Глава 1 из книги C. Л. Корякина-Черняка «Справочник по ремонту и настройке спутникового оборудования»
Продолжение
Начало читайте здесь:
Часть 1. Общая структурная схема комплекта. Отражатели антенн для спутникового телеприема
Часть 2. СВЧ тракт спутниковой антенны. Облучатель
Часть 3. Поляризатор и деполяризатор
Часть 4. Конвертер
Часть 5. Подвески спутниковых антенн. Кабель для спутникового телевидения
| Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства |  |
1.9. Устройство и схемотехника спутниковых ресиверов
Структурная схема аналогового ресивера
|
|||||
В ресивере сигнал первой ПЧ через усилитель промежуточной частоты № 1 поступает на смеситель № 2, в котором происходит второе преобразование частоты, т. е. дальнейшее ее понижение (рис. 1.47).
 |
|
| Рис. 1.47. | Структурная схема аналогового ресивера |
|
|||||
Необходимый канал выбирается с помощью блока управления путем соответствующей настройки гетеродина № 2. Причем настройку по частоте можно осуществлять либо плавно, либо набрав номер требуемого канала. Гетеродин № 2 представляет собой транзисторный генератор, управляемый напряжением, которое подается на включенный в частотозадающий контур варикап, либо может быть выполнен на основе синтезатора частоты, управляемого микропроцессором.
Полоса пропускания второй промежуточной частоты формируется фильтром сосредоточенной селекции (ФСС), а дополнительное усиление сигнала – усилителем ПЧ № 2.
В тракт обязательно входит устройство автоматической регулировки усиления (АРУ). Его работа должна быть очень эффективной для того, чтобы приемная установка могла хорошо работать в различных условиях приема, независимо от диаметра приемной антенны, длины кабеля, соединяющего приемную головку с ресивером, уровня сигналов различных спутников в данной местности. Поэтому глубина регулирования устройства АРУ составляет 25–30 дБ.
С выхода УПЧ 2 сигнал поступает на демодулятор, представляющий собой синхронный фазовый детектор (СФД).
С выхода СФД сигнал поступает на фильтры, которыми осуществляется разделение сигнала изображения и поднесущей, модулированной сигналом звукового сопровождения.
В тракт изображения, как правило, входят:
- схема привязки уровня;
- цепи предыскажений и регулировки уровня выходного видеосигнала.
Тракт звукового сопровождения содержит:
- смеситель с гетеродином;
- усилитель промежуточной частоты;
- частотный детектор.
Настройка на частоту поднесущей осуществляется путем изменения частоты гетеродина. Для улучшения помехоустойчивости тракт звука охвачен цепью обратной связи по частоте.
Выделенные низкочастотные сигналы видео и звукового сопровождения подаются:
- непосредственно на выход ресивера;
- на амплитудный и частотный модуляторы (AM и ЧМ).
После модуляции сигналы суммируются в сумматоре и образуют стандартный телевизионный сигнал на частоте одного из ТВ каналов.
Структурная схема цифрового ресивера
Рассмотрим структурную схему цифрового спутникового ресивера (приемника-декодера), представленную на рис. 1.48. Сигнал на первой ПЧ в диапазоне 950–2150 МГц с выхода МШУ-конвертера (LNB), обычно размещаемого вблизи антенны, поступает по кабелю снижения в блок СВЧ приемника. Этот блок предназначен для усиления, преобразования сигнала на второй ПЧ 480 МГц.
 |
|
| Рис. 1.48. | Структурная схема цифрового спутникового ресивера |
В демодуляторе производится корректировка ошибок, а выделенный на его выходе цифровой поток далее поступает на демультиплексор.
Демультиплексор разделяет общий поток на три составляющие:
- видео;
- звук;
- данные.
В этом же блоке осуществляется дешифрование или устранение псевдослучайной последовательности, наложенной на сигнал в передатчике.
В блоке видеодекодера MPEG-2 видеосигналы декодируются из стандарта MPEG в декомпрессированные цифровые сигналы, из которых после цифро-аналогового преобразователя выделяются исходные видеосигналы в виде составляющих:
- яркостной (U);
- трех цветовых – красной (R), зеленой (G) и синей (В).
Кодер системы цветного телевидения выполняет функции преобразователя стандартов, т. е. на его выход в соответствии с желанием пользователя можно подключить телевизионный приемник, работающий в одном из трех стандартов аналогового ТВ: PAL, SECAM или NTSC. Имеется выход сигнала для подключения модулятора ретранслятора наземной сети телевещания.
С выхода декодера звука, совмещенного с цифроаналоговым преобразователем, можно получить как аналоговые, так и цифровые сигналы.
Микропроцессор управляет работой блока демультиплексора-дешифратора, выделяет телефонный сигнал в случае реализации интерактивной системы связи, а также выделяет интегрированные пакеты данных других служб. Микропроцессор имеет выход для подключения стандартного интерфейса RS-232.
Модуль цифрового управления и инфракрасный датчик обеспечивают возможность дистанционного управления цифровым ресивером.
Первые модели цифровых спутниковых ресиверов изготавливались с использованием множества микросхем и процессоров общего назначения (рис. 1.49).
 |
|
| Рис. 1.49. | Процессор «PowerPC» производства IBM |
Позднее концерны по производству процессоров разработали специализированные мультимедийные процессоры для спутниковых ресиверов (рис. 1.50).
 |
|
| Рис. 1.50. | Специализированный процессор «OMEGA STi 5518» произвадства ST Microelectronics» |
В одной такой микросхеме были совмещены модули, необходимые для работы цифрового спутникового ресивера (рис. 1.51):
- декодер «MPEG-2»;
- транспортный демультиплексор;
- видео и аудиодекодеры;
- декодер многоканального звука «Dolby»;
- система управления памятью;
- порты ввода/вывода;
- модуль управления индикаторами;
- другие необходимые узлы.
 |
|
| Рис. 1.51. | Архитектура процессора «OMEGA STi 5518» |
На центральной плате ресивера хорошо видны:
- центральный процессор (самая большая микросхема);
- микросхемы ОЗУ;
- микросхемы Flash-памяти.
К центральной плате подключена плата передней панели с индикатором, приемником ИК-сигналов от пульта управления и кнопками. В показанной на рисунке модели ресивера отдельно вынесена плата с преобразователем уровней сигналов «RS-232», что является редкостью. В данной модели преобразователь выполнен на основе отдельных деталей, тогда как в большинстве моделей преобразователь выполнен на основе специализированной микросхемы MAX232 или ее аналоге.
В некоторых ресиверах имеются слоты для подключения декодирующих CAM-модулей и смарт-карт. На рис. 1.52 показана блок-схема типового ресивера для приема сигналов «DVB-S» стандарта, сжатых в «MPEG-2».
 |
|
| Рис. 1.52. | Блок-схема ресивера «DVB-S/MPEG-2» |
Как видно на приведенной блок-схеме, всю необходимую обработку полученной информации осуществляет тюнер спутникового ресивера (рис. 1.53).
 |
|
| Рис. 1.53. | Внешний вид тюнера цифрового спутникового ресивера |
|
|||||
В большинстве ресиверов этот узел выполнен на отдельных элементах, но в некоторых моделях для этих целей используются специализированные микросхемы. Одна из таких микросхем хорошо видна на рис. 1.53 справа от тюнера.
Лишь после того, как принятые тюнером данные преобразуются в цифровую форму, будут произведены формирование и фильтрация полученных пакетов в стандарте «MPEG-2», они поступят на соответствующие входы центрального процессора ресивера. Многие тюнеры имеют возможность передавать эти данные в последовательной и параллельной форме. Если принятые данные являются корректными и передаются без кодирования, то имеющийся в центральном процессоре модуль декодера «MPEG-2» производит распаковку пакетов. После этого восстановленное изображение поступает на дальнейшую обработку. Аудио информация поступает на скоростной цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где преобразуется в два (или более) каналов аналогового сигнала.
Спутниковые ресиверы нового поколения
За десять лет развития цифрового спутникового телевещания спутниковые ресиверы прошли большой путь от простого аппарата для «распаковки» потока «MPEG-2» до сложного мультимедийного аппарата. Блок-схема современного спутникового ресивера показана на рис. 1.54.
 |
|
| Рис. 1.54. | Блок схема современного ресивера с возможностью приема сигнала «DVB-S2/MPEG-4» |
|
|||||
Нет, тюнер также как и раньше, принимает, усиливает и преобразует принятый сигнал в цифровую форму. Но обработка полученных цифровых данных выполняется в соответствующих узлах процессора ресивера. Благодаря таким нововведениям размеры тюнера очень сильно уменьшились (рис. 1.55).
 |
 |
||
| Рис. 1.55. | Современный тюнер спутникового ресивера | Рис. 1.56. | Специализированный процессор «СХ24303» (Пр-во «Conexant») |
Но это решение увеличило требования к скорости и возможностям центрального процессора. Если процессоры первых цифровых ресиверов работали со скоростями порядка 40–70 МГц, то многие нынешние монстры цифрового мира могут работать на частотах выше 200 МГц! В настоящий момент одним из популярных процессоров является изделие компании «Conexant» – «СХ24303» (рис. 1.56).
Отличительной особенностью этой серии является интеграция большего количества модулей и новое 32-х битное ядро ARM с высокой рабочей частотой 150 МГц. Благодаря интеграции QPSK модулятора, USB-контроллера и других модулей в одном корпусе, удалось существенно снизить стоимость готового изделия.
В одной такой микросхеме совмещены модули, необходимые для работы цифрового спутникового ресивера (рис. 1.57):
- декодер «MPEG-2»;
- транспортный демультиплексор;
- видео- и аудиодекодеры;
- сопроцессор двумерной графики;
- модуль управления CI-слотами;
- система управления памятью;
- порты ввода/вывода, в том числе порт USB;
- модуль управления индикаторами;
- модуль управления смарт-картами;
- другие необходимые узлы.
 |
|
| Рис. 1.57. | Архитектура процессора «Conexant СХ24303» |
Изменения коснулись и других узлов ресивера. Многие производители процессоров интегрировали в свои изделия адаптеры САМ-модуля и смарт-карты. Видео- и аудиокоммутатор полностью изменил принципы своей работы: цифровой поток видеоданных никак не преобразуется и поступает на цифровой видеовыход HDMI. Хотя в ряде моделей имеется специальная микросхема для создания аналоговой «копии» видеосигнала и последующей ее передачи на компонентный или композитный видеовыходы ресивера.
|
|||||
Благодаря этому можно записывать выбранный на ресивере канал на жесткий диск компьютера, а также дистанционно управлять режимами работы ресивера и обновлять его программное обеспечение.
Установленный в спутниковом ресивере USB разъем уже никого не удивляет. В ряде моделей можно встретить встроенный картридер для работы с модулями памяти «CompactFlash», картами «MMC» и «SD». Таким образом, к ресиверу можно подключить «флешку» или жесткий диск, просматривать фотографии, слушать музыку и смотреть фильмы без использования компьютера.
Во многих моделях ресиверов производители установили адаптер жесткого диска и на заднюю панель ресивера установили разъем «E-SATA», к которому и подключатся внешний накопитель.
Другие производители встроили в ресивер жесткий диск, на который можно производить запись понравившейся передачи или фильма и просмотреть запись в удобное время. Большинство ресиверов пишут данные в формате «TS» – (transport stream).
Главный плюс этого формата – отсутствие сжатия записываемой информации, соответственно, и нет потери качества изображения. Хотя имеются ресиверы, сжимающие записываемые на диск данные в популярный формат «MPEG-2».
Ресиверы, оснащенные жестким диском, очень часто имеют два независимых тюнера: сигнал с одного из них можно записывать на диск, используя второй в это же время просматривать другой канал. На рис. 1.58 показан такой ресивер.
 |
|
| Рис. 1.58. | Внешний вид современного спутникового ресивера с жестким диском |
В левом верхнем углу ресивера видим два тюнера спутникового сигнала, ниже – микросхему управления САМ-модулями и смарт-картой. В центре платы установлен центральный процессор, в данном случае это процессор производства компании «IBM». Справа установлен жесткий диск для записи понравившихся передач и фильмов. Блок питания данного ресивера расположен справа от жесткого диска и на фотографии не показан.
|
|||||
Многие программы для ОС «Linux» распространяются с исходными текстами. Т. е. эти программы открыты для изучения и модификации. Но имеется несколько нюансов.
Можно получить исходные тексты многих программ. Многих, но не всех: исходные тексты ядра операционной системы, большинства драйверов и часть исходных текстов программы графического интерфейса распространяются только в виде исполняемых кодов для процессора. Т. е. их нельзя модифицировать простыми программными инструментами.
|
|||||
Самым популярными ресиверами, работающими под управлением ОС «Linux», были и остаются ресиверы компании «Dreambox». Можно сказать, что именно эта компания задала тон в разработке новых моделей ресиверов, и все последующие модели ресиверов других производителей сравнивались именно с ресиверами от компании «Dreambox.
|
|||||
Из книги C. Л. Корякина-Черняка «Справочник по ремонту и настройке спутникового оборудования»
Окончание читайте здесь
