數(shù)字機(jī)頂盒(STB)與電視和外部源相連接，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以在電視屏幕上顯示的內(nèi)容。增加硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)之后，機(jī)頂盒解決方案還能實(shí)現(xiàn)對(duì)PVR(個(gè)人錄像機(jī))功能的支持。本文將詳述STB的內(nèi)核子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

　　設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

　　數(shù)字機(jī)頂盒(STB)與電視和外部源相連接，將信號(hào)轉(zhuǎn)換為可以在電視屏幕上顯示的內(nèi)容。增加硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)之后，機(jī)頂盒解決方案還能實(shí)現(xiàn)對(duì)PVR(個(gè)人錄像機(jī))功能的支持。被稱為TiVo的常見(jiàn)獨(dú)立部件則是 PVR 的一個(gè)示例。和眾多家庭電子終端設(shè)備一樣，遠(yuǎn)程控制是完整系統(tǒng)的重要組件。許多消費(fèi)類產(chǎn)品開始借助于TI正在主導(dǎo)的RF4CE方案來(lái)利用射頻遠(yuǎn)程控制。這些器件取決于遙控和 STB 上的低功耗射頻芯片和微處理器。

　　通常，數(shù)字STB(PVR)可以分為幾個(gè)主要組件;數(shù)字媒體處理器、音頻解碼和處理、視頻解碼和處理、調(diào)諧器、音頻和視頻輸出、IrDA或LPW遙控、各種接口和電源。TI 的產(chǎn)品系列已推出了許多能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期性能級(jí)別的集成電路。充分利用高性能音頻-視頻編解碼器、圖形加速、通信和支持對(duì)應(yīng)用于家庭娛樂(lè)體驗(yàn)中的整合應(yīng)用至關(guān)重要。

　　TI數(shù)字機(jī)頂盒內(nèi)核子系統(tǒng)方框圖

　　內(nèi)核子系統(tǒng)包括：

　　數(shù)字媒體處理器 –TI的數(shù)字媒體處理器可以處理解碼、轉(zhuǎn)碼/編碼(從一種格式轉(zhuǎn)換成另一種格式)以及各種媒體流的轉(zhuǎn)換(將較高的比特率調(diào)到較低的比特率)等復(fù)雜的處理功能，另外還滿足解密、加密、封包化和媒體流的傳輸?shù)认到y(tǒng)級(jí)功能。除廣播內(nèi)容以外，基于TI的機(jī)頂盒還可以無(wú)縫支持來(lái)自于家庭網(wǎng)絡(luò)或直接來(lái)自于因特網(wǎng)的內(nèi)容。TI 的wq可編程器件實(shí)現(xiàn)了與新編解碼器技術(shù)(為所有因特網(wǎng)站點(diǎn)或 PC 所用)的快速兼容，包括未在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)見(jiàn)到的未來(lái)版本。TI 的媒體處理器系列可軟件兼容，這意味著軟件投資可在從 SD 盒到 HD 盒再到其它的各種產(chǎn)品中重復(fù)使用，從而縮減開發(fā)時(shí)間和成本。

　　視頻接口 – 選擇由ADC/DAC和DSP解碼/編碼的視頻源。視頻前端和輸出級(jí)均需要高性能的運(yùn)算放大器以放大視頻信號(hào)。對(duì)于該終端設(shè)備而言，能支持多種ATSC DTV格式、NTSC/PAL、復(fù)合視頻和S視頻至關(guān)重要。一旦HDTV變?yōu)橹髁鳂?biāo)準(zhǔn)，支持帶有3D自適應(yīng)濾波的1080p全高清分辨率的產(chǎn)品將隨處可見(jiàn)。

        射頻解調(diào) – COFDM/QAM/QPSK/ATSC解調(diào)、正向糾錯(cuò)(FEC)和視頻解復(fù)用。

　　MCU –STB中的MSP430微處理器用途非常廣泛，可通過(guò)多個(gè)不同工作模式的控制和應(yīng)用，應(yīng)用于從管理與遠(yuǎn)程控制相連的接口到管理STB部件功耗的所有范圍。MSP430可以延長(zhǎng)遙控的電池壽命，無(wú)論采用哪種工作模式，都可以顯著降低STB的功耗，同時(shí)卻幾乎不會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。

　　寬帶和無(wú)線連接 – 允許交互式電視、游戲、流音頻和視頻、IP語(yǔ)音(VoIP)和視頻電話通過(guò) ADSL、線纜調(diào)制解調(diào)器和802.11接口進(jìn)行發(fā)送和接收。

　　電源轉(zhuǎn)換 – 包含為部件本身創(chuàng)建主電源的AC至DC轉(zhuǎn)換，差不多STB中所有功能塊都需要一個(gè)特殊的電源解決方案;用于主處理器的內(nèi)核和I/O電源、DDR存儲(chǔ)器，以及調(diào)諧器的電源和視頻/模擬信號(hào)鏈。然而，在這個(gè)能源保護(hù)的時(shí)代，政府不斷頒布有關(guān)待機(jī)功率消耗和消費(fèi)產(chǎn)品效率的新政策并加強(qiáng)實(shí)施現(xiàn)有計(jì)劃。幾乎所有監(jiān)管STB的現(xiàn)行計(jì)劃都是自愿的，但強(qiáng)制性要求的實(shí)施迫在眉睫。

        音頻接口 – 允許音頻被音頻轉(zhuǎn)換器數(shù)字化并被DSP處理，以提供高質(zhì)量音頻，滿足MPEG/AC3的需求。該音頻也被轉(zhuǎn)換回模擬格式，然后通過(guò)立體聲輸出插孔供立體聲耳機(jī)播放。有了高 SNR(信噪比)和模擬低通濾波等功能，高品質(zhì)音頻輸出即得到了保證。

　  用戶界面 – 使用戶能控制視頻/音頻I/O源，同時(shí)與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。用戶界面還包括通過(guò)駐留在部件本身以及遙控部件上的IrDA或低功耗無(wú)線器件與遠(yuǎn)程控制相連的連接。

數(shù)字電視機(jī)頂盒附加裝置，也叫做機(jī)頂盒伴侶，或數(shù)字電視伴侶，也有稱為機(jī)頂盒影音分配器。

其作用是將一臺(tái)數(shù)字電視機(jī)頂盒或是其他機(jī)器如衛(wèi)星接收機(jī)、DVD影碟機(jī)等擴(kuò)展其功能，可以供多臺(tái)電視機(jī)觀看，可以異地遙控，適合一個(gè)大家庭在不同房間觀看到數(shù)字電視機(jī)頂盒的信號(hào)，而不用另外購(gòu)置機(jī)頂盒副機(jī)和另外交納收視費(fèi)用(編者注多臺(tái)電視機(jī)只能共看同一頻道)。就像機(jī)頂盒安裝在每一個(gè)房間，每一臺(tái)電視機(jī)上，在每臺(tái)電視機(jī)前觀看和操作都同樣的方便。隨著機(jī)頂盒的日趨普及，機(jī)頂盒附加裝置的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛，從而也孕生出一種新的產(chǎn)品，一個(gè)新型的行業(yè)。

數(shù)字電視機(jī)頂盒附加裝置主要原理是，{dy}要能夠?qū)崿F(xiàn)異地對(duì)機(jī)頂盒進(jìn)行遙控，第二是通過(guò)有線或無(wú)線的方式將機(jī)頂盒輸出的音視頻信號(hào)傳輸?shù)礁鱾€(gè)房間的電視機(jī)或監(jiān)視器上。

其結(jié)構(gòu)有三大類型：第1種類型是全有線型，如圖1所示，紅外遙控信號(hào)和機(jī)頂盒輸出的射頻信號(hào)，都是通過(guò)閉路電視線傳送到其他電視機(jī)上，每一個(gè)終端都有一個(gè)紅外接收頭。

第2種類型與第1種相似，但紅外遙控部分是通過(guò)專用的無(wú)線收發(fā)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)無(wú)線異地遙控，再將機(jī)頂盒的音視頻輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)，通過(guò)分配器將此信號(hào)接到各房間的電視機(jī)上，就像原來(lái)的CATV有線電視傳送方式。由于紅外接收轉(zhuǎn)發(fā)器是獨(dú)立的，擴(kuò)展非常方便。第3類如圖2，遙控方式同第2類，是無(wú)線的，而機(jī)頂盒輸出的音視頻信號(hào)是通過(guò)小功率的無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)，一般采用2.4GHz高頻段，接收解調(diào)出音視頻信號(hào)供各個(gè)房間的電視機(jī)在AV狀態(tài)下觀看，并設(shè)有4個(gè)通道的頻段供用戶選擇，以免同頻段機(jī)同時(shí)工作產(chǎn)生干擾，音頻設(shè)計(jì)也滿足目前消費(fèi)水平，為寬頻低噪立體聲的。這種方式接收和擴(kuò)展就更方便了，但成本較高。如萬(wàn)利達(dá)和新科近期推出的移動(dòng)DVD，實(shí)現(xiàn)了有線電視無(wú)線收看。以上三種方式都是利用原來(lái)機(jī)頂盒的遙控器，可以在不同的房間里對(duì)機(jī)頂盒進(jìn)行無(wú)線遙控，還可以給每部電視機(jī)都添加一個(gè){wn}機(jī)頂盒遙控器，適合在普通家庭中推廣。

這里給大家介紹的是一款適合于廣大電子愛(ài)好者動(dòng)手制作的DIY機(jī)頂盒附加裝置，其特點(diǎn)是成本低，安裝使用方便。由于采用了模塊化，紅外接收轉(zhuǎn)發(fā)和音視頻轉(zhuǎn)換部分都已經(jīng)裝好，而且還有一個(gè)時(shí)尚外形。電子愛(ài)好者要做的就只是把原機(jī)頂盒的遙控器拆開，按要求焊三條線就可以了，所以一般稍懂電子技術(shù)的人都能改裝，不用調(diào)試就可以現(xiàn)實(shí)異地遙控和信號(hào)的傳送功能。全套電路的工作原理框圖見(jiàn)圖3。

整套DIY機(jī)頂盒附加裝置由遙控器發(fā)射部分A和機(jī)頂盒附加裝置接收轉(zhuǎn)換部分B兩大部分組成：遙控器發(fā)射部分A，主要是在原機(jī)頂盒遙控器的內(nèi)部加上了一塊無(wú)線發(fā)射模塊Tx一3，其外形如圖4，外觀尺寸是18mmXl8mmx8mm，它有一條發(fā)射天線和三條引線，其作用是將遙控器發(fā)出的指令不僅通過(guò)原來(lái)的紅外媒介傳輸，同時(shí)還通過(guò)TX-3模塊用無(wú)線電的方式發(fā)射出去，改變了原來(lái)遙控器的紅外線遙控方式，增加了遙控距離，在室內(nèi)可以隔墻遙控，距離達(dá)到50米，足夠在一個(gè)100平方米的家庭任何地方實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)頂盒遙控。改裝時(shí)將Tx-3模塊的三條引線分別按紅線接遙控器電池正極，藍(lán)線接電池負(fù)極，黃線(是數(shù)據(jù)輸入端)直接接遙控器內(nèi)部的紅外發(fā)光管推動(dòng)三極管的基極。或是遙控集成電路的輸出腳(如柏視通STBl-1000系列數(shù)字機(jī)頂盒遙控器中AS6122集成電路的第⑦腳)。因?yàn)門×一3模塊的體積小，很容易將其安裝國(guó)定在遙控器內(nèi)，只要接線無(wú)誤，安裝好模塊，引出發(fā)射天線，無(wú)線遙控器就改裝好了。如果不想拿機(jī)頂盒原配的遙控器進(jìn)行改裝，也可以另購(gòu){wn}型機(jī)頂盒遙控器進(jìn)行改裝，只是在改裝之前須先按說(shuō)明書要求將遙控器調(diào)整到能夠正常遙控自己的機(jī)頂盒，再用發(fā)射模塊按以上方法進(jìn)行改裝。

與之配套的成品機(jī)頂盒附加裝置接收轉(zhuǎn)換部分B由一個(gè)數(shù)據(jù)接收紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊IR-RX、一個(gè)音視頻轉(zhuǎn)換射頻盒RF-H射頻放大電路和電源變換器、7805穩(wěn)壓電路等組成。數(shù)據(jù)接收紅外轉(zhuǎn)發(fā)模塊lR-RX是將接收到的遙控器無(wú)線信號(hào)還原成紅外遙控信號(hào)去控制機(jī)頂盒，它已經(jīng)包括了與發(fā)射部分對(duì)應(yīng)的接收機(jī)、紅外調(diào)制器、紅外發(fā)光管和驅(qū)動(dòng)電路、穩(wěn)壓電路等，它的外觀尺寸是65mm×18mmx5.5mm.使用電壓為7～9V，外形見(jiàn)圖5。音視頻轉(zhuǎn)換射頻盒RF-H是將機(jī)頂盒輸出的AV音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為電視的H或U頻段，其工作電壓為5V，由電源變換器輸出給7805穩(wěn)壓集成電路供電。該裝置在輸出端增加了放大電路，可以和傳統(tǒng)的CATv有線電視分配器配合，傳送給多臺(tái)電視機(jī)接收。閉路傳送可保證圖像的清晰。

使用時(shí)，將機(jī)頂盒附加裝置接收轉(zhuǎn)換部分整機(jī)放在機(jī)項(xiàng)盒上方，紅外發(fā)射部分對(duì)準(zhǔn)機(jī)頂盒的紅外接收窗口，如圖6所示，就可以接收到無(wú)線遙控器發(fā)出的控制信號(hào)，對(duì)機(jī)頂盒實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制和觀看了。如果房間多，有時(shí)要在客-廳看節(jié)目，有時(shí)又要在臥室或書房里看節(jié)目，一個(gè)遙控器拿來(lái)拿去感覺(jué)不太方便的話，只要給每臺(tái)電視機(jī)配備一個(gè)改裝好的遙控器，使用起來(lái)就更加方便。另外{wn}型機(jī)頂盒/電視遙控器是{zx1}開發(fā)的，它可以和全國(guó)各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一的機(jī)頂盒配套，并且還可以遙控所有電視機(jī)的電源開關(guān)，音量和AV狀態(tài)。這樣所有的收看功能都可以在一個(gè)遙控器上實(shí)現(xiàn)。就像本文開頭所講的那樣：機(jī)頂盒好像已經(jīng)安裝在每一個(gè)房間，每一臺(tái)電視機(jī)上，在每臺(tái)電視機(jī)前觀看和操作都會(huì)感到同樣的方便。