电视原理结课论文

电视原理结课论文姓名：杨柳学号：0967118224班级：信息09-2班电视数字化是电视发展史上又一次重大的技术革命。数字电视不但是一个由标准、设备和节目源生产等多个部分相互支持和匹配的技术系统，而且将对相关行业产生影响并促进其发展。通过半学期的学习电视原理，本文是我简单的阐述了数字电视标准、系统组成、工作原理以及机顶盒的工作流程。关键词：数字电视机顶盒工作原理（一）数字电视传输标准数字电视与模拟电视相比，具有很多突出的优点，例如：信号质量好、抗干扰能力强、传输效率高、多功能复用、便于网络化等，使之成为公认的下一代电视系统。数字电视按传输方式不同，可分为地面、卫星、有线，但尚无统一的国际标准，目前只有美国ATSC、欧洲的DVB和日本ISDBS三种不同标准。下面是我对他们的总结：1、美国标准ATSCATSC数字电视标准由四个分离的层级组成，层级之间有清晰的界面。最高层为图像层，确定图像的形式，包括像素阵列、幅型比和帧频。第二层是图像压缩层，采用MPEG-2图像压缩标准。第二层是系统复用层，特定的数据被纳入不同的压缩包中，最后一层是传输层，确定数据传输的调制和信道编码方案。尽管ATSCDTV标准包含了高数据率的16VSB传输模式以适应有线电视系统，而美国的有线电视业实际采用的是相近但不相同的标准，这是因为美国有线电视业在ATSCDTV标准被FCC通过之前已对发展不同的数字化技术投入大量资金。另外ATSC还开发通过了在帧频50HZ的国家使用的另行标准。HDTV格式的象素阵列相同，但帧频为25Hz和50Hz；SDTV格式的垂直分辨率为576行，水平分辨率则不同；也包含352×288格式，适应必要的窗口设置。2、欧洲标准DVBDVB标准包括：DVB广播传输系统、DVB基带附加信息系统、DVB交互业务系统、DVB条件接收及接口标准。DVB数字广播传输系统利用了包括卫星、有线、地面、SMATV\MNDSD在内的所有通用电视广播传输媒体他们分别对应的DVB标准中：DVB-S、DVB-C、DVB-T、DVB-SMATV、DVB-MS和DVB-MC。DVB-C标准以有线电视网作为传输介质，应用范围广。它具有116、32、64QAM三种方式，工作频率在10GHZ以下。采用64QAM正交调幅调制时，一个PAL通道的传送码率为41.34mb\s，还可以供给多套节目使用系统前端可从卫星和地面发射获得信号，在终端需要电缆机顶盒。DVB数字广播系统除传送普通的视频、音频信号外，还需传送接收信号IRD调谐、节目指南，以及图文、字幕、图标等信息。适用于此类基带附加信息系统的DVB标准包括：DVB-SI、DVB-TXT、和DVB-SUB。DVB-SI标准用于IRD自行设置，并为用户提供广播业务指南。DVB-SI有一系列的表和描述符构成，它们给出了有关DVB业务或节目的所有参数。DVB-TXT标准用于固定图文电视的传递。与此同时，对应的交互业务系统DVB标准有：DVB-NIP、DVB-RCC、DVB-RCT。3、日本标准ISDBISDB是日本的DIBEG制订的数字广播系统标准，它利用一种已经标准化的复用方案在一个普通的传输信道上发送不同种类的信号，同时已经服用的信号也可以通过各种不同的传输信道发送出去。ISDB具有柔软性、扩展性、共同性等特点。可以灵活地集成和发送多节目的电视和其他数据业务。ISDB-T于2001年被ITU接收为世界上第三个数字电视传输国际标准。2006年6月，巴西决定采用ISDB-T作为本国的数字广播标准。巴西在日本的ISDB-T的基础上进行了若干修改，使之具有本地化的特点，形成了SBDTV-T。总体而言，ISDB-T和SBDTV-T的几乎相同。在下面的讨论中，我们以ISDB-T来统称两种标准。在介绍ISDB-T前，我们有必要了解一下ISDB。和美国的ATSC标准一样，ISDB是一个数字电视广播标准体系统。按照信号的调制和传输方式的不同，ISDB可以分ISDB-S，ISDB-C和ISDB-T，如图一所示。其中，ISDB-S是卫星数字广播电视标准，它采用TC-8PSK调制技术；ISDB-C是有线数字广播电视标准，它采用64QAM调制技术；ISDB-T地面数字广播电视标准，它采用BST-OFDM调制技术。ISDB-T是ISDB系列标准中的一个，也是广为关注的一个，因为它可以很大程度的扩展播报的服务和接收的方式图表1ISDB标准体系4、我国数字电视标准我国的数字电视标准是在国际上已有的三种数字电视技术标准（ATSC、DVB和日本的ISDB）的基础上，在广电等有关部门的艰苦努力下，根据近几年的研究和试验结果而制定的。目前，我国已经初步建立了数字电视标准体系，制定和发布了多项国家标准和行业标准，内容涉及到信源采编/制作、业务应用/播出、传输/覆盖和监测等方面，基本满足我国广播电视数字化进程的需要，目前标准仍处于逐步建设和完善的阶段。数字电视标准是一个庞大的标准体系，仅仅传输标准就分为卫星、有线和地方三种方式。目前，我国的数字电视卫星传输标准已确定采用DVB-S，但国家并没有大力去推广，2006年启动直播卫星业务，DVB-S能否满足需求还很难确定。我国数字电视有线传输标准采用DVB-C。我国的数字电视地面传输标准还处于标准制订和批准认证阶段，如果直接采用别国的数字电视标准，那就意味着我们将要给国外厂商付出不菲的专利费用，这对于电视机制造商来说负担承重。目前，国家已经选出清华大学和上海交通大学的两套方案，最终谁能够胜出还尚无定论。据报道，清华大学研发的DMB-T和上海交大研发的ADTB-T方案均已进入可实用阶段，且各方面性能均超过国外同类型数字电视传输标准。据了解，江西、河南等地已经使用清华DMB-T标准进行数字电视试点，有报道称按清华数字电视标准设计的“中视一号”芯片已向上海宏力半导体和中芯国际下了两万片订单，清华大学数字电视项目负责人杨知行坦言“这是有风险的”。上海交大的数字电视传输方案也于2004年在上海900辆出租车中以移动电视的模式进行了试运行。在我国的数字电视发展之路，国家广播电影电视总局副局长张海涛在BIRTV2004报告会上强调：我们要走有中国特色的广播电视数字化发展之路。广播电视数字化不仅仅是技术设备的升级换代，更为重要的是它将给广播电视的工作方式、服务方式、管理方式、体制、机制乃至政策法规等方面，带来深刻的变化，涉及到千家万户的利益，是一项重要的社会系统工程，我们必须从国情出发，抓住播出前端、用户终端数字化和塑造市场服务主体的三个重点，总体规划、分步实施，走出有中国特色的广播电视数字化的发展之路。中国数字电视产业的发展不能照搬国外经验，而必须建立起适合自己的新方式、新模式，推动产业向前发展。在我国的许多地区，两三年前已经开始搭建了数字平台，但他们大多采用传统的经营方式，通过卖节目和机顶盒来发展数字电视用户，于是出现了“两万户”的瓶颈，一时间机顶盒成为阻碍数字电视发展的最大障碍。实践证明，这样的运营模式很难带动数字电视产业的快速发展。可喜的是，与此同时出现了“青岛模式”、“佛山模式”，他们给数字电视产业的发展带来了一线曙光。“青岛模式”采用了整体转换的理念，以小区为单位，在推行数字节目的同时全部停止传送模拟信号，为了使用户能平稳地过渡到“数字时代”，有线网络公司向用户免费提供机顶盒，同时增加附加服务，提高收费，以此来消化机顶盒的成本。“佛山模式”则是在学习“青岛模式”的基础上，结合本地的实际情况而推出的整体转换模式。这两种模式得到了广电总局的大力支持，并向全国推广，整体平移似乎成为有线数字电视发展的必由之路。（二）数字电视系统组成开放式有线数字电视系统由基本前端子系统（信号输入部分信号处理部分信号输出部分系统管理部分）、有条件接收子系统(CAS)、中间件业务平台、空中软件下载升级子系统(Loader)、NVOD子系统、用户管理子系统(SMS)等组成，如附图数字电视是指节目摄制、编辑、发送、传输、存储、接收和显示等环节全部采用数字处理的全新电视系统。也可以说数字电视是在信源、信道、信宿三个方面全面实现数字化和数字处理的电视系统。每项内容都很多，服务功能有简有繁，其复杂度、系统造价和收费标准也各有不同。单从信道传输上讲可分为有线传输和无线传输，有线传输又分光缆传输、同轴电缆传输、双绞线传输；无线传输又分固定传输和移动传输。而这些传输有时又交互使用.（三）数字电视工作原理数字电视的定义是指从演播室到发射、传输、接收的所有环节都是使用数字电视信号或对该系统所有的信号传播都是通过由0、1数字串所构成的数字流来传播的电视类型。其信号损失小，接收效果好。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(QPSK)；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。下面是数字电视机图2的组成：图表2数字电视组成（四）机顶盒及其接收系统工作机顶盒（STB：SetTopBox）的概念是比较广泛的。从广义上说，凡是与电视机连接的网络终端设备都可称为机顶盒。从狭义上说，我们可以将模拟设备排除在外，专指数字电视机顶盒。有线数字电视机顶盒是CATV网络综合业务终端设备之一。机顶盒的主要功能：高质量的视/音频解码、具有双向通信能力、提供友好的用户服务界面、支持用户上网、具有安全的CA系统、有应用软件平台（中间件）。机顶盒的发展：第一代机顶盒：硬件机顶盒第二代机顶盒：中间件机顶盒第三代机顶盒：软件机顶盒发展方向：多媒体终端。有线电视数字机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，示意图如图2所示，调谐模块接收射频信号并下变频为中频信号，然后进行A/D转换变为数字信号，再送入QAM解调模块进行QAM解调，输出MPEG传输流串行或并行数据。解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES以及数据PES。解复用模块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，其输出是已解扰的PES。视频PES送入视频解码模块，取出MPEG视频数据，并对MEPG视频数据进行解码，然后输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出。音频PES送入音频解码模块，取出MPEG音频数据，并对MPEG音频数据进行解码，输出PCM音频数据到PCM解码器，PCM解码器输出立体声模拟音频信号，经音频输出电路输出图表3SC2005机顶盒系统总框图从底下往上看，整个体系从硬件层到应用层分为以下几个层次：○1、硬件抽象层：通过提炼一些硬件操作的特性，将一些与硬件相关紧密的操作抽象出来，从而将操作系统和硬件层分开，这使得BSP和Driver的设计更简洁，有利于提高软件的可重用性和易移植性。○2、BSP层：用于将引导操作系统，对操作系统提供板级支持。同时提供一些近设备的驱动。○3、操作系统及硬件驱动层：提供操作系统内核和硬件驱动。操作系统主要提供内存管理、任务调度、时钟管理、资源共享和互斥等功能。硬件驱动层在操作系统和硬件抽象层的基础上实现对硬件的驱动。○4、中间件：是一种将应用程序和操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境，通常它都是由一些虚拟机器构成的，如HTML虚拟机、JavaScript虚拟机、MHEG-5虚拟机、Java虚拟机等。这使得应用不依赖于特定的硬件平台。著名的中间件提供商有：Op