31.3. Тюнеры Структурная схема аналогового ресивера

Спутниковый ресивер – устройство, предназначенные для приема спутникового сигнала, его обработки и передачи его на телевизор для показа. 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.31.15).

Рис.31.15.Структурная схема аналогового ресивера

Примечание. Ресивером осуществляется выбор необходимого канала, настройка или подстройка на канал, демодуляция принятого сигнала, разделение видео и звукового сигналов и формирование стандартного телевизионного сигнала на частоте одного из ТВ каналов в дециметровом диапазоне.

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 УПЧ2 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.31.16. 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. 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.

Рис.31.16.Структурная схема цифрового спутникового ресивера

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.31.17).

Позднее концерны по производству процессоров разработали специализированные мультимедийные процессоры для спутниковых ресиверов (рис.31.18).

Рис. 31.17.Процессор «PowerPC» производства IBM

Рис.31.18.Специализированный процессор «OMEGA STi 5518» произвадства ST Microelectronics»

В одной такой микросхеме были совмещены модули, необходимые для работы цифрового спутникового ресивера (рис.31.19): 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.31.19.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.31.20 показана структурная схема типового ресивера для приема сигналов «DVB-S» стандарта, сжатых в «MPEG-2».

Рис.31.20.Структурная схема ресивера «DVB-S/MPEG-2»

Как видно на приведенной блок-схеме, всю необходимую обработку полученной информации осуществляет тюнер спутникового ресивера (рис.31.21).

Рис.31.21.Внешний вид тюнера цифрового спутникового ресивера

Примечание. Обратите внимание на следующий факт: формирование сигналов управления режимами работы конвертера осуществляется отдельных узлом (Цепи управления LNB).

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.31.21 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.