Меню

Устройство и ремонт спутниковых кабельных и эфирных ресиверов

Федоров В.К. Ремонт спутниковых ресиверов

Федоров В.К. Ремонт спутниковых ресиверов

Глава 1. Общие принципы передачи и приема сигналов по системе DVB-5.

В настоящее время спутниковые системы связи стали неотъемлемой частью теле- и радиовещательной (ТВ и РВ) мировой инфраструктуры. Являясь промежуточным звеном между производителем ТВ и РВ программ и потребителем данной продукции, они стали интернациональным мостом между всеми жителями земного шара. Несомненно, телевидение несет культуру в наши дома и не последнюю роль в данном процессе играет спутниковое телевидение (СТВ).¶

Наблюдая за эволюцией развития СТВ можно отметить гигантский прогресс в данном процессе. Многие помнят, что изначально СТВ использовалось для передачи информации нескольких десятков государственных каналов. Операторы спутниковой связи по сути дела были только государственные. Передача и прием сигналов на спутники и с них осуществлялись посредством гигантских параболических антенн диаметром более трех метров. Принимаемые программы далее распределялись по эфирным каналам или по кабельным сетям. Об индивидуальном приеме речи фактически быть не могло. Исключение составляли энтузиасты, конструирующие индивидуальные приемные установки с антеннами меньшего диаметра. Качество приема при этом оставляло желать лучшего.¶

Первым прорывом в области непосредственного СТВ вещания стала программа DTH (direct-to-home) частной компании SES (Societe Europeenne des Satellites). Суть программы DTH заключалась в том, что любой житель Западной Европы мог принимать сигналы 16-ти ТВ и множества РВ программ (с FМ-качеством), ретранслируемых спутником ASTRA 1А на небольшую параболическую антенну диаметром всего 60 см. Именно запуск этого спутника положил начало бурному развитию индивидуального приема программ.¶

Увеличивалось количество спутников на орбитальных позициях. при этом увеличивалось количество ретранслируемых программ. На небольшую антенну со спутников ASTRA и НОТ BIRD можно было принимать в аналоговом виде около сотни ТВ программ. Однако возросшие потребности телезрителей требовали еще большего количества получаемой информации.¶

В середине 90-х годов прошлого века бурное развитие цифровых методов обработки сигналов привело к созданию систем DVB-S (Digital Video Broadcasting Satellite) и DSS (Digital Subscriber System), предназначенных для передачи ТВ и РВ программ через спутниковые транспондеры в цифровом виде. Это позволило транслировать вместо одного аналогового канала до десятка цифровых программ. Количество ретранслируемых программ возросло в несколько раз.¶

Источник

Устройство и схемотехника спутникового приемного комплекта. Часть 6 — Устройство и схемотехника спутниковых ресиверов

Глава 1 из книги C. Л. Корякина-Черняка «Справочник по ремонту и настройке спутникового оборудования»

Продолжение

Начало читайте здесь:

Заказать книгу можно в интернет-магазине издательства

1.9. Устройство и схемотехника спутниковых ресиверов

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. 1.47).

Определение.
Рис. 1.47. Структурная схема аналогового ресивера

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 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.

Примечание.
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:

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

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. 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.

Примечание.
Рис. 1.54. Блок схема современного ресивера с возможностью приема сигнала «DVB-S2/MPEG-4»

В отличие от своих ранних собратьев, в новых моделях ресиверов принятый со спутника обрабатывает не тюнер, а центральный процессор.

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).

Примечание.
 
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.

Многие производители предлагают спутниковые ресиверы со встроенным сетевым адаптером и адаптером беспроводной сети – «Wi-Fi».

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.

Примечание.
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.

Известные производители спутниковых ресиверов сделали большой шаг в сторону увеличения возможностей своих изделий: для управления работой ресивера они используют известную многим «компьютерщикам» операционную систему «Linux».

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.

Примечание.

«Прошивки» для ресиверов, работающих под управлением ОС «Linux», называют «программа имидж» или просто «имиджи» (от английского «Image» – образ).

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.

Примечание.

Если верить многочисленным слухам, уже много лет блуждающих по форумам фанатов спутникового приема, в ближайшие годы в продаже могут появиться ресиверы под управлением операционной системы «Windows CE» специально разработанной для управления мобильными устройствами. Таким образом, вполне реальна ситуация, когда многолетняя монополия ОС «LINUX» пошатнется под натиском конкурентов.

Окончание читайте здесь

Источник

Читайте также:  Ремонт кирпичных фасадов зданий
Adblock
detector
Примечание.