декодирования поступают на декодер Рида-Соломона, (КОш - Корректор ошибок), в котором осуществляется коррекция ошибок в принятых данных. Этот блок выполняется на микросхе­ме SAA7207, на выходе которой формируется транспортный поток MPEG-2.

АЦП, демодулятор КАМн, канальный декодер и декодер ко­да

Рида-Соломона могут быть реализованы на одной микросхеме канального приемника кабельного ТВ типа TDA10021. Функции демодуляции, канального декодирования и декодирования кода Рида-Соломона для приема спутникового ТВ могут выполняться одной микросхемой типа TDA10085.

Затем в блоке ДСкр выполняется дескремблирование сигна­ла, т. е. в соответствии с условиями доступа к конкретно телеви­зионной программе выполняется расшифровка данных. Дескремблер выполняется на микросхеме SAA7206. Наконец в блоке ДМп осуществляется демультиплексирование транспортного потока данных, который преобразуется в элементарные потоки видеоданньгх и звукового сопровождения в соответствии со стандартом MPEG-2. Этот блок реализуется на микросхеме SAA7205. Деск­ремблирование и демультиплексирование могут выполняться од­ной микросхемой SAA7219.

Полученные элементарные, потоки данных поступают на де­
кодер MPEG-2 (ДКд MPEG), выполняемый на микросхеме
SAA7201. Возможно также использование микросхемы SAA7215
или SAA7216. В этом блоке выполняются синхронизация по при­нятым меткам времени встроенного генератора тактовой частоты
27 МГц, полное декодирование данных изображения, звука и до­полнительной текстовой и графической информации в соответствии с главным уровнем главного профиля MPEG-2 и формирование выходных цифровых сигналов изображения (в со­ответствии с Рекомендацией 601 МККР) и звукового сопровожде­ния. Данные-изображения выводятся в виде цифровых сигналов Y
(сигнал яркости) и U, V (цветоразностные сигналы) в формате
4:2:2 по 8 бит на элемент изображения.). Поток данных на входе декодера до 20 Мбит/с. К декодеру подключается внешнее ОЗУ объемом 16 Мбит (организация 1Мх16) для временного хранения данных. Управление работой декодера по цифровой шине от внешнего блока управления. На­пряжение питания 3,3 В. Корпус микросхемы имеет 160 выводов.

Цифровой сигнал изображения поступает на микросхему ти­па SAA7124 (блок Видео ЦАП), в которой преобразуется в анало­говые видеосигналы. Эта микросхема имеет режимы формирова­ния полных сигналов систем PAL и NTSC, режим формирования сигналов стандарта S-видео, в соответствии с которым на одном выходе присутствует сигнал яркости, а на другом выходе - сигнал цветности на поднесущей, режим вывода сигналов основных цве­тов R, G, В и режим вывода сигнала яркости Y и цветоразностных сигналов U, V. Выбор одного из режимов производится в зависи­мости от наличия соответствующих входов у используемого телеви­зионного приемника или монитора. Число разрядов ЦАП 10 или 9. Выполняется обработка сигналов субтитров. Управление работой микросхемы осуществляется по шине I²С.

Цифровые сигналы звукового сопровождения поступают на микросхему TDAI306T (Аудио ЦАП). Эта микросхема содержит два канала обработки звуковых сигналов для воспроизведения сте­реофонического звукового сопровождения. Число разрядов ЦАП 16. Динамический диапазон звука до 95 дБ. Отношение сигнал/шум не хуже 88 дБ. Управление по шине I²С.

Кроме того, устройство " Set-Top-Box " содержит блок управ­ления (БУ) с

микропроцессором и приемником сигналов дистан­ционного управления. Команды от БУ к другим блокам передают­ся по двухразрядной цифровой шине I² С.

Приставка для приема наземного цифрового ТВ -вещания по стандарту DVB-T имеет сходную структуру. В качестве демодулятора и канального декодера может использоваться мик­росхемой VES9600 фирмы Philips, на вход которой поступает ра­диосигнал на промежуточной частоте, а цифровой сигнал с выхода подается на декодер Рида-Соломона.

Дата добавления: 2015-05-09