專利名稱：具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字電視技術(shù)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及一種具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)。
背景技術(shù)：
與傳統(tǒng)的模擬電視技術(shù)相比較，先進(jìn)的數(shù)字電視技術(shù)具有電視信號信噪比高、信道資源利用率高、發(fā)射有效率高、圖像質(zhì)量清晰、顯示方式靈活以及便于開展交互業(yè)務(wù)等突出的優(yōu)點(diǎn)，電視系統(tǒng)的全面數(shù)字化已迎來一個嶄新的數(shù)字電視時代的到來，它具有十分深遠(yuǎn)和廣泛的影響。然而，在模擬電視向數(shù)字電視逐步過渡的過程中，大量的現(xiàn)有模擬電視接收機(jī)主要是依賴于數(shù)字機(jī)頂盒來接受數(shù)字電視節(jié)目。數(shù)字機(jī)頂盒為模擬電視接收機(jī)提供了模擬音頻和視頻接口、從而使之可正常接收和觀看數(shù)字電視節(jié)目。數(shù)字機(jī)頂盒已成為模擬電視廣播向數(shù)字電視廣播過渡時期充分發(fā)揮和保持模擬電視機(jī)的使用價值的主要設(shè)備，并在模擬電視廣播向數(shù)字電視廣播的試驗(yàn)和探索進(jìn)程中發(fā)揮著重要的作用。然而，眾所周知，盡管采用了數(shù)字機(jī)頂盒之后，模擬電視接收機(jī)能夠接受和顯示數(shù)字電視節(jié)目，但是并不能因?yàn)榭山邮芎陀^看數(shù)字電視節(jié)目而提高模擬電視接收機(jī)的固有顯示清晰度，對模擬電視接收機(jī)而言，只不過是僅僅增加了可接受的電視節(jié)目數(shù)量。換句話說，在一般的應(yīng)用條件下，模擬電視接收機(jī)仍舊以原有的清晰度來顯示圖像，而未能獲得和顯示真正意義上的高清晰度或標(biāo)準(zhǔn)清晰度的圖像，僅僅只是多了一個可接受和觀看得數(shù)字電視節(jié)目的功能。此外，目前在一些邊緣地區(qū)或人口較為分散的區(qū)域大多還采用電視差轉(zhuǎn)機(jī)實(shí)現(xiàn)電視節(jié)目的差轉(zhuǎn)接受方式。電視差轉(zhuǎn)機(jī)是一種差轉(zhuǎn)式的電視轉(zhuǎn)播設(shè)備，亦可稱之為電視收轉(zhuǎn)設(shè)備。一般來說，電視差轉(zhuǎn)機(jī)主要包括接受和發(fā)射兩大部分，其主要功能是將所接受到的某頻道電視節(jié)目，經(jīng)過差轉(zhuǎn)機(jī)的頻率變換和功率放大后，再根據(jù)需要以另一頻道發(fā)射出去。于是，隨著數(shù)字廣播技術(shù)的提高和普及，要使邊緣地區(qū)和人口稀少區(qū)域的用戶能夠接受和觀看到數(shù)字電視節(jié)目就必須使用數(shù)字電視差轉(zhuǎn)機(jī)。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，2003年12月23日所提交申請的美國專利US6,668,022B1、題為“使用數(shù)字TV差轉(zhuǎn)機(jī)中改變頻道的方法和裝置”披露了一種適用于數(shù)字差轉(zhuǎn)機(jī)改變頻道的方法及其裝置。然而，盡管所披露的數(shù)字差轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)可以很好地應(yīng)用于數(shù)字電視節(jié)目的直接差轉(zhuǎn)，但是，很顯然，如同其它現(xiàn)有的數(shù)字差轉(zhuǎn)機(jī)，對于接受電視差轉(zhuǎn)信號的用戶來說，仍需要使用數(shù)字機(jī)頂盒才能接受和顯示數(shù)字電視節(jié)目。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，使其可以有效接收數(shù)字電視節(jié)目廣播，并將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬電視信號實(shí)現(xiàn)模擬電視信號差轉(zhuǎn)，從而避免了目前接受電視差轉(zhuǎn)信號的用戶在接收數(shù)字電視廣播時需要使用數(shù)字機(jī)頂盒，并使得接受模擬差轉(zhuǎn)信號的用戶同樣可以接受和觀看數(shù)字電視節(jié)目。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括衛(wèi)星信號接受高頻頭、衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件、解復(fù)用器/解碼器部件、視頻信號編碼及濾波輸出部件、音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件、圖像信號發(fā)射部件、伴音信號發(fā)射部件、本振倍頻部件、雙工器、嵌入式控制電路、操作按鍵及顯示面板、智能卡接口以及開關(guān)穩(wěn)壓電源。各部件的相互連接關(guān)系為衛(wèi)星信號接受高頻頭饋接著衛(wèi)星天線，其輸出端連接著衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件；衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件的輸出端連接著解復(fù)用器/解碼器部件的輸入端，且解復(fù)用器/解碼器部件兩個輸出端則分別連接著視頻信號編碼及濾波輸出部件和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件的輸入端；視頻信號編碼及濾波輸出部件的輸出端則連接著圖像信號發(fā)射部件的輸入端，而音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件的輸出端則連接著伴音信號發(fā)射部件的輸入端，本振倍頻部件的輸出信號也連接著上述圖像信號發(fā)射部件、伴音信號發(fā)射部件的控制端，并且圖像信號發(fā)射部件、伴音信號發(fā)射部件的輸出端一起連接著雙工器的輸入端，而雙工器的輸出端連接著發(fā)射天線；其中，嵌入式控制電路部件可作為整機(jī)的主控制單元，通過I2C總線分別連接和控制著衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件、解復(fù)用器/解碼器部件、視頻信號編碼及濾波輸出部件和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件，還可通過GPIO連接著操作按鍵和顯示面板部件和智能卡接口，用于控制和協(xié)調(diào)各部件之間的相互工作以及工作時序。此外，開關(guān)穩(wěn)壓電源提供整機(jī)各個部件的直流工作電源、圖像信號發(fā)射部件和伴音信號發(fā)射部件的功率電源以及雙工器的發(fā)射功率電源。
衛(wèi)星信號接受高頻頭包括低噪聲微波放大器、鏡像頻率抑止的帶通濾波器、下變頻器和前置中頻放大器；主要用于將天線饋接所接受到的衛(wèi)星信號進(jìn)行低噪聲信號放大和一次變頻，將其變換成950-2150MHz的RF信號。常用的高頻頭可以有頻率范圍分別為10.7-11.8GHz、11.7-12.2GHz、11.7GHz-12.75GHz等幾種類型。
衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件包括衛(wèi)星信號調(diào)諧器和QPSK解調(diào)器；其中，衛(wèi)星信號調(diào)諧器可對所接收到的來自衛(wèi)星天線高頻頭的衛(wèi)星信號(RF信號)進(jìn)行放大、濾波和二次變頻，以及將其轉(zhuǎn)換成兩路中頻信號I和Q并輸入QPSK解調(diào)器；QPSK解調(diào)器則將由調(diào)諧器輸入的I和Q信號轉(zhuǎn)換成兩路數(shù)字信號，并在QPSK解調(diào)器的解調(diào)、解碼、去交織和解擾后輸出標(biāo)準(zhǔn)的傳輸碼流。
解復(fù)用器/解碼器部件包括傳輸流解復(fù)用器和MPEG2解碼器；其中，解復(fù)用器用于對所輸入的傳輸碼流進(jìn)行解復(fù)用，以便于從傳輸數(shù)據(jù)中提取所選擇節(jié)目的音頻和視頻數(shù)據(jù)，以及節(jié)目專用信息、服務(wù)信息和加密數(shù)據(jù)等；MPEG2解碼器還包括音頻和視頻的解碼器、音視頻數(shù)據(jù)緩沖器、多個信道接口以及視頻顯示接口和音頻輸出接口；視頻解碼器和視頻數(shù)據(jù)緩沖器用于按照MPEG2的編碼格式形成重建模塊，即還原成編碼壓縮之前的原始圖像數(shù)據(jù)，并輸出符合ITU-R601所建議的視頻數(shù)據(jù)，音頻解碼器和數(shù)據(jù)緩沖器對所輸入的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解碼并輸出音頻數(shù)據(jù)。
視頻信號編碼及濾波輸出部件包括視頻編碼器和輸出濾波器；其中，視頻編碼器對所輸入的視頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換、并可按照ITU-R601建議的要求輸出各種制式的模擬電視信號；輸出濾波器則用于去除帶內(nèi)的噪聲，提升整體動態(tài)范圍，以便于輸出高質(zhì)量的模擬視頻信號。
音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件對所輸入的音頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過相關(guān)的音頻輸出電路輸出高質(zhì)量的模擬音頻信號。
圖像信號發(fā)射部件包括視頻、中頻和高頻三個部分；其中，視頻部分還包括箝位放大電路和微分相位校正電路，中頻部分還包括圖像調(diào)制電路、殘留邊帶濾波電路、群時延校正電路、微分增益校正電路，高頻部分還包括圖像變頻電路、本振變頻和放大電路、已調(diào)波高頻功率放大電路；其主要用于將視頻信號經(jīng)過處理和頻率變換之后，形成復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)要求的高頻信號且具有所需的功率電平。
伴音信號發(fā)射部件包括伴音調(diào)制電路、調(diào)頻鎖相穩(wěn)頻電路、伴音信號變頻電路以及高頻功率放大電路；其主要用于將所輸入的音頻信號采用調(diào)頻的方式調(diào)制到伴音中頻上，隨后變換為發(fā)射頻道的伴音高頻信號，且由高頻功率放大電路提升放大至所需的功率電平。
本振倍頻部件提供圖像信號發(fā)射部件和伴音信號發(fā)射部件的本振倍頻信號。
雙工器則將圖像信號發(fā)射部件的輸出功率和伴音信號發(fā)射部件的輸出功率進(jìn)行功率合成，兩者合成之后由發(fā)射天線以電磁波的形式輻射發(fā)射出去。
嵌入式控制電路包括微控制器、程序存儲器(EPROM或FLASH)、數(shù)據(jù)存儲器(DRAM或SDRAM)、總線驅(qū)動器和各種接口電路，構(gòu)成整機(jī)的控制中心，其主要作用是用于控制和協(xié)調(diào)整機(jī)各部件電路的工作，完成整機(jī)系統(tǒng)的初始化和測試、安全信息處理、通信接口協(xié)議處理、輸入節(jié)目選擇處理和控制、以及節(jié)目管理等任務(wù)，并可根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)操作面板接口和IR遙控器接口操作和使用。
操作按鍵及顯示面板包括一些可提供用戶直接操作的操作按鍵以及用于顯示整機(jī)工作狀態(tài)的LCD顯示面板，用戶可以利用這些操作按鍵以及顯示面板來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。
智能卡接口可提供實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目信號的條件接收系統(tǒng)，以便于實(shí)現(xiàn)多種不同加密方式的條件接收。
開關(guān)穩(wěn)壓電源為整機(jī)各個部件提供工作的直流電源，以及提供圖像信號發(fā)射部件和伴音信號發(fā)射部件的功率電源以及雙工器的發(fā)射功率電源。
根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的控制流程為一旦上電工作后，嵌入式控制電路首先對整機(jī)進(jìn)行初始化操作以及整機(jī)工作狀態(tài)的測試，并在操作過程中，微控制器可直接從FLASH存儲器中讀取程序指令，并根據(jù)程序所固定的步驟執(zhí)行相應(yīng)的操作步驟，微控制器還從SDRAM存儲器中讀取實(shí)現(xiàn)操作所需的數(shù)據(jù)，以完成整機(jī)的各項功能設(shè)置。由于微控制器可通過I2C總線與上述存儲器、音視頻編碼器和調(diào)諧解調(diào)器相連接，所以微控制器可通過I2C總線讀取存儲于存儲器中的頻道參數(shù)，并通過I2C總線將頻道參數(shù)饋送至衛(wèi)星信號調(diào)諧解調(diào)器部件，以控制該部件按照參數(shù)來選擇所相對應(yīng)的頻道。微控制器還可通過I2C總線設(shè)置視頻信號編碼及濾波輸出部件和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件，使之按照所設(shè)置的工作方式來實(shí)現(xiàn)視頻信號的格式轉(zhuǎn)換和模擬電視信號的輸出以及音頻信號的放大輸出。微控制器可通過GPIO接口分別與智能卡接口電路、面板操作按鍵和顯示面板相連接。使得微控制器可通過GPIO接口從智能卡接口電路中讀取加密節(jié)目的解密密鑰；還可通過GPIO接口實(shí)現(xiàn)與用戶的人機(jī)對話，以便于根據(jù)用戶選擇來控制整機(jī)工作狀態(tài)并顯示該各種狀況。其中，工作狀態(tài)的顯示包括衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目信號選擇狀態(tài)、頻道選擇參數(shù)、各種時間設(shè)置的顯示、出錯狀態(tài)的錯誤字顯示、音視頻信號輸出和發(fā)射功率和狀態(tài)等。
根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的傳輸信號流程為由衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件接受衛(wèi)星天線的高頻頭所饋入的RF信號，所輸入的RF信號由調(diào)諧器進(jìn)行低噪聲放大、濾波和二次變頻，并將其轉(zhuǎn)換成第二中頻，隨后可對調(diào)諧器所輸出的I和Q信號轉(zhuǎn)換成兩路的數(shù)字，并由QPSK解調(diào)器實(shí)現(xiàn)信號解調(diào)、解碼以及去交織等一系列處理，使之形成基本傳輸碼流。如果所輸出的傳輸碼流是加密節(jié)目，則微控制器就讀取設(shè)置在智能卡中的用戶授權(quán)信息，并將其與從傳輸碼流中所提取出的節(jié)目授權(quán)信息進(jìn)行比較，一旦兩者條件相符合，則可從符合條件的信息中解出或獲得其中的控制字，并可以用該控制字實(shí)現(xiàn)傳輸碼流的解擾，從而形成符合MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的傳輸碼流；反之，則無需進(jìn)行解密及解擾的操作。一旦輸入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)碼流之后，解復(fù)用器/解碼器部件先將傳輸碼流分解成節(jié)目流，然后再將節(jié)目流分解成音頻、視頻和專用數(shù)據(jù)的基本碼流，音頻和視頻基本碼流經(jīng)音頻和視頻解碼還原成原始的音頻和視頻數(shù)據(jù)，并將所解碼還原的音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)分別饋送至音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件和視頻信號編碼及濾波輸出部件。從而可由音頻放大器放大輸出伴音音頻信號以及視頻信號輸出部件輸出標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號。輸入圖像信號發(fā)射部件的視頻信號經(jīng)處理后，可調(diào)制在37MHz的中頻中，隨后可由殘留邊帶濾波電路濾除31MHz以下和37.75MHz以上的信號，形成中殘留邊帶特性，在通過群時延校正電路和微分增益校正后，對中頻已調(diào)波信號進(jìn)行頻率變換，使之變換到發(fā)射頻道的高頻上形成復(fù)合所需標(biāo)準(zhǔn)且具有所需功率電平的高頻信號。輸入到伴音信號發(fā)射部件的音頻信號則采用直接調(diào)頻法直接將伴音信號變換成發(fā)射頻道的伴音高頻信號且具有一定的功率電平。然后，將上述高頻視頻信號和高頻伴音信號一起輸入雙工器，雙工器實(shí)現(xiàn)圖像信號發(fā)射部件的輸出功率和伴音信號發(fā)射部件的輸出功率的功率合成，且將兩者功率合成之后，由發(fā)射天線以電磁波的形式輻射發(fā)射出去。
顯然，與現(xiàn)有技術(shù)的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)或者數(shù)字差轉(zhuǎn)機(jī)相比較，根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)可以在嵌入式控制電路的控制下根據(jù)用戶的選擇方便地實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)字電視信號的有效接受，且將所接受到的數(shù)字電視節(jié)目信號轉(zhuǎn)換成模擬電視節(jié)目信號進(jìn)行差轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電視節(jié)目信號的模擬差轉(zhuǎn)。具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)可廣泛地適用于數(shù)字電視信號接收環(huán)境較差的邊緣地區(qū)或者人口稀少區(qū)域的用戶可在不需要使用數(shù)字機(jī)頂盒的條件下直接接受傳統(tǒng)的模擬差轉(zhuǎn)電視信號來接受和顯示數(shù)字電視節(jié)目，從而可在模擬電視向數(shù)字電視變革的進(jìn)程中，進(jìn)一步發(fā)揮和利用現(xiàn)有數(shù)量巨大的模擬電視接收機(jī)的作用。


圖1是具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的電原理方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的電原理方框圖。如圖1所示，具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)包括衛(wèi)星信號接受高頻頭1、衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件2、解復(fù)用器/解碼器部件3、視頻信號編碼及濾波輸出部件4、音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件5、圖像信號發(fā)射部件6、伴音信號發(fā)射部件7、本振倍頻部件8、雙工器9、嵌入式控制電路10、操作按鍵及顯示面板11、智能卡接口12以及開關(guān)穩(wěn)壓電源13。各部件的相互連接關(guān)系為衛(wèi)星信號接受高頻頭1饋接著衛(wèi)星天線，其輸出端連接著衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件2；衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件2的輸出端連接著解復(fù)用器/解碼器部件3的輸入端，且解復(fù)用器/解碼器部件3兩個輸出端則分別連接著視頻信號編碼及濾波輸出部件4和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件4的輸入端；視頻信號編碼及濾波輸出部件4的輸出端則連接著圖像信號發(fā)射部件6的輸入端，而音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件5的輸出端則連接著伴音信號發(fā)射部件7的輸入端，本振倍頻部件8的輸出信號也連接著上述兩部件圖像信號發(fā)射部件6、伴音信號發(fā)射部件7的控制端，并且圖像信號發(fā)射部件6、伴音信號發(fā)射部件7的輸出端一起連接著雙工器9的輸入端，而雙工器9的輸出端連接著發(fā)射天線；其中，嵌入式控制電路部件10可作為整機(jī)的主控制單元，通過I2C總線分別連接和控制著衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件2、解復(fù)用器/解碼器部件3、視頻信號編碼及濾波輸出部件4和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件5，還可通過GPIO連接著操作按鍵和顯示面板部件11和智能卡接口12，用于控制和協(xié)調(diào)各部件之間的相互工作以及工作時序。此外，開關(guān)穩(wěn)壓電源13提供整機(jī)各個部件的直流工作電源、圖像信號發(fā)射部件6和伴音信號發(fā)射部件7的功率電源以及雙工器9的發(fā)射功率電源。
衛(wèi)星信號接受高頻頭1包括低噪聲微波放大器、鏡像頻率抑止的帶通濾波器、下變頻器和前置中頻放大器；主要用于將天線饋接所接受到的衛(wèi)星信號進(jìn)行低噪聲信號放大和一次變頻，將其變換成950-2150MHz的RF信號。常用的高頻頭可以有頻率范圍分別為10.7-11.8GHz、11.7-12.2GHz、11.7GHz-12.75GHz等幾種類型。
衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件2包括衛(wèi)星信號調(diào)諧器和QPSK解調(diào)器；其中，衛(wèi)星信號調(diào)諧器可對所接收到的來自衛(wèi)星天線高頻頭1的衛(wèi)星信號(RF信號)進(jìn)行放大、濾波和二次變頻，以及將其轉(zhuǎn)換成兩路中頻信號I和Q并輸入QPSK解調(diào)器；QPSK解調(diào)器則將由調(diào)諧器輸入的I和Q信號轉(zhuǎn)換成兩路數(shù)字信號，并在QPSK解調(diào)器的解調(diào)、解碼、去交織和解擾后輸出標(biāo)準(zhǔn)的傳輸碼流。
解復(fù)用器/解碼器部件3包括傳輸流解復(fù)用器和MPEG2解碼器；其中，解復(fù)用器用于對傳輸碼流進(jìn)行解復(fù)用，以便于從傳輸數(shù)據(jù)中提取所選擇節(jié)目的音頻和視頻數(shù)據(jù)，以及節(jié)目專用信息、服務(wù)信息和加密數(shù)據(jù)等；MPEG2解碼器還包括音頻和視頻的解碼器、音視頻數(shù)據(jù)緩沖器、多個信道接口以及視頻顯示接口和音頻輸出接口；視頻解碼器和視頻數(shù)據(jù)緩沖器用于按照MPEG2的編碼格式形成重建模塊，即還原成編碼壓縮之前的原始圖像數(shù)據(jù)，并輸出符合ITU-R601所建議的視頻數(shù)據(jù)，音頻解碼器和數(shù)據(jù)緩沖器對所輸入的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解碼并輸出音頻數(shù)據(jù)。
視頻信號編碼及濾波輸出部件4包括視頻編碼器和輸出濾波器；其中，視頻編碼器對所輸入的視頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換、并可按照ITU-R601建議的要求輸出各種制式的模擬電視信號；輸出濾波器則用于去除帶內(nèi)的噪聲，提升整體動態(tài)范圍，以便于輸出高質(zhì)量的模擬視頻信號。
音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件5對所輸入的音頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過相關(guān)的音頻輸出電路輸出高質(zhì)量的模擬音頻信號。
圖像信號發(fā)射部件6包括視頻、中頻和高頻三個部分；其中，視頻部分還包括箝位放大電路和微分相位校正電路，中頻部分還包括圖像調(diào)制電路、殘留邊帶濾波電路、群時延校正電路、微分增益校正電路，高頻部分還包括圖像變頻電路、本振變頻和放大電路、已調(diào)波高頻功率放大電路；其主要用于將視頻信號經(jīng)過處理和頻率變換之后，形成符合標(biāo)準(zhǔn)要求且具有所需功率電平的高頻信號。
伴音信號發(fā)射部件7包括伴音調(diào)制電路、調(diào)頻鎖相穩(wěn)頻電路、伴音信號變頻電路以及高頻功率放大電路；其主要用于將所輸入的音頻信號采用調(diào)頻的方式調(diào)制到伴音中頻上，隨后變換為發(fā)射頻道的伴音高頻信號且由高頻功率放大電路提升放大至所需的功率電平。
本振倍頻部件8提供圖像信號發(fā)射部件6和伴音信號發(fā)射部件7的本振倍頻信號。
雙工器9則將圖像信號發(fā)射部件6的輸出功率和伴音信號發(fā)射部件7的輸出功率進(jìn)行功率合成，兩者合成之后由發(fā)射天線以電磁波的形式輻射發(fā)射出去。
嵌入式控制電路10包括微控制器、程序存儲器(EPROM或FLASH)、數(shù)據(jù)存儲器(DRAM或SDRAM)、總線驅(qū)動器和各種接口電路，構(gòu)成整機(jī)的控制中心，其主要作用是用于控制和協(xié)調(diào)整機(jī)各部件電路的工作，完成整機(jī)系統(tǒng)的初始化和測試、安全信息處理、通信接口協(xié)議處理、輸入節(jié)目選擇處理和控制、以及節(jié)目管理等任務(wù)，并可根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)操作面板接口11和IR遙控器(未顯示)接口操作和使用。
操作按鍵及顯示面板11包括一些可提供用戶直接操作的操作按鍵以及用于顯示整機(jī)工作狀態(tài)的LCD顯示面板，用戶可以利用這些操作按鍵以及顯示面板來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話。
智能卡接口12用于實(shí)現(xiàn)機(jī)頂盒的條件接收，可提供實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目信號的條件接收系統(tǒng)，以便于實(shí)現(xiàn)多種不同加密方式的條件接收。
開關(guān)穩(wěn)壓電源13為整機(jī)各個部件提供工作的直流電源，以及提供圖像信號發(fā)射部件6和伴音信號發(fā)射部件7的功率電源以及雙工器9的發(fā)射功率電源。
根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的控制流程為一旦上電工作后，嵌入式控制電路10首先對整機(jī)進(jìn)行初始化操作以及整機(jī)工作狀態(tài)的測試，并在操作過程中，微控制器可直接從FLASH存儲器中讀取程序指令，并根據(jù)程序所固定的步驟執(zhí)行相應(yīng)的操作步驟，微控制器還從SDRAM存儲器中讀取實(shí)現(xiàn)操作所需的數(shù)據(jù)，以完成整機(jī)的各項功能設(shè)置。由于微控制器可通過I2C總線與上述存儲器、音視頻編碼器和調(diào)諧解調(diào)器相連接，所以微控制器可通過I2C總線讀取存儲于存儲器中的頻道參數(shù)，并通過I2C總線將頻道參數(shù)饋送至衛(wèi)星信號調(diào)諧解調(diào)器部件2，以控制該部件2按照參數(shù)來選擇所相對應(yīng)的頻道。微控制器還可通過I2C總線設(shè)置視頻信號編碼及濾波輸出部件4和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件5，使之按照所設(shè)置的工作方式來實(shí)現(xiàn)視頻信號的格式轉(zhuǎn)換和模擬電視信號的輸出以及音頻信號的放大輸出。微控制器可通過GPIO接口分別與智能卡接口電路12、面板操作按鍵和顯示面板11相連接。使得微控制器可通過GPIO接口從智能卡接口12中讀取加密節(jié)目的解密密鑰；還可通過GPIO接口實(shí)現(xiàn)與用戶的人機(jī)對話，以便于根據(jù)用戶選擇來控制整機(jī)工作狀態(tài)并顯示該各種狀況。其中，工作狀態(tài)的顯示包括衛(wèi)星數(shù)字電視節(jié)目信號選擇狀態(tài)、頻道選擇參數(shù)、各種時間設(shè)置的顯示、出錯狀態(tài)的錯誤字顯示、音視頻信號輸出和發(fā)射功率和狀態(tài)等。
根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)的傳輸信號流程為由衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件2接受衛(wèi)星天線的高頻頭1所饋入的RF信號，所輸入的RF信號由調(diào)諧器進(jìn)行低噪聲放大、濾波和二次變頻，并將其轉(zhuǎn)換成第二中頻，隨后可對調(diào)諧器所輸出的I和Q信號轉(zhuǎn)換成兩路的數(shù)字，并由QPSK解調(diào)器實(shí)現(xiàn)信號解調(diào)、解碼以及去交織等一系列處理，使之形成基本傳輸碼流。如果所輸出的傳輸碼流是加密節(jié)目，則微控制器就讀取設(shè)置在智能卡中的用戶授權(quán)信息，并將其與從傳輸碼流中所提取出的節(jié)目授權(quán)信息進(jìn)行比較，一旦兩者條件相符合，則可從符合條件的信息中解出或獲得其中的控制字，并可以用該控制字實(shí)現(xiàn)傳輸碼流的解擾，從而形成符合MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的傳輸碼流，反之，則無需進(jìn)行解密及解擾的操作。一旦輸入適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)碼流之后，解復(fù)用器/解碼器部件3先將傳輸碼流分解成節(jié)目流，然后再將節(jié)目流分解成音頻、視頻和專用數(shù)據(jù)的基本碼流，音頻和視頻基本碼流經(jīng)音頻和視頻解碼還原成原始的音頻和視頻數(shù)據(jù)，并將所解碼還原的音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)分別饋送至音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件5和視頻信號編碼及濾波輸出部件4。從而可由音頻放大器放大輸出伴音音頻信號以及視頻信號輸出部件輸出標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號。輸入圖像信號發(fā)射部件6的視頻信號經(jīng)處理后，可調(diào)制在37MHz的中頻中，隨后可由殘留邊帶濾波電路濾除31MHz以下和37.75MHz以上的信號，形成中殘留邊帶特性，在通過群時延校正電路和微分增益校正后，對中頻已調(diào)波信號進(jìn)行頻率變換，使之變換到發(fā)射頻道的高頻上形成復(fù)合所需標(biāo)準(zhǔn)且具有所需功率電平的高頻信號。輸入到伴音信號發(fā)射部件7的音頻信號則采用直接調(diào)頻法直接將伴音信號變換成發(fā)射頻道的伴音高頻信號且具有一定的功率電平。然后，將上述高頻視頻信號和高頻伴音信號一起輸入雙工器9，雙工器9實(shí)現(xiàn)圖像信號發(fā)射部件6的輸出功率和伴音信號發(fā)射部件7的輸出功率的功率合成，且將兩者功率合成之后，由發(fā)射天線以電磁波的形式輻射發(fā)射出去。
顯然，與現(xiàn)有技術(shù)的單一功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)或者單一功能的數(shù)字差轉(zhuǎn)機(jī)相比較，根據(jù)本發(fā)明的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)可以在嵌入式控制電路的控制下根據(jù)用戶的選擇方便地實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)字電視信號的有效接受，且將所接受到的數(shù)字電視節(jié)目信號轉(zhuǎn)換成模擬電視節(jié)目信號進(jìn)行差轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)字電視節(jié)目信號的模擬差轉(zhuǎn)。具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)可廣泛地適用于數(shù)字電視信號接收環(huán)境較差的邊緣地區(qū)或者人口稀少區(qū)域的用戶可在不需要使用數(shù)字機(jī)頂盒的條件下直接接受傳統(tǒng)的模擬差轉(zhuǎn)電視信號來接受和顯示數(shù)字電視節(jié)目，從而可在模擬電視向數(shù)字電視變革的進(jìn)程中，進(jìn)一步發(fā)揮和利用現(xiàn)有數(shù)量巨大的模擬電視接收機(jī)的作用。
此外，盡管上述技術(shù)方案采用伴音信號和視頻信號分別調(diào)制單獨(dú)放大的雙通道放大發(fā)射技術(shù)，但本發(fā)明并不局限于雙通道放大發(fā)射技術(shù)，很顯然，本發(fā)明的技術(shù)方案也可以采用伴音信號和視頻信號分別調(diào)制和共同放大的單通道放大發(fā)射技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，包括衛(wèi)星信號接受高頻頭(1)、衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件(2)、解復(fù)用器/解碼器部件(3)、視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)、音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件(5)、圖像信號發(fā)射部件(6)、伴音信號發(fā)射部件(7)、本振倍頻部件(8)、雙工器(9)、嵌入式控制電路(10)、操作按鍵及顯示面板(11)、智能卡接口(12)以及開關(guān)穩(wěn)壓電源(13)；其特征在于衛(wèi)星信號接受高頻頭(1)饋接著衛(wèi)星天線，其輸出端連接著衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件(2)；衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件(2)的輸出端連接著解復(fù)用器/解碼器部件(3)的輸入端，解復(fù)用器/解碼器部件(3)兩個輸出端則分別連接著視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件(5)的輸入端；視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)的輸出端則連接著圖像信號發(fā)射部件(6)的輸入端，而音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件(5)的輸出端則連接著伴音信號發(fā)射部件(7)的輸入端，本振倍頻部件(8)的輸出信號也連接著上述圖像信號發(fā)射部件(6)、伴音信號發(fā)射部件(7)的控制端，并且圖像信號發(fā)射部件(6)、伴音信號發(fā)射部件(7)的輸出端一起連接著雙工器(9)的輸入端，而雙工器(9)的輸出端連接著發(fā)射天線；此外，嵌入式控制電路部件(10)作為整機(jī)的主控制單元，通過I2C總線分別連接和控制著衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件(2)、解復(fù)用器/解碼器部件(3)、視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)和音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件(5)，嵌入式控制電路部件(10)還通過GPIO連接著操作按鍵和顯示面板部件(11)和智能卡接口(12)，用于控制和協(xié)調(diào)各部件之間的相互工作以及工作時序；開關(guān)穩(wěn)壓電源(13)提供整機(jī)各個部件的直流工作電源、圖像信號發(fā)射部件(6)和伴音信號發(fā)射部件(7)的功率電源以及雙工器(9)的發(fā)射功率電源。
2.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述衛(wèi)星信號接受高頻頭(1)包括低噪聲微波放大器、鏡像頻率抑止的帶通濾波器、下變頻器和前置中頻放大器，用于將天線饋接所接受到的衛(wèi)星信號進(jìn)行低噪聲信號放大和一次變頻，將其變換成950-2150MHz的RF信號。
3.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件(2)包括衛(wèi)星信號調(diào)諧器和QPSK解調(diào)器，用于接收、調(diào)諧和解調(diào)所饋接輸入的衛(wèi)星信號；其中，衛(wèi)星信號調(diào)諧器對所接收到的來自衛(wèi)星天線高頻頭的衛(wèi)星信號進(jìn)行放大、濾波和二次變頻，以及將其轉(zhuǎn)換成兩路中頻信號I和Q并輸入QPSK解調(diào)器；QPSK解調(diào)器則將由調(diào)諧器所輸入的I和Q信號轉(zhuǎn)換成兩路數(shù)字信號，并在QPSK解調(diào)器的解調(diào)、解碼、去交織和解擾后輸出標(biāo)準(zhǔn)傳輸碼流。
4.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述解復(fù)用器/解碼器部件(3)包括傳輸流解復(fù)用器和MPEG2解碼器，其中，解復(fù)用器用于對所輸入的傳輸碼流進(jìn)行解復(fù)用，以便于從傳輸數(shù)據(jù)中提取所選擇節(jié)目的音頻和視頻數(shù)據(jù)，以及節(jié)目專用信息、服務(wù)信息和加密數(shù)據(jù)；MPEG2解碼器包括音頻和視頻的解碼器和音視頻數(shù)據(jù)緩沖器、多個信道接口以及視頻顯示接口和音頻輸出接口，視頻解碼器和視頻數(shù)據(jù)緩沖器用于按照MPEG2的編碼格式形成重建模塊，即還原成編碼壓縮之前的原始圖像數(shù)據(jù)，并輸出符合ITU-R601所建議的視頻數(shù)據(jù)，音頻解碼器和數(shù)據(jù)緩沖器對所輸入的音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解碼并輸出音頻數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)包括視頻編碼器和輸出濾波器，其中，視頻編碼器對所輸入的視頻數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)模轉(zhuǎn)換、并按照ITU-R601建議的要求輸出各種制式的模擬電視信號；輸出濾波器則用于去除帶內(nèi)的噪聲，提升整體動態(tài)范圍，以便于輸出高質(zhì)量的模擬視頻信號。
6.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件(5)包括可實(shí)現(xiàn)音頻數(shù)據(jù)數(shù)模轉(zhuǎn)換的模數(shù)轉(zhuǎn)換器和用于將音頻解碼器所輸出的音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成音頻模擬信號的輸出放大器。
7.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述圖像信號發(fā)射部件(6)包括視頻、中頻和高頻三個部分，其中，視頻部分還包括箝位放大電路和微分相位校正電路，中頻部分還包括圖像調(diào)制電路、殘留邊帶濾波電路、群時延校正電路、微分增益校正電路，高頻部分還包括圖像變頻電路、本振變頻和放大電路、已調(diào)波高頻功率放大電路；圖像信號發(fā)射部件(6)用于將視頻信號經(jīng)過處理和頻率變換之后，形成符合標(biāo)準(zhǔn)要求且具有所需功率電平的高頻信號。
8.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述伴音信號發(fā)射部件(7)包括伴音調(diào)制電路、調(diào)頻鎖相穩(wěn)頻電路、伴音信號變頻電路以及高頻功率放大電路，用于將所輸入的音頻信號采用調(diào)頻的方式調(diào)制到伴音中頻上，隨后變換為發(fā)射頻道的伴音高頻信號且由高頻功率放大電路提升放大至所需的功率電平。
9.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述雙工器(9)用于將圖像信號發(fā)射部件的輸出功率和伴音信號發(fā)射部件的輸出功率進(jìn)行功率合成，兩者合成之后由發(fā)射天線以電磁波的形式輻射發(fā)射出去。
10.如權(quán)利要求1所述的具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于，所述嵌入式控制電路(10)包括微控制器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、總線驅(qū)動器以及各種接口電路，構(gòu)成了機(jī)頂盒整機(jī)的主控制單元，用于控制和協(xié)調(diào)整機(jī)各部件之間的相互工作以及工作時序，具體是通過I2C總線來控制和協(xié)調(diào)整機(jī)各部件電路的工作，完成機(jī)頂盒整機(jī)系統(tǒng)的初始化和測試、安全信息處理、通信接口協(xié)議處理、輸入節(jié)目選擇處理和控制、以及節(jié)目管理，并根據(jù)用戶需要實(shí)現(xiàn)操作面板接口操作和使用。
全文摘要
一種具有數(shù)字電視節(jié)目差轉(zhuǎn)功能的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)，包括衛(wèi)星信號接受高頻頭、衛(wèi)星數(shù)字電視信號調(diào)諧解調(diào)部件、解復(fù)用器/解碼器部件、視頻信號編碼及濾波輸出部件、音頻DA轉(zhuǎn)換器及輸出放大部件、圖像信號發(fā)射部件、伴音信號發(fā)射部件、本振倍頻部件、雙工器、嵌入式控制電路、操作按鍵及顯示面板、智能卡接口以及開關(guān)穩(wěn)壓電源。根據(jù)本發(fā)明的模擬電視差轉(zhuǎn)機(jī)可以有效接收數(shù)字電視節(jié)目廣播，并將數(shù)字電視信號轉(zhuǎn)換成模擬電視信號實(shí)現(xiàn)模擬電視信號差轉(zhuǎn)，從而避免了目前接受電視差轉(zhuǎn)信號的用戶在接收數(shù)字電視廣播時仍需要使用數(shù)字機(jī)頂盒，并使得接受模擬差轉(zhuǎn)信號的用戶同樣可以接受和觀看數(shù)字電視節(jié)目。
文檔編號H04N7/20GK1753471SQ200510030758
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者龍滬強(qiáng) 申請人:上海交通大學(xué)