数字电视机顶盒的工作原理是什么
其实说白了，数字机顶盒就是一种把数字信号转换成模拟信号的变换设备。
我们大部分时候会产生这样的疑问，既然从电视台发出的是模拟信号，接收到电视机的也必须是模拟信号，那为什么还要用到数字机顶盒呢？现在生活中，我们总是希望自己的电视机能播放清晰度高的电视节目，从模拟电视向高清晰度数字电视过渡，是一个跨越式的过渡，可以说无法直接兼容，也就是说目前的所有的模拟电视是不能使用的，所以一步到位是不现实的。通常现在的做法是:电视台将模拟信号先转换成数字信号，传送到家中的数字机顶盒后，将数字信号转变成模拟信号输入给现在的模拟电视机显示信息，这样有效地避免了电视信号在传输过程中导致的干扰和损耗，电视接收的信号质量得到了很大程度的改善。
数字机顶盒的主要技术有:信道解码、信源解码、上行数据的调制编码、嵌入式CPU、MPEG－2解压缩、机顶盒软件、显示控制和加解扰技术。
(1)信道解码:数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中，高频头是必须的，不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接收频道、有线电视增补频道。根据DTV目前已有的调制方式，信道解码应包括QPSK、QAM、 OFDM、VSB解调功能。
(2)信源解码:模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG－2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC－3和MPEG－2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。
(3)上行数据的调制编码:开展交互式应用，需要考虑上行数据的调制编码问题。目前普遍采用的有3种方式，采用电话线传送上行数据，采用以太网卡传送上行数据和通过有线网络传送上行数据。
(4)嵌入式CPU:嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏，当数据完成信道解码以后，首先要解复用，把传输流分成视频、音频，使视频、音频和数据分离开，在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器，其中两个用于视频和音频滤波，其余的用于PSI、SI和Private数据滤波。CPU是嵌入式操作系统的运行平台，它要和操作系统一起完成网络管理，显示管理、有条件接收管理（IC卡和 Smart卡）、图文电视解码、数据解码、OSD、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能，必须在普通32~64位CPU上扩展许多新的功能，并不断提高速度，以适应高速网络和三维游戏的要求。
(5)MPEG－2解码:MPEG－2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在 MPEG－2技术基础上，MPEG－2是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MP@LL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和 H.261是它的子集。MP@ML用于DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。
MPEG－2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。
MPEG－2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能力。OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。
在音频方面，由于欧洲DVB采用MPEG－2伴音，美国的ATSC采用杜比AC－3，因而音频解码要具有以上两种功能。
(6)数字电视机顶盒软件:电视数字化后，数字电视技术中软件技术占有更为重要的位置。除了音视频的解码由硬件实现外，包括电视内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，直至机顶盒和个人计算机的互联以及和Internet的互联都需要由软件来实现，具体如下:
1 硬件驱动层软件: 驱动程序驱动硬件功能，如射频解调器、传输解复用器、A/V解码器、OSD、视频编码器等。
2 嵌入式实时多任务操作系统:嵌入式实时操作系统是相对于桌面计算机操作系统而言的，它不装在硬盘中，系统结构紧凑，功能相对简单，资源开资较小，便于固化在存储器中。嵌入式操作系统的作用与PC机上的DOS和Windows相似，用户通过它进行人机对话，完成用户下达的指定。指定接收采用多种方式如:键盘、鼠标、语音、触摸屏、红外遥控器等。
3 中间件: 开放的业务平台上的特点在于产品的开发和生产以一个业务平台为基础，开放的业务平台为每个环节提供独立的运行模式，每个环节拥有自身的利润，能产生多个供应商。只有采用开放式业务平台才能保证机顶盒的扩展性，保证投资的有效回收。
4 上层应用软件: 执行服务商提供的各种服务功能，如:电子节目指南、准视频点播、视频点播、数据广播、IP电话和可视电话等。上层应用软件独立于STB的硬件，它可以用于各种STB硬件平台，消除应用软件对硬件的依赖。
(7)显示技术:就电视和计算机显示器而言，CRT显示是一种成熟的技术，但是用低分辨率的电视机显示文字，尤其是小于24×24的小字，问题就变得复杂了。电视机的显像管是大节距的低分辨率管，只适合显示720×576或640×480的图像，它的偏转系统是固定不变的，是为525行60Hz或625行50Hz设计的，而数字电视的显示格式有18种以上。上网则要符合VESA格式，显然，电视机的显示系统无法适应这么多格式。另外，电视采用低帧频的隔行扫描方式，当显示图形和文字时，亮度信号存在背景闪烁，水平直线存在行间闪烁。如果把逐行扫描的计算机图文转换到电视机上，水平边沿就会仅出现在奇场或偶场，屏显时间接近人眼的视觉暂留，会产生厉害的边缘闪烁现象，因而要用电视机上网，必须要补救电视机显示的缺陷。
根据技术难度和成本，目前用两种方法进行改进，一种是抗闪烁滤波器，把相邻三行的图像按比例相加成一行，使仅出现在单场的图像重现在每场中，这种方式叫三行滤波法。三行滤波法简单易实现。但降低了图像的清晰度，适用于隔行扫描方式的电视机。另一种方法是把隔行扫描变成逐行扫描，并适当提高帧频，这种方式要成倍地增加扫描的行数和场数，为了使增加的像数不是无中生有，保证活动画面的连续性，必须要作行、场内插运算和运动补偿，必须用专用的芯片和复杂的技术才能实现，这种方式在电视机上显示计算机图文的质量非常好，但必须在有逐行和倍扫描功能的电视机上才能实现。另外把分辨率高于模拟电视机的HDTV和VESA信号在电视机上播放，只能显示部分画面，必须进行缩小这就像PIP方式，要丢行和丢场。同样为保证图像的；连续性，也要进行内插运算。
(8)加解扰技术:加解扰技术用于对数字节目进行加密和解密。其基本原理是采用加扰控制字加密传输的方法，用户端利用IC卡解密。在MPEG传输流中，与控制字传输相关的有2个数据流:授权控制信息(ECMs)和授权管理信息(EMMs)。由业务密钥(SK)加密处理后的控制字在ECMs中传送，其中包括节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。对控制字加密的业务密钥在授权管理信息中传送，并且业务密钥在传送前要经过用户个人分配密钥(PDE)的加密处理。EMMs中还包括地址、用户授权信息，如用户可以看的节目或时间段，用户付的收视费等。
用户个人分配密钥(PDK)存放在用户的智能卡(Smart Card)中，在用户端，机顶盒根据PMT和CAT表中的CA－descriptor，获得EMM和ECM的PID值，然后从TS流中过滤出ECMs和 EMMs，并通过Smart Card接口送给Smart Card。Smart Card首先读取用户个人分配密钥(PDK)，用PDK对EMM解密，取出SK，然后利用SK对ECM进行解密，取出CW，并将CW通过Smart Card接口送给解扰引擎，解扰引擎利用CW就可以将已加扰的传输流进行解扰。
线电视数字机顶盒的原理与维修的图书目录
数字电视基础知识
第一节 数字电视及其发展
一、什么是数字电视
二、数字电视的优点
三、数字电视的发展
第二节 数字电视的标准
一、日本ISDB标准
二、美国ATSC标准
三、欧洲DVB标准
四、中国数字电视应用标准
第三节 数字信号及主要技术参数
一、什么是数字信号
二、数字信号的特点
三、数字信号的主要技术参数
第四节 模拟信号数字化
一、取样
二、量化
三、编码
第五节 音视频信号的数字处理
一、图像信号的数字化
二、音频信号的数字化
三、数字电视信号参数的确定
第六节 音视频数字信号的压缩方法
一、图像数据压缩的根据
二、图像压缩编码
三、数字音频压缩编码
第七节 数字视音频压缩编码技术标准
一、JPEG标准
二、MPEG标准
三、其他标准
四、分量编码时演播室各信号频率的获取
第八节 信道编码与调制
一、信道编码
二、数字电视信号的调制 有线电视数字机顶盒的基本原理
第一节 有线电视数字广播系统的组成一、有线电视数字广播系统的基本组成
二、有线电视数字传输前端系统的组成与调试
第二节 有线电视数字机顶盒的特点和基本组成
一、有线电视数字机顶盒的特点
二、有线电视数字机顶盒的基本性能
三、有线电视数字机顶盒的基本组成
第三节 机顶盒各组成部分的原理与作用
一、调谐解调器
二、解复用器和MPEG解码器
三、视频编码器
四、音频D/A转换器
五、智能卡读卡器
六、系统控制与存储器
七、操作显示面板
八、开关稳压电源 有线电视数字机顶盒典型机型电路剖析
第一节 同洲CDVB2200型有线电视数字机顶盒电路剖析
一、调谐器和解调器
二、系统控制CPU与存储器
三、解复用器和解码器
四、视频编码器
五、音频D/A转换器和音频放大器
六、操作显示面板
七、智能卡读卡电路
八、开关稳压电源
第二节 海尔HDVB.3000CS型有线电视数字机顶盒电路剖析
一、调谐解调器
二、主芯片STX5105
三、音视频输出电路
四、IC智能卡检测识别电路
五、操作显示面板
六、开关稳压电源
第三节 创维C5180型有线电视数字机顶盒电路剖析
一、一体化调谐解调器
二、主芯片STi5518
三、系统控制电路
四、智能卡检测识别电路
五、面板显示和键控电路
六、开关稳压电源
七、音视频输出电路
第四节 九洲DVC.2008CT型有线电视数字机顶盒电路剖析
一、组成结构和工作原理
二、一体化调谐解调器
三、单片解复用器和解码器SC2005
四、系统控制电路
五、视频输出滤波网络
六、音频放大器
七、智能卡读卡电路
八、操作显示面板
九、开关稳压电源
第五节 天柏STB8-9399C型有线电视数字机顶盒电路剖析
一、前端信源解码电路
二、系统控制电路
三、解复用器和解码器
四、视频编码和音视频输出电路
五、智能卡检测电路
六、操作显示面板
七、开关稳压电源 有线电视数字机顶盒常见故障的分析与检修
第一节 检修机顶盒常用工具与仪器
一、拆装工具与焊接工具
二、贴片集成电路的拆装方法
三、常用检测工具
第二节 有线电视数字机顶盒的检修基本方法
一、检修机顶盒的一般步骤
二、机顶盒常见故障现象及分析判断故障原因的方法
第三节 用仪表查找故障的方法
一、用万用表查找故障的方法
二、用示波器查找故障的方法
三、用示波器检测机顶盒各单元电路波形实例
第四节 机顶盒各板块电路的故障分析与检修
一、主板常见故障的分析与检修
二、操作显示面板常见故障的分析与检修
三、开关稳压电源板常见故障的分析与检修
第五节 检修实例
一、开关稳压电源的检修实例
二、面板有电源显示，无图像无声音检修实例
三、图像显示不正常或出现马赛克的检修实例
四、有图像无声音或有声音无图像的检修实例
五、面板按键失控或遥控不起作用的检修实例
六、智能卡读卡电路的检修实例
七、创维C5180机顶盒常见故障的检修实例
附录一 部分数字卫星、有线、地面机顶盒常用一体化调谐解调器与解调集成电路引脚功能一
附录二 部分数字卫星、有线、地面机顶盒常用集成电路引脚功能
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线电视数字机顶盒的原理与维修的介绍
《有线电视数字机顶盒的原理与维修》介绍了有线电视数字机顶盒的基本工作原理，对国内几种比较典型的机顶盒电路作了较全面的剖析，还对机顶盒常见故障的分析检修方法作了详细的介绍。
数字电视机顶盒从原理到维修
顾名思义.机顶盒指电视机顶上的盒子.是扩展电视机功能的一种家电.机顶盒根据接收的信号种类分为模拟机顶盒和数字机顶盒.模拟机顶盒接收模拟信号.数字机顶盒接收数字信号.数字机顶盒是一种多媒体终端.有类似于家用电脑的硬件体系结构和专用的实时操作系统及应用软件.
用户将有线馈线接驳于数字机顶盒.在用AV连接线接入电视机AV输入端子.然后使用数字机顶盒遥控器.可以进行频道.节目的选择.
数字电视在电视的AV节目中播出.收看时把电视节目转为平时播放影碟或录象的频道.所有数字电视节目都在AV频道中.选择时需使用机顶盒遥控器.根据菜单操作.其操作过程与播放DVD相似.如果不收看数字电视节目.按电视遥控器AV转换键.即回到原节目.
所谓数字电视.就是将图像画面的每一个像素.伴音的每一个音节都用二进制数编成多位数码.并以非常高的比特率进行数码流发射.传输.接收的系统工程.也就是说在数字电视这个系统工程中发射台发射的电视信号是一种高比特率的数码脉冲串,空中或有线电缆中传输的电视信号也是高比待率的数码脉冲串,电视接收机.从接收到视频放大.色度解码.音频放大等所有过程均为数码流的处理过程.在这个过程中没有数/模或模/数转换.仅在显像管激励终端经数/模转换为负极性图像信号.扬声器功率推动终端经数/模转换为正弦波音频信号.使显像管荧屏显示高清晰画面.扬声器还原出近似临场的立体声或丽音效果.
数字电视的基本原理
将电视的视音频信号数字化后.其数据量是很大的.非常不利于传输.因此数据压缩技术成为关键.实现数据压缩技术方法有两种:一是在信源编码过程中进行压缩.IEEE的MPEG专家组已发展制订了ISO/IEC13818(MPEG-2)国际标准.MPEG-2采用不同的层和级组合即可满足从家庭质量到广播级质量以及将要播出的高清晰度电视质量不同的要求.其应用面很广.它支持标准分辨率16:9宽屏及高清晰度电视等多种格式.从进入家庭的DVD到卫星电视.广播电视微波传输都采用了这一标准.二是改进信道编码.发展新的数字调制技术.提高单位频宽数据传送速率.如.在欧洲DVB数字电视系统中.数字卫星电视系统(DVB-S)采用正交相移键控调制(OPSK),数字有线电视系统(DVB-C)采用正交调幅调制(QAM),数字地面开路电视系统就(DVB -T)采用更为复杂的编码正交频分复用调制(COFDM).
数字电视的特点
与模拟电视相比.数字电视有以下几个优点:
1.收视效果好.图像清晰度高.音频质量高.满足人们感官的需求.
2.抗干扰能力强.数字电视不易受处界的干扰.避免了串台.串音.噪声等影响.
3.传输效率高.利用有线电视网中的模拟频道可以传送8-10套标准清晰度数字电视节目.
4.兼容现有模拟电视机.通过在普通电视机前加装数字机顶盒即可收视数字电视节目.
5.提供全新的业务.借助双向网络.数字电视不但可以实现用户自点播节目.自由选取网上的各种信息.而且可以提供多种数据增值业务.
数字电视机顶盒的工作原理
数字电视机顶盒的工作原理是机顶盒各个模块在Internet的高速接入中，协同工作。用户首先通过发送命令请求一个URL。在使用PPP点对点协议的一次交易过程中，该命令最终到达Internet业务提供者的调制解调器共用机架上。然后通过动态分配法，该用户获得本次交易中使用的IP地址，并把请求送往Internet。当Internet的内容被找到之后，接着把它送到Internet业务提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器负责把它送到电缆电视网络，最后回到用户的机顶盒。在有线电视的机顶盒，信息内容被截获。机顶盒在电视机与电缆网络之间完成一个网关的任务。它的任务是管理IP的通信流量，具有控制用户进出网络的能力一旦IP包到达机顶盒，把视频信号从该包中分离下来，对其中的数据进行译码，然后把它送到浏览器里准备在电视机上显示。
由于Cable Modem要求用户要配置一部电脑才能上网，影响了用户层的扩展，而使用机顶盒则不需电脑，一部电视机足矣，因而机顶盒的市场前景可能看好。信息使用者从企业向家庭过渡，网络带宽从窄带向宽带过渡，用户入网设备从PC机向带机顶盒（STB）的电视过渡，使用界面从Windows向电视遥控键界面过渡，信息内容从为企业服务向为人民生活服务过渡，是网络服务发展的大方向，机顶盒（STB）显然是这个大方向上的一个阶段。
数字电视机顶盒接收数字电视节目，处理数据业务和完成多种应用的解析。各类信源在进入有线电视网络之前经过两级编码，第一级是视音频信号的信源编码，并将所有信源封装成传输流，第二级是传输用的信道编码。与前端相应，数字电视机顶盒首先从传输层提取信道编码信号，完成信道解调，接着还原压缩的信源编码信号，恢复原始视音频流，同时完成数据业务和多种应用的接收、解析。
数字电视机顶盒的工作过程：数字电视机顶盒通过网络接口模块选择频道，并进行解调和和信道解码处理，输出MPEG-2多节目传输流数据，送给解复用器，解复用器从MPEG-2传输流数据中抽出一个节目的已打包的视音频基本流（PES）数据，包括视频PES，音频PES和辅助数据PES，解复用器中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰，解复用器输出的是已解扰的视音频PES。视频PES送入视频解码器，取出MPEG-2视频数据并对其解码后，输出到模拟编码器，编码成模拟视频信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码器，取出MPEG-2音频数据并对其解码，输出PCM音频数据到音频D/A变换器，音频D/A变换器输出模拟立体声音频信号，经音频输出电路输出。如图所示：
数字电视机顶盒包括硬件和软件两部分。硬件提供数字电视机顶盒的硬件平台，实现音视频的解码。在数字电视技术中，软件技术比硬件占有更为重要的位置，因为电视节目内容的重现、操作界面的实现、数据广播业务的实现，以及机顶盒和Internet的互联都需要软件来实现。
数字电视机顶盒从原理到维修、数字电视和机顶盒原理与维修，就介绍到这里啦！感谢大家的阅读！希望能够对大家有所帮助！