高峻

摘 要 在中波臺(tái)執(zhí)行廣播播出任務(wù)中，高品質(zhì)且信號(hào)強(qiáng)度大的信號(hào)是中波臺(tái)篩選信號(hào)源的關(guān)鍵所在，信號(hào)源的接收更是成為整個(gè)工作的首要步驟，也是尤為重要的一步?，F(xiàn)代社會(huì)，各種信號(hào)源的接收都離不開(kāi)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)。以中波臺(tái)所使用的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)為例，從原理和硬件構(gòu)造上，分析數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的三大模塊，即電源模塊、調(diào)諧輸出模塊（主板）、控制顯示模塊，將數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的分析結(jié)論應(yīng)用到中波臺(tái)實(shí)際工作中，更好地保證了中波廣播的安全優(yōu)質(zhì)播出。

關(guān)鍵詞 接收機(jī)；中波廣播；信號(hào)；構(gòu)造

中圖分類(lèi)號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）174-0064-03

中波廣播發(fā)射技術(shù)，是通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸信號(hào)的形式，為公眾提供地區(qū)廣播服務(wù)，在我國(guó)被廣泛應(yīng)用。中波臺(tái)執(zhí)行中波廣播播出任務(wù)的整體流程大致分為4個(gè)步驟：信號(hào)接收設(shè)備接收信源—對(duì)信源進(jìn)行音頻變換處理—將音頻輸入發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)制—經(jīng)過(guò)天線(xiàn)將信號(hào)發(fā)送。如果要讓中波臺(tái)正常完成播出任務(wù)，不僅高品質(zhì)且信號(hào)強(qiáng)度大的信號(hào)是中波臺(tái)篩選信號(hào)源的關(guān)鍵所在，信號(hào)源的接收更是成為整個(gè)工作的首要步驟，也是尤為關(guān)鍵的一步。正因如此，一臺(tái)設(shè)計(jì)精確、程序完整的數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)，是信源準(zhǔn)確、高品質(zhì)接收的保證，從而在中波臺(tái)完成廣播播出任務(wù)中起到重要作用。本文從電路工作原理以及硬件構(gòu)造方面，對(duì)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)做相關(guān)闡述。

1 數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的重要性

目前，中波臺(tái)的信源接收方式主要是光纖接收、衛(wèi)星接收、微波接收3類(lèi)，且采用衛(wèi)星接收方式提供備用信源。數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)需要通過(guò)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)，被解碼并轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)再送往發(fā)射機(jī)。數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的使用，為中波臺(tái)的安全優(yōu)質(zhì)播出提供了保障。

2 數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)的接收過(guò)程與接收機(jī)的組成原理

2.1 數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)的接收過(guò)程

首先，如圖1所示，數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)通過(guò)雷達(dá)接收至高頻頭，再通過(guò)傳輸電纜送入數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)。

2.2 數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的組成及原理

一臺(tái)數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)，由伴音信號(hào)解調(diào)器、調(diào)諧選臺(tái)器、面板指示器、中頻AGC放大與解調(diào)器、電源電路、圖像信號(hào)處理器組成。

2.2.1 伴音信號(hào)解調(diào)器

伴音信號(hào)解調(diào)器可以對(duì)伴音副載波信號(hào)進(jìn)行放大、解調(diào)處理，從而獲得所需的伴音信號(hào)。其中，被處理的伴音副載波信號(hào)，是從復(fù)合基帶信號(hào)中解調(diào)出的。

2.2.2 調(diào)諧選臺(tái)器

數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)接收的信源頻率范圍是950MHz～1 450MHz。調(diào)諧選臺(tái)器的作用是，從中篩選出需接收的廣播頻道頻率，然后將之轉(zhuǎn)換為此調(diào)諧選臺(tái)器預(yù)設(shè)的中頻頻率，最后傳送給中頻AGC放大與解調(diào)器。

2.2.3 面板指示器

面板指示器對(duì)中頻放大解調(diào)器尾端送來(lái)的直流電平信號(hào)，進(jìn)行進(jìn)一步放大處理后，通過(guò)指針式電平表、數(shù)碼顯示器或發(fā)光二極管陳列式電平表，來(lái)顯示接收機(jī)輸入信號(hào)的大小和品質(zhì)高低。

2.2.4 中頻AGC放大與解調(diào)器

中頻AGC放大與解調(diào)器的功能是，濾波、放大并頻率解調(diào)所輸入的固定中頻信號(hào)，以獲得含有伴音信號(hào)和圖像的復(fù)合型基帶信號(hào)。并同時(shí)獲得一個(gè)可以表示說(shuō)明輸入信號(hào)大小的直流分量，將其輸出并傳送至電平指示電路。

2.2.5 電源電路

電源電路是將市電經(jīng)變壓、整流、穩(wěn)壓最后得到的多組低壓直流穩(wěn)壓電源，為接收機(jī)機(jī)各部分及高頻頭供電。

2.2.6 圖像信號(hào)處理器

圖像信號(hào)處理器通過(guò)能量去擴(kuò)散、加重和極性變換等方式，對(duì)復(fù)合基帶信號(hào)中解調(diào)出的視頻信號(hào)進(jìn)行一系列數(shù)據(jù)處理，最后還原圖像信號(hào)并輸出。

數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的組成構(gòu)造如圖2，數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)從整體框架上看由硬件、軟件兩大部分組成。硬件又可以分為電源供給、前端、后端、輸出、顯示與控制等部分組成。工作時(shí)，將功分器或高頻頭接收來(lái)的950MHz～1 450MHz信號(hào)送入接收機(jī)前端部分進(jìn)行調(diào)諧處理，從中選出特定信號(hào)頻率，變頻成調(diào)諧選臺(tái)器預(yù)設(shè)的中頻頻率。再經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換，然后經(jīng)正交相移鍵控信道解調(diào)、信道傳輸碼流糾錯(cuò)處理，最終輸出一個(gè)達(dá)到MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)的（TS）傳輸碼流給接收機(jī)的后端部分。接收機(jī)的后端部分，也稱(chēng)為解復(fù)用模塊，可以將前端送來(lái)的TS碼流經(jīng)解擾、解復(fù)用，依據(jù)包識(shí)別號(hào)（PID）可以提取出相應(yīng)的視頻、音頻、數(shù)據(jù)包，恢復(fù)打包節(jié)目基本流PES。在MPEG-2解碼器中，解壓縮PES數(shù)據(jù)包，然后生成PCM音頻數(shù)據(jù)流和視頻數(shù)據(jù)流，再分兩路一路送去音頻P/A轉(zhuǎn)換器、一路送去視頻編碼器，就可以形成視頻信號(hào)和音頻模擬信號(hào)，再經(jīng)輸出部分輸出[ 1 ]。顯示與控制部分用于完成接收的控制以及顯示接收機(jī)的工作狀態(tài)。電源部分用來(lái)提供接收機(jī)本身及高頻頭的工作電壓；軟件部分的主要作用則是硬件驅(qū)動(dòng)、軟件驅(qū)動(dòng)和實(shí)時(shí)的系統(tǒng)操作。

3 硬件模塊構(gòu)造分析

從硬件構(gòu)造上，將數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)分成三大模塊進(jìn)行系統(tǒng)分析，即電源模塊、調(diào)諧輸出模塊（主板）、控制顯示模塊。

3.1 電源模塊分析

所有衛(wèi)星接收機(jī)用的電源都是開(kāi)關(guān)電源，甚至不同廠(chǎng)家用的電源都是大同小異，這里我用海信的FSDL0165RN開(kāi)關(guān)電源控制芯片進(jìn)行電源模塊的分析。

3.1.1電源模塊的電路分析

電源模塊的電路圖如圖3所示。

該電路的核心元件是5L0380R，功能有振蕩過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)等。整個(gè)開(kāi)關(guān)電源電路功耗低、工作穩(wěn)定、清晰簡(jiǎn)潔。

該電路的工作原理是：交流電壓220V經(jīng)過(guò)電源開(kāi)關(guān)、保險(xiǎn)絲，再到由CX1、LEM1、CX2組成的抑制干擾濾波器，再經(jīng)過(guò)D1～D4所組成的橋式整流，C6濾波輸出一個(gè)300V左右的直流電壓。當(dāng)電源接通的瞬間，+300V左右的直流電壓加在R18、R4、R3上，給電源塊U1（5L0380R）的引腳③一個(gè)啟動(dòng)電壓[2]。由于它內(nèi)部的開(kāi)關(guān)管處在微導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致U1的②引腳通過(guò)微小的電流，并產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)于開(kāi)關(guān)變壓器①～②繞組，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)耦合至反饋繞組③～④上，經(jīng)整流濾波然后注入到U1的③腳，使開(kāi)關(guān)管瞬間進(jìn)入飽和導(dǎo)通的狀態(tài)。因?yàn)殚_(kāi)關(guān)管飽和，流過(guò)開(kāi)關(guān)變壓器的電流就不再增加，那么感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向?qū)⒁兓?，并?jīng)整流濾波的正反饋電壓促使開(kāi)關(guān)管由飽和導(dǎo)通迅速地進(jìn)入到截止?fàn)顟B(tài)，從而完成了開(kāi)關(guān)電源從啟動(dòng)到飽和再到截止這樣一個(gè)振蕩周期。經(jīng)過(guò)變壓器的電壓分別通過(guò)各元件組成的支路將電壓分成5V、3.3V、12V、22V、30V的直流電壓來(lái)供給調(diào)諧輸出模塊（主板）的正常工作。

3.1.2 電源模塊實(shí)物

電源模塊的實(shí)物圖如圖4所示。

3.2 調(diào)諧輸出模塊（主板）分析

調(diào)諧輸出模塊，也就是數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的主板，此模塊也是數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)設(shè)計(jì)的核心所在，所有的數(shù)據(jù)編程以及信息解碼過(guò)程都在此模塊中完成。

3.2.1 調(diào)諧輸出模塊（主板）的電路分析

HN4LSR0942M2EE，這是調(diào)諧輸出模塊的主控芯片，內(nèi)部集成了CPU、視頻編碼、音頻編碼等電路；0001G2A355.1TA06.0943，這是信道處理芯片；EF0912S16004LK6TK是RAM隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)速度快的特點(diǎn)，且存儲(chǔ)內(nèi)容可隨意的存入或取出。這種RAM存儲(chǔ)器主要用于存儲(chǔ)短時(shí)間使用的程序，是因?yàn)樵跀嚯姇r(shí)將丟失其存儲(chǔ)內(nèi)容。

其電路圖如圖5所示。

調(diào)諧輸出模塊的功能是：開(kāi)關(guān)電源輸出電壓為模塊供電，高頻頭將衛(wèi)星信號(hào)傳送給調(diào)諧器并篩選出想要接收的信號(hào)，對(duì)之進(jìn)行一系列變頻、QPSK解調(diào)、A/D變換、信道糾錯(cuò)、解擾處理，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的TS傳輸碼流，傳送給解調(diào)復(fù)用器。根據(jù)所需接收電視節(jié)目的PID包識(shí)別符，解調(diào)復(fù)用器可提取出對(duì)應(yīng)的音頻、視頻及數(shù)據(jù)包，還原出達(dá)到MPDG-2標(biāo)準(zhǔn)的打包的PES節(jié)目基本碼流[3]。將PES碼流送至MPEG-2解碼器，MPEG-2解碼器芯片對(duì)PES數(shù)據(jù)包進(jìn)行解壓縮處理，產(chǎn)生符合CC IR601格式要求的音頻數(shù)據(jù)流和視頻數(shù)據(jù)流，分別送至音頻D/A轉(zhuǎn)換器和視頻編碼器，D/A轉(zhuǎn)換器和視頻編碼器根據(jù)規(guī)定的電視制式（中國(guó)是PAL制式）生成并輸出音、視頻信號(hào)。

3.2.2 調(diào)諧輸出模塊實(shí)物

其模塊實(shí)物圖如圖6所示。

3.3 控制顯示模塊分析

控制顯示模塊主要由微處理器、控制電路、LCD或LED顯示器件、紅外傳感器以及遙控器構(gòu)成。它能夠通過(guò)8段數(shù)碼顯示，簡(jiǎn)易地將接收機(jī)的工作狀態(tài)顯示出，也方便了用戶(hù)對(duì)接收機(jī)各功能的控制與使用，用戶(hù)只需通過(guò)面板按鍵或是遙控器就可對(duì)接收機(jī)發(fā)出各種指令，以實(shí)現(xiàn)所需功能。

3.3.1 控制顯示模塊工作原理

涉及控制模塊的編程，由于程序過(guò)于繁瑣這里就不具體介紹，此模塊我就其工作原理做簡(jiǎn)要說(shuō)明。如圖7所示。

3.3.2 控制顯示模塊的設(shè)計(jì)實(shí)物

圖8為控制顯示模塊實(shí)物圖。

以上就是將數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)按硬件構(gòu)造分為三大模塊進(jìn)行的分析，最后將電源模塊、調(diào)諧輸出模塊、控制顯示模塊進(jìn)行連接，構(gòu)成整體的衛(wèi)星接收機(jī)，其組成框圖如圖9所示。

4 結(jié)論

在整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)中，其網(wǎng)絡(luò)的核心無(wú)疑是發(fā)送與接收設(shè)備。為了更好地完成信息的發(fā)送和接收，現(xiàn)代電路技術(shù)以及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

總的來(lái)說(shuō)，要使基帶信號(hào)得到有效而可靠的傳輸，就必須在傳輸網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置發(fā)送與接收設(shè)備。發(fā)送與接收設(shè)備可以對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行相關(guān)處理，并使之適用于信道的傳輸特性。所以一個(gè)好的接收設(shè)備往往得益于其巧妙的設(shè)計(jì)以及完整穩(wěn)定的硬件構(gòu)造。數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)的構(gòu)造上，采用的是整體集成設(shè)計(jì)。從個(gè)人角度講，筆者對(duì)數(shù)字域的接收機(jī)較為熟悉了解。從信道編碼、信號(hào)解碼、A/D轉(zhuǎn)換等相關(guān)理論出發(fā)，分析了數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的電源模塊、調(diào)諧輸出模塊、控制顯示模塊這3個(gè)模塊的原理和構(gòu)造；從實(shí)際工作角度講，數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)在中波臺(tái)執(zhí)行廣播的播出任務(wù)中，起著接收信號(hào)源的關(guān)鍵作用。筆者將數(shù)字衛(wèi)星信號(hào)接收機(jī)的分析結(jié)論應(yīng)用到中波臺(tái)實(shí)際工作中，更好地保證了中波廣播的安全優(yōu)質(zhì)播出。

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