STB 技术杂谈(1)

    最近看一些美国大片，发现其实老外并不比我们聪明。但是他们却经常能取得巨大的成就，想了好久，发现一个很重要的主观原因——耐心！因为他们有耐心，持之以恒，所以一步一个脚印的迈向成功。

       一年前，我在找工作的时候，也曾经热情澎湃，想着要坚持写一个很好的博客。但是，找到工作后，比较忙，再因为种种借口，博客已经停了一年没更新了。这一年中，主要做的是数码相框、电视棒、机顶盒（Demode部分）、Portable TV（DVB-T）整机方案的东西。很有必要写出来，见证自己的历程，同时也与网友一同探讨学习。

         OK,废话说完了，直接进入正题——先看一个机顶盒方案最基础的部分：

 

传输流

解复用器

MPEG-2

解码器

嵌入式

CPU

接口电路

调谐器

QPSK

解调器

视频滤波网络

音频

D/A

FLASH

ROM

SDRAM

操作面板

CA卡

电源

  

 

事实上我想讲的都focus在蓝色框跟红色框中，因为其他的外围电路，几乎是其他嵌入式产品都有的，没什么太多可以讲。蓝色框部分包含 tuner（调谐器）跟 demodulator（解调器），也就是我们公司现在主推的部分（其实这个放在一起只是因为他们都算前端电路，其实是两个不一样的IC，当然目前也有把tuner包进 demodulator 的，我们公司就有！但是这样的方案一般用在手机电视，或者PND+DTV之类的）。红色部分是主控IC，内置的decoder。这个是目前比较主流的方案，老式的方案有把decoder 拿到主控IC外面的，然后给了它另外一个名字DSP。最新的主控IC,有的已经把 demodulator 也包到里面去了，这样集成度越高，成本会越低，当然技术要求也是越高的。因为高频的东西，走线等原因，都会对performance有很多的影响。

         对于上图中的外围电路，我们还是简单概括一下：EEPROM，一般用来读取存放频道参数等信息。FLASH ROM，用于存放程序。SDRAM，这个就不用说了吧。。。操作面板，指IR或键盘按钮；智能卡座，这个不是一定要有的。

         下面，重点讲下工作过程：RF信豪输入后，先由调制器进行低噪声放大，滤波和变频，将其转换成两路相位相差90°的中频信号I和Q，I、Q 信号经过解调器中的双A/D 转换器转换成数字信号后，再和QAM解调器进行解调、交织、里德-索罗门解码等一系列处理，成为符合MPEG-2标准的传输码流。对于加密节目，则通过读取放置在机器中的CA卡中的用户权限信息，与TS码流中提取的ECM 的节目授权信息进行比较，对于符合条件的ECM信息即可解出其中的控制字，然后再用此控制字对传输流进行解扰。对于MCPC 方式的传输码流，要先经过传输流解复用器，将其分解成单个节目流，然后再由节目流复用器分解为音、视频和专用数据基本码流。音、视频基本码流分别送到音、视频解码器，经解码后还原成原始的音、视频数据。

         讲完了总的结构及工作流程，下面针对分模块详细叙述：

调谐器（Tuner）

       Tuner 针对不同的使用领域，有很多的分类方式，我们这里只讲用于DVB 的。同时，我们把Tuner 分铁盒调谐器（Can Tuner）跟硅Tuner（silicon Tuner）。

Can Tuner：从外观上看，他被一个铁盒包起来，体积比较大。其内部结构，使用传统的模拟技术，拆开可以看到很多绕线，线圈之类的东西。经验证明，此类高频头，最大的好处是收讯效果好，坏处是成本贵，占用空间大。所以Can Tuner，目前主要使用在STB 上，或者一体机上。

       Can Tuner 基本工作原理: 电路最简单的调谐器是单转换中频输出调谐器。其基本组成包括混频器、振荡器、锁相环(MOPLL)和高频放大器等。高频放大器具有自动增益控制（AGC）功能，跟踪滤波器是一个中心频率可调的带通滤波器。中频滤波器是一个具有特殊传输特性的带通滤波器，一般为声表面波滤波器(SAWF)。单转换中频输出调谐器电路架构如图一所示：

 

 

射频电视信号进入调谐器的高频放大器进行放大，其增益由AGC电路自动控制，再由跟踪滤波器将镜像信号去除，利用混频器和本地振荡器混出中频信号，最后经由中频滤波器虑除杂波、选择出想要的频道并进一步调整通带特性，完成调谐器的功能。

       Can Tuner市场信息：去年刚入行，遇到金融危机，干了一年没加薪，真郁闷，小小抱怨一下。不过收获是有的，在深圳这个地方，做DTV相关电子产品的公司实在是太多了，整个跟着老大们在外面摸爬滚打，也了解了一些资讯，不过也不好细谈，只能简单讲讲：目前卖得比较好的主要是LG、英飞凌（Infineon）跟飞利浦（NXP），这其中有技术问题，有价格问题，有统筹问题，有服务问题。另一方面，天下人都知道中国的山寨业是多么NB，很都主流的Can Tuner，都已经 国内几个大厂仿造了，而且性能也做得不错，佩服！

       Silicon Tuner：采用先进的数字设计技术和硅半导体工艺，把原来铁盒调谐器中的大部分分立器件都集成到一颗硅芯片中，这就是硅调谐器。

       Silicon Tuner杂谈：Silicon Tuner 的发展，是特别迅速的。在网上搜了一下，发现08年以前的文章，还在说 Silicon Tuner 的好处是体积小。但是技术不完善：功耗大（其实现在功耗已经做到非常小）、价格贵（现在的价格杀到见骨，比Can Tuner 还便宜）、感度差（现在的感度其实已经差不多了，特别是最新的硅tuner引进了零中频的感念后，各方面综合性能提高很多。）另外，某些Silicon tuner 的厂商，已经把自己的die卖给其他的做demodulator 的商家，然后把 tuner 跟demodulator做成一颗，以降低成本。同时，在 STB 领域，也开始使用 Silicon Tuner 来做。只是大部分会像Can Tuner 那样，盖一个小铁盒，效果还不错。常见硅调谐器供应商有：Maxlinear、英飞凌公司（Infineon）、美信公司（Maxim）、瑞科信公司(Xceive)、恩智浦公司（NXP）、飞思卡尔（Freescale）、三星电子（Samsung）、LG 等