Layne_Lai 发表于 2015-12-2 20:05:17

卫星接收机原理

本帖最后由 Layne_Lai 于 2015-12-2 20:06 编辑

卫星接收机的作用是将高频头送来的-25~-30dBm的第一中频(频率为950 MHz~2150MHz)调频信号进行变频、放大、并解调出视频和音频基带信号。一、主要性能指标要求 1)输入信号频率范围:950 MHz~2150MHz 2)输入信号电平:-30~-60dBm 3)解调门限值:≤8dB 4)输出电平:视频1Vp-p ,75Ω;音频+6dBm,600Ω平衡输出 5)图像信噪比: 6)伴音信噪比: 7)能量扩散消除比≥40dB 8)镜像干扰抑制比≥40dB二、组成原理卫星数字电视接收系统一般由接收天线(包括馈源)、低噪声下变频器(高频头LNB)和卫星数字电视接收机三部分组成:其中天线、高频头称室外单元:卫星数字电视接收机称室内单元,或称综合解码接收机(即IRD),是当代计算机技术、数字通信技术和微电子技术融合的结晶。
1、 IRD的功能框图IRD的一般功能框图如图1所示。由图可知,一个典型的IRD包括:调谐器、第二中频信号解调、信道解码、MPEG-2传输流解复用、MPEG-2音/视频解码和模拟音/视频信号处理。file:///C:\Users\LAILIU~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps4904.tmp.png


2、信道接收模块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950~2150 MHz第一中频信号,经电缆送到IRD的调谐器,高频调谐器根据所需接收的频率,通过PLL(锁相环)环路控制本机振荡器频率,把输入信号变频成第二中频(479.5MHz)信号,送到正交检相器分解出I、Q两路模拟信号,经过A/D转换器再把这两路模拟信号分别转换成6比特的并行数字信号,进入QPSK解调电路和信道纠错电路。QPSK解调器的核心部分起到载波恢复、寻址、位同步、反混叠、匹配滤波和自动增益控制(AGC)作用。Butterworth型匹配滤波器用来完成升余弦滚降形状的脉冲形成滤波变换(α=O.35DVB或α=O.20DSS,DVB数字视频广播,DSS数字卫星业务)。    信道纠错部分包括:Viterbi卷积(1/2,2/3,3/4,5/6,6/7 和7/8,K=7)和RS解码(204、188DVB)。Viterbi解码可对误码率(BER)为10^-4~10^-2的数据流进行纠错,以达到RFR为10-4。RS解码主要对突发性片状误码进行纠错,以达到BER优于10^-10的结果,最后输出符合MPEG-2标准的传输流(TS),每个数据包为188个字节。早期的信道接收模块由两片集成电路完成,如国产的xowJ—1型IRD由集成电路STV0190完成双路A/D变换,由集成电路sTV0196完成QPSK解调及前向纠错FEc,目前已将上述两块集成电路功能合成到一块芯片,如:STVD0199,ODM8511等。
3、解复用模块TS码流是一种多路节目数据包(包含视频、音频和数据信息),按MPEG协议复接而成的数据流。因此,在解码前,要先对Ts流进行解复用,根据所要收视节目的包识别号(PID)提取出相应的视频、音频和数据包,恢复出符合MPEG标准的打包的节目基本流(PES)。解复用芯片内部集成了32个用户可编程的PID滤波器。其中1个用于视频PID,1个用于音频PID,余下的30个可用于节目特殊信息(PSI)、服务信息(SI)和专用数据的滤波。PID处理分两个步骤:    (1)PID预处理:仅进行PID匹配选择,过滤掉那些PID值不匹配的包,挑出所需收视节目的数据包。    (2)PID后处理:进行传输流(TS)层错误检查(包括包丢失、PID不连续性等),同时滤除传输包的包头和调整段,找出有效载荷,按一定次序连接,组合成F'ES流。系统时钟为27MHz,由压控振荡器(VC。XO)产生,通过提取码流中的节目时钟基准(PCR)控制PLL环路,使IRD的系统时钟和输入节目的时钟同步。芯片内部还嵌有RISC CPU,它具有很强处理能力,与系统软件一起,能处理IRD复杂的系统任务,如:传输字幕、屏幕显示(OSD)、图文电视、电子节目指导(EPC)等。DRAM控制器支持16MB DRAM(动态随机存储器),由CPU、传输和其他功能所共同分享。解复用芯片有CL9110、ST20—TP2等。
4、MPFG-2解码模块   符合CCIR601格式的视频数据流和PCM音频数据流,分别送到视频编码器和音频DAC(数模转换器)按一定电视制式(PAL或NTSC)生成模拟电视信号,供电视机接收。一般MPEG-2解码器的结构如图2所示。file:///C:\Users\LAILIU~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps4905.tmp.png    目前开发的MPEG-2解码模块将系统解复用模块集成到一起,有时称为单片机,如:ST公司(法国汤姆逊公司)的sTi5500、5505、5512、5518,Hyundai公司的ODM8211,富士通公司的MB87L2250及LSI公司的SC2000等,北京海尔公司也研制了可商品化的MPEG-1解码芯片,命名为“爱国者一号”。
卫星数字电视接收机是将卫星传输的数字电视信号,经过信道、信源解码,将传送的数字码流转换到原来压缩前的形式,再经D/A转换和视频编码后送到普通电视接收机。信源解码已从早期的 QPSK 数字解调和 FEC 前向译码两块芯片集成到一块芯片;而信源解码也将系统解复用、视频解码和音频解码以及视频编码器和 RISC(精简指令CPU)集成到一块功能强大的芯片上。所以,现在卫星数字电视接收机的集成芯片数量越来越少,功能越来越完善,集成度越来越高,并由单一收看电视节目向多功能方面发展,如交互式电视、IP 广播服务等。  卫星数字电视接收机的功能框图,如图 3-11所示。由图 3-11可知,一个典型的卫星数字电视接收机包括一体化调谐器、MPEG-2传输流解复用、MPEG-2音/视频解码和模拟音/视频信号处理等电路。file:///C:\Users\LAILIU~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps4916.tmp.png
TDQB—S001F一体化调谐器以零中频调谐集成电路SL1925和STV0299QPSK解调芯片组成,其内部组成方框图,如图file:///C:\Users\LAILIU~1\AppData\Local\Temp\ksohtml\wps4936.tmp.png  调谐器第二本振的可变频率范围在 1429.5 ~ 2 629.5MHz,它与输入的第一中频 (950 )的 RF 信号差频后,形成第二中频479.5MHz,其带宽一般设定为 36 MHz,然后再进行零中频变换,即第三本振频率也为 479.5MHz。经 90°相移器正交相干解调,分离出I与Q基带模拟信号。Q信号超前I信号90°,且当第一中频输入为 951 MHz时,I/Q 输出频率为 1 MHz。调谐器一般采用载波跟踪锁相环技术,以确保 479.5MHz载波频率的精确性。零中频正交解调由集成电路SL1925完成,其内部结构框图,如图 3-13所示。解调出来的模拟基带 I/Q 信号送至 QPSK 解调芯片 (STV0299A),经由A /D 转换、QPSK 解调、Viterbi解码、解交织、RS 解码、能量解扰、最后生成。


lailiuming 发表于 2016-5-27 12:52:52

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huhaiqiang 发表于 2016-5-28 08:42:49

:@:@:@你知道的太多了,怎么做到的
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