來源：今日電子 作者：廣東工業(yè)大學(xué) 王進(jìn)華 楊忠林 章 云 周向陽

    當(dāng)前，廣播電視正處于模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)，單向廣播向雙向交互式傳輸，基本業(yè)務(wù)向擴(kuò)展和增值業(yè)務(wù)的過渡和發(fā)展階段。數(shù)字有線電視機頂盒正是這一發(fā)展階段的產(chǎn)物。借助機頂盒，人們不僅可以用原有的模擬電視收看數(shù)字電視節(jié)目，還可利用數(shù)字機頂盒交互式功能獲得電子節(jié)目指南（epg）、視頻點播（vod）、收發(fā)電子郵件、數(shù)據(jù)廣播、遠(yuǎn)程教育等增值服務(wù)。具體操作上，需要在用戶終端的模擬電視機上加裝機頂盒以完成數(shù)字電視信號和數(shù)據(jù)的接入，并完成視音頻信號的解碼輸出。本文介紹了機頂盒系統(tǒng)的硬件設(shè)計。

    器件的選型

    選擇芯片時除了要滿足基本的接收數(shù)字電視功能，還要能夠使用戶通過有線電視網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)internet的高速接入，即要具備stb和cable modem兩種基本的應(yīng)用模塊。根據(jù)這一需求，本設(shè)計選擇了conexant（科勝訊）公司的交互數(shù)字電視機頂盒單芯片cx24430為核心來設(shè)計整個系統(tǒng)。

    系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

    本系統(tǒng)以cx24430芯片為核心，還包括電纜調(diào)諧器（tuner）、上行功率放大器、作為固化程序和存儲節(jié)目參數(shù)用的閃存、配合cpu處理和存儲數(shù)據(jù)使用的sdram、eeprom、音頻dac及音視頻輸出電路和電源單元等，此外，還有用于軟件調(diào)試的multi-ice接口和用于終端監(jiān)控的rs23接口以及usb接口、1394接口和以太物理層rj45接口等。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

    圖1 機頂盒終端系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

    本系統(tǒng)設(shè)計的主要創(chuàng)新之處在于系統(tǒng)采用雙cpu架構(gòu)，各自獨立地支持cable modem和系統(tǒng)的應(yīng)用程序運行。基本工作流程是：數(shù)字電視信號從電視臺經(jīng)過有線電纜傳輸?shù)接脩艉�，若要恢�?fù)出原始的圖像和聲音，需要經(jīng)過多個過程。首先進(jìn)行信道解調(diào)和解碼，然后對輸出的傳輸流進(jìn)行信源解碼，包括解復(fù)用、音視頻解碼、圖形處理、視頻編碼和音頻dac等。

    主要模塊的硬件設(shè)計

    1 系統(tǒng)前端接入部分的設(shè)計

    綜合業(yè)務(wù)數(shù)字有線電視雙模機頂盒的前端射頻接入信號主要包含下行帶內(nèi)的數(shù)據(jù)流（包括音視頻和ip網(wǎng)絡(luò)）、下行帶外的數(shù)據(jù)流和上行數(shù)據(jù)流（包括帶內(nèi)和帶外）；其中帶內(nèi)頻率的通道用來傳輸音視頻和ip網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，帶外頻率的通道主要用來傳輸catv網(wǎng)絡(luò)頭端的電纜調(diào)制解調(diào)終端系統(tǒng)（cmts）和用戶端的機頂盒的控制參數(shù)和交互信息，而且各種信息和數(shù)據(jù)在hfc網(wǎng)絡(luò)上通過頻分復(fù)用和時分復(fù)用得到并行的處理。

    前端接入部分的設(shè)計如圖2所示。其中，pmx1338c為集成模塊，接收射頻信號，包括lna低噪放大器、同向雙工器（將發(fā)射和接收的射頻信號隔離）和信號分離器（將下行信號分發(fā)到相應(yīng)的端口）；mt1530包含反混頻濾波和上行信號功率放大；cx2443x用做數(shù)字解碼和編碼以及輸出到外部接口。

    圖2 系統(tǒng)前端接入電路圖

    圖3 機頂盒接受系統(tǒng)后端電路圖

    音視頻輸出部分電路設(shè)計

    在機頂盒接收系統(tǒng)中，cx2443x后端子系統(tǒng)的視頻和音頻***構(gòu)成了系統(tǒng)音視頻輸出接口；解碼后的音視頻信號從半導(dǎo)體晶振輸送到立體聲dac cs4335，或者從雙重的音/視頻信號開關(guān)輸送到cx2161r。音視頻信號輸出部分的電路如圖3所示。

    音視頻解碼的原理和電路設(shè)計實現(xiàn)

    1 音視頻信號解碼處理的流程

    數(shù)字電視技術(shù)的首要目標(biāo)是提高傳送圖像的質(zhì)量，完成對