具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的製作方法
2023-09-18 01:50:05
專利名稱：具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種數位電視技術領域的裝置，尤其涉及一種具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機。
背景技術：
與傳統的模擬電視技術相比較，先進的數位電視技術具有電視信號信噪比高、信道資源利用率高、發射有效率高、圖像質量清晰、顯示方式靈活以及便於開展交互業務等突出的優點，電視系統的全面數位化已迎來一個嶄新的數位電視時代的到來，它具有十分深遠和廣泛的影響。然而，在模擬電視向數位電視逐步過渡的過程中，大量的現有模擬電視接收機主要是依賴於數字機頂盒來接受數位電視節目。數字機頂盒為模擬電視接收機提供了模擬音頻和視頻接口、從而使之可正常接收和觀看數位電視節目。數字機頂盒已成為模擬電視廣播向數位電視廣播過渡時期充分發揮和保持模擬電視機的使用價值的主要設備，並在模擬電視廣播向數位電視廣播的試驗和探索進程中發揮著重要的作用。然而，眾所周知，儘管採用了數字機頂盒之後，模擬電視接收機能夠接受和顯示數位電視節目，但是並不能因為可接受和觀看數位電視節目而提高模擬電視接收機的固有顯示清晰度，對模擬電視接收機而言，只不過是僅僅增加了可接受的電視節目數量。換句話說，在一般的應用條件下，模擬電視接收機仍舊以原有的清晰度來顯示圖像，而未能獲得和顯示真正意義上的高清晰度或標準清晰度的圖像，僅僅只是多了一個可接受和觀看得數位電視節目的功能。此外，目前在一些邊緣地區或人口較為分散的區域大多還採用電視差轉機實現電視節目的差轉接受方式。電視差轉機是一種差轉式的電視轉播設備，亦可稱之為電視收轉設備。一般來說，電視差轉機主要包括接受和發射兩大部分，其主要功能是將所接受到的某頻道電視節目，經過差轉機的頻率變換和功率放大後，再根據需要以另一頻道發射出去。於是，隨著數字廣播技術的提高和普及，要使邊緣地區和人口稀少區域的用戶能夠接受和觀看到數位電視節目就必須使用數位電視差轉機。
經對現有技術的文獻檢索發現，2003年12月23日所提交申請的美國專利US6,668,022B1、題為「使用數字TV差轉機中改變頻道的方法和裝置」披露了一種適用於數字差轉機改變頻道的方法及其裝置。然而，儘管所披露的數字差轉機技術可以很好地應用於數位電視節目的直接差轉，但是，很顯然，如同其它現有的數字差轉機，對於接受電視差轉信號的用戶來說，仍需要使用數字機頂盒才能接受和顯示數位電視節目。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中的不足，本發明提供一種具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，使其可以有效接收數位電視節目廣播，並將數位電視信號轉換成模擬電視信號實現模擬電視信號差轉，從而避免了目前接受電視差轉信號的用戶在接收數位電視廣播時需要使用數字機頂盒，並使得接受模擬差轉信號的用戶同樣可以接受和觀看數位電視節目。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括衛星信號接受高頻頭、衛星數位電視信號調諧解調部件、解復用器/解碼器部件、視頻信號編碼及濾波輸出部件、音頻DA轉換器及輸出放大部件、圖像信號發射部件、伴音信號發射部件、本振倍頻部件、雙工器、嵌入式控制電路、操作按鍵及顯示面板、智慧卡接口以及開關穩壓電源。各部件的相互連接關係為衛星信號接受高頻頭饋接著衛星天線，其輸出端連接著衛星數位電視信號調諧解調部件；衛星數位電視信號調諧解調部件的輸出端連接著解復用器/解碼器部件的輸入端，且解復用器/解碼器部件兩個輸出端則分別連接著視頻信號編碼及濾波輸出部件和音頻DA轉換器及輸出放大部件的輸入端；視頻信號編碼及濾波輸出部件的輸出端則連接著圖像信號發射部件的輸入端，而音頻DA轉換器及輸出放大部件的輸出端則連接著伴音信號發射部件的輸入端，本振倍頻部件的輸出信號也連接著上述圖像信號發射部件、伴音信號發射部件的控制端，並且圖像信號發射部件、伴音信號發射部件的輸出端一起連接著雙工器的輸入端，而雙工器的輸出端連接著發射天線；其中，嵌入式控制電路部件可作為整機的主控制單元，通過I2C總線分別連接和控制著衛星數位電視信號調諧解調部件、解復用器/解碼器部件、視頻信號編碼及濾波輸出部件和音頻DA轉換器及輸出放大部件，還可通過GPIO連接著操作按鍵和顯示面板部件和智慧卡接口，用於控制和協調各部件之間的相互工作以及工作時序。此外，開關穩壓電源提供整機各個部件的直流工作電源、圖像信號發射部件和伴音信號發射部件的功率電源以及雙工器的發射功率電源。
衛星信號接受高頻頭包括低噪聲微波放大器、鏡像頻率抑止的帶通濾波器、下變頻器和前置中頻放大器；主要用於將天線饋接所接受到的衛星信號進行低噪聲信號放大和一次變頻，將其變換成950-2150MHz的RF信號。常用的高頻頭可以有頻率範圍分別為10.7-11.8GHz、11.7-12.2GHz、11.7GHz-12.75GHz等幾種類型。
衛星數位電視信號調諧解調部件包括衛星信號調諧器和QPSK解調器；其中，衛星信號調諧器可對所接收到的來自衛星天線高頻頭的衛星信號(RF信號)進行放大、濾波和二次變頻，以及將其轉換成兩路中頻信號I和Q並輸入QPSK解調器；QPSK解調器則將由調諧器輸入的I和Q信號轉換成兩路數位訊號，並在QPSK解調器的解調、解碼、去交織和解擾後輸出標準的傳輸碼流。
解復用器/解碼器部件包括傳輸流解復用器和MPEG2解碼器；其中，解復用器用於對所輸入的傳輸碼流進行解復用，以便於從傳輸數據中提取所選擇節目的音頻和視頻數據，以及節目專用信息、服務信息和加密數據等；MPEG2解碼器還包括音頻和視頻的解碼器、音視頻數據緩衝器、多個信道接口以及視頻顯示接口和音頻輸出接口；視頻解碼器和視頻數據緩衝器用於按照MPEG2的編碼格式形成重建模塊，即還原成編碼壓縮之前的原始圖像數據，並輸出符合ITU-R601所建議的視頻數據，音頻解碼器和數據緩衝器對所輸入的音頻數據進行分析和解碼並輸出音頻數據。
視頻信號編碼及濾波輸出部件包括視頻編碼器和輸出濾波器；其中，視頻編碼器對所輸入的視頻數據實現數模轉換、並可按照ITU-R601建議的要求輸出各種制式的模擬電視信號；輸出濾波器則用於去除帶內的噪聲，提升整體動態範圍，以便於輸出高質量的模擬視頻信號。
音頻DA轉換器及輸出放大部件對所輸入的音頻數據實現數模轉換，並通過相關的音頻輸出電路輸出高質量的模擬音頻信號。
圖像信號發射部件包括視頻、中頻和高頻三個部分；其中，視頻部分還包括箝位放大電路和微分相位校正電路，中頻部分還包括圖像調製電路、殘留邊帶濾波電路、群時延校正電路、微分增益校正電路，高頻部分還包括圖像變頻電路、本振變頻和放大電路、已調波高頻功率放大電路；其主要用於將視頻信號經過處理和頻率變換之後，形成複合標準要求的高頻信號且具有所需的功率電平。
伴音信號發射部件包括伴音調製電路、調頻鎖相穩頻電路、伴音信號變頻電路以及高頻功率放大電路；其主要用於將所輸入的音頻信號採用調頻的方式調製到伴音中頻上，隨後變換為發射頻道的伴音高頻信號，且由高頻功率放大電路提升放大至所需的功率電平。
本振倍頻部件提供圖像信號發射部件和伴音信號發射部件的本振倍頻信號。
雙工器則將圖像信號發射部件的輸出功率和伴音信號發射部件的輸出功率進行功率合成，兩者合成之後由發射天線以電磁波的形式輻射發射出去。
嵌入式控制電路包括微控制器、程序存儲器(EPROM或FLASH)、數據存儲器(DRAM或SDRAM)、總線驅動器和各種接口電路，構成整機的控制中心，其主要作用是用於控制和協調整機各部件電路的工作，完成整機系統的初始化和測試、安全信息處理、通信接口協議處理、輸入節目選擇處理和控制、以及節目管理等任務，並可根據用戶需要實現操作面板接口和IR遙控器接口操作和使用。
操作按鍵及顯示面板包括一些可提供用戶直接操作的操作按鍵以及用於顯示整機工作狀態的LCD顯示面板，用戶可以利用這些操作按鍵以及顯示面板來實現人機對話。
智慧卡接口可提供實現衛星數位電視節目信號的條件接收系統，以便於實現多種不同加密方式的條件接收。
開關穩壓電源為整機各個部件提供工作的直流電源，以及提供圖像信號發射部件和伴音信號發射部件的功率電源以及雙工器的發射功率電源。
根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的控制流程為一旦上電工作後，嵌入式控制電路首先對整機進行初始化操作以及整機工作狀態的測試，並在操作過程中，微控制器可直接從FLASH存儲器中讀取程序指令，並根據程序所固定的步驟執行相應的操作步驟，微控制器還從SDRAM存儲器中讀取實現操作所需的數據，以完成整機的各項功能設置。由於微控制器可通過I2C總線與上述存儲器、音視頻編碼器和調諧解調器相連接，所以微控制器可通過I2C總線讀取存儲於存儲器中的頻道參數，並通過I2C總線將頻道參數饋送至衛星信號調諧解調器部件，以控制該部件按照參數來選擇所相對應的頻道。微控制器還可通過I2C總線設置視頻信號編碼及濾波輸出部件和音頻DA轉換器及輸出放大部件，使之按照所設置的工作方式來實現視頻信號的格式轉換和模擬電視信號的輸出以及音頻信號的放大輸出。微控制器可通過GPIO接口分別與智慧卡接口電路、面板操作按鍵和顯示面板相連接。使得微控制器可通過GPIO接口從智慧卡接口電路中讀取加密節目的解密密鑰；還可通過GPIO接口實現與用戶的人機對話，以便於根據用戶選擇來控制整機工作狀態並顯示該各種狀況。其中，工作狀態的顯示包括衛星數位電視節目信號選擇狀態、頻道選擇參數、各種時間設置的顯示、出錯狀態的錯誤字顯示、音視頻信號輸出和發射功率和狀態等。
根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的傳輸信號流程為由衛星數位電視信號調諧解調部件接受衛星天線的高頻頭所饋入的RF信號，所輸入的RF信號由調諧器進行低噪聲放大、濾波和二次變頻，並將其轉換成第二中頻，隨後可對調諧器所輸出的I和Q信號轉換成兩路的數字，並由QPSK解調器實現信號解調、解碼以及去交織等一系列處理，使之形成基本傳輸碼流。如果所輸出的傳輸碼流是加密節目，則微控制器就讀取設置在智慧卡中的用戶授權信息，並將其與從傳輸碼流中所提取出的節目授權信息進行比較，一旦兩者條件相符合，則可從符合條件的信息中解出或獲得其中的控制字，並可以用該控制字實現傳輸碼流的解擾，從而形成符合MPEG-2標準的傳輸碼流；反之，則無需進行解密及解擾的操作。一旦輸入適當的數據碼流之後，解復用器/解碼器部件先將傳輸碼流分解成節目流，然後再將節目流分解成音頻、視頻和專用數據的基本碼流，音頻和視頻基本碼流經音頻和視頻解碼還原成原始的音頻和視頻數據，並將所解碼還原的音頻數據和視頻數據分別饋送至音頻DA轉換器及輸出放大部件和視頻信號編碼及濾波輸出部件。從而可由音頻放大器放大輸出伴音音頻信號以及視頻信號輸出部件輸出標準的視頻信號。輸入圖像信號發射部件的視頻信號經處理後，可調製在37MHz的中頻中，隨後可由殘留邊帶濾波電路濾除31MHz以下和37.75MHz以上的信號，形成中殘留邊帶特性，在通過群時延校正電路和微分增益校正後，對中頻已調波信號進行頻率變換，使之變換到發射頻道的高頻上形成複合所需標準且具有所需功率電平的高頻信號。輸入到伴音信號發射部件的音頻信號則採用直接調頻法直接將伴音信號變換成發射頻道的伴音高頻信號且具有一定的功率電平。然後，將上述高頻視頻信號和高頻伴音信號一起輸入雙工器，雙工器實現圖像信號發射部件的輸出功率和伴音信號發射部件的輸出功率的功率合成，且將兩者功率合成之後，由發射天線以電磁波的形式輻射發射出去。
顯然，與現有技術的模擬電視差轉機或者數字差轉機相比較，根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機可以在嵌入式控制電路的控制下根據用戶的選擇方便地實現衛星數位電視信號的有效接受，且將所接受到的數位電視節目信號轉換成模擬電視節目信號進行差轉，從而實現了數位電視節目信號的模擬差轉。具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機可廣泛地適用於數位電視信號接收環境較差的邊緣地區或者人口稀少區域的用戶可在不需要使用數字機頂盒的條件下直接接受傳統的模擬差轉電視信號來接受和顯示數位電視節目，從而可在模擬電視向數位電視變革的進程中，進一步發揮和利用現有數量巨大的模擬電視接收機的作用。
圖1是具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的電原理方框圖。
具體實施例方式
圖1顯示了根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的電原理方框圖。如圖1所示，具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機包括衛星信號接受高頻頭1、衛星數位電視信號調諧解調部件2、解復用器/解碼器部件3、視頻信號編碼及濾波輸出部件4、音頻DA轉換器及輸出放大部件5、圖像信號發射部件6、伴音信號發射部件7、本振倍頻部件8、雙工器9、嵌入式控制電路10、操作按鍵及顯示面板11、智慧卡接口12以及開關穩壓電源13。各部件的相互連接關係為衛星信號接受高頻頭1饋接著衛星天線，其輸出端連接著衛星數位電視信號調諧解調部件2；衛星數位電視信號調諧解調部件2的輸出端連接著解復用器/解碼器部件3的輸入端，且解復用器/解碼器部件3兩個輸出端則分別連接著視頻信號編碼及濾波輸出部件4和音頻DA轉換器及輸出放大部件4的輸入端；視頻信號編碼及濾波輸出部件4的輸出端則連接著圖像信號發射部件6的輸入端，而音頻DA轉換器及輸出放大部件5的輸出端則連接著伴音信號發射部件7的輸入端，本振倍頻部件8的輸出信號也連接著上述兩部件圖像信號發射部件6、伴音信號發射部件7的控制端，並且圖像信號發射部件6、伴音信號發射部件7的輸出端一起連接著雙工器9的輸入端，而雙工器9的輸出端連接著發射天線；其中，嵌入式控制電路部件10可作為整機的主控制單元，通過I2C總線分別連接和控制著衛星數位電視信號調諧解調部件2、解復用器/解碼器部件3、視頻信號編碼及濾波輸出部件4和音頻DA轉換器及輸出放大部件5，還可通過GPIO連接著操作按鍵和顯示面板部件11和智慧卡接口12，用於控制和協調各部件之間的相互工作以及工作時序。此外，開關穩壓電源13提供整機各個部件的直流工作電源、圖像信號發射部件6和伴音信號發射部件7的功率電源以及雙工器9的發射功率電源。
衛星信號接受高頻頭1包括低噪聲微波放大器、鏡像頻率抑止的帶通濾波器、下變頻器和前置中頻放大器；主要用於將天線饋接所接受到的衛星信號進行低噪聲信號放大和一次變頻，將其變換成950-2150MHz的RF信號。常用的高頻頭可以有頻率範圍分別為10.7-11.8GHz、11.7-12.2GHz、11.7GHz-12.75GHz等幾種類型。
衛星數位電視信號調諧解調部件2包括衛星信號調諧器和QPSK解調器；其中，衛星信號調諧器可對所接收到的來自衛星天線高頻頭1的衛星信號(RF信號)進行放大、濾波和二次變頻，以及將其轉換成兩路中頻信號I和Q並輸入QPSK解調器；QPSK解調器則將由調諧器輸入的I和Q信號轉換成兩路數位訊號，並在QPSK解調器的解調、解碼、去交織和解擾後輸出標準的傳輸碼流。
解復用器/解碼器部件3包括傳輸流解復用器和MPEG2解碼器；其中，解復用器用於對傳輸碼流進行解復用，以便於從傳輸數據中提取所選擇節目的音頻和視頻數據，以及節目專用信息、服務信息和加密數據等；MPEG2解碼器還包括音頻和視頻的解碼器、音視頻數據緩衝器、多個信道接口以及視頻顯示接口和音頻輸出接口；視頻解碼器和視頻數據緩衝器用於按照MPEG2的編碼格式形成重建模塊，即還原成編碼壓縮之前的原始圖像數據，並輸出符合ITU-R601所建議的視頻數據，音頻解碼器和數據緩衝器對所輸入的音頻數據進行分析和解碼並輸出音頻數據。
視頻信號編碼及濾波輸出部件4包括視頻編碼器和輸出濾波器；其中，視頻編碼器對所輸入的視頻數據實現數模轉換、並可按照ITU-R601建議的要求輸出各種制式的模擬電視信號；輸出濾波器則用於去除帶內的噪聲，提升整體動態範圍，以便於輸出高質量的模擬視頻信號。
音頻DA轉換器及輸出放大部件5對所輸入的音頻數據實現數模轉換，並通過相關的音頻輸出電路輸出高質量的模擬音頻信號。
圖像信號發射部件6包括視頻、中頻和高頻三個部分；其中，視頻部分還包括箝位放大電路和微分相位校正電路，中頻部分還包括圖像調製電路、殘留邊帶濾波電路、群時延校正電路、微分增益校正電路，高頻部分還包括圖像變頻電路、本振變頻和放大電路、已調波高頻功率放大電路；其主要用於將視頻信號經過處理和頻率變換之後，形成符合標準要求且具有所需功率電平的高頻信號。
伴音信號發射部件7包括伴音調製電路、調頻鎖相穩頻電路、伴音信號變頻電路以及高頻功率放大電路；其主要用於將所輸入的音頻信號採用調頻的方式調製到伴音中頻上，隨後變換為發射頻道的伴音高頻信號且由高頻功率放大電路提升放大至所需的功率電平。
本振倍頻部件8提供圖像信號發射部件6和伴音信號發射部件7的本振倍頻信號。
雙工器9則將圖像信號發射部件6的輸出功率和伴音信號發射部件7的輸出功率進行功率合成，兩者合成之後由發射天線以電磁波的形式輻射發射出去。
嵌入式控制電路10包括微控制器、程序存儲器(EPROM或FLASH)、數據存儲器(DRAM或SDRAM)、總線驅動器和各種接口電路，構成整機的控制中心，其主要作用是用於控制和協調整機各部件電路的工作，完成整機系統的初始化和測試、安全信息處理、通信接口協議處理、輸入節目選擇處理和控制、以及節目管理等任務，並可根據用戶需要實現操作面板接口11和IR遙控器(未顯示)接口操作和使用。
操作按鍵及顯示面板11包括一些可提供用戶直接操作的操作按鍵以及用於顯示整機工作狀態的LCD顯示面板，用戶可以利用這些操作按鍵以及顯示面板來實現人機對話。
智慧卡接口12用於實現機頂盒的條件接收，可提供實現衛星數位電視節目信號的條件接收系統，以便於實現多種不同加密方式的條件接收。
開關穩壓電源13為整機各個部件提供工作的直流電源，以及提供圖像信號發射部件6和伴音信號發射部件7的功率電源以及雙工器9的發射功率電源。
根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的控制流程為一旦上電工作後，嵌入式控制電路10首先對整機進行初始化操作以及整機工作狀態的測試，並在操作過程中，微控制器可直接從FLASH存儲器中讀取程序指令，並根據程序所固定的步驟執行相應的操作步驟，微控制器還從SDRAM存儲器中讀取實現操作所需的數據，以完成整機的各項功能設置。由於微控制器可通過I2C總線與上述存儲器、音視頻編碼器和調諧解調器相連接，所以微控制器可通過I2C總線讀取存儲於存儲器中的頻道參數，並通過I2C總線將頻道參數饋送至衛星信號調諧解調器部件2，以控制該部件2按照參數來選擇所相對應的頻道。微控制器還可通過I2C總線設置視頻信號編碼及濾波輸出部件4和音頻DA轉換器及輸出放大部件5，使之按照所設置的工作方式來實現視頻信號的格式轉換和模擬電視信號的輸出以及音頻信號的放大輸出。微控制器可通過GPIO接口分別與智慧卡接口電路12、面板操作按鍵和顯示面板11相連接。使得微控制器可通過GPIO接口從智慧卡接口12中讀取加密節目的解密密鑰；還可通過GPIO接口實現與用戶的人機對話，以便於根據用戶選擇來控制整機工作狀態並顯示該各種狀況。其中，工作狀態的顯示包括衛星數位電視節目信號選擇狀態、頻道選擇參數、各種時間設置的顯示、出錯狀態的錯誤字顯示、音視頻信號輸出和發射功率和狀態等。
根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機的傳輸信號流程為由衛星數位電視信號調諧解調部件2接受衛星天線的高頻頭1所饋入的RF信號，所輸入的RF信號由調諧器進行低噪聲放大、濾波和二次變頻，並將其轉換成第二中頻，隨後可對調諧器所輸出的I和Q信號轉換成兩路的數字，並由QPSK解調器實現信號解調、解碼以及去交織等一系列處理，使之形成基本傳輸碼流。如果所輸出的傳輸碼流是加密節目，則微控制器就讀取設置在智慧卡中的用戶授權信息，並將其與從傳輸碼流中所提取出的節目授權信息進行比較，一旦兩者條件相符合，則可從符合條件的信息中解出或獲得其中的控制字，並可以用該控制字實現傳輸碼流的解擾，從而形成符合MPEG-2標準的傳輸碼流，反之，則無需進行解密及解擾的操作。一旦輸入適當的數據碼流之後，解復用器/解碼器部件3先將傳輸碼流分解成節目流，然後再將節目流分解成音頻、視頻和專用數據的基本碼流，音頻和視頻基本碼流經音頻和視頻解碼還原成原始的音頻和視頻數據，並將所解碼還原的音頻數據和視頻數據分別饋送至音頻DA轉換器及輸出放大部件5和視頻信號編碼及濾波輸出部件4。從而可由音頻放大器放大輸出伴音音頻信號以及視頻信號輸出部件輸出標準的視頻信號。輸入圖像信號發射部件6的視頻信號經處理後，可調製在37MHz的中頻中，隨後可由殘留邊帶濾波電路濾除31MHz以下和37.75MHz以上的信號，形成中殘留邊帶特性，在通過群時延校正電路和微分增益校正後，對中頻已調波信號進行頻率變換，使之變換到發射頻道的高頻上形成複合所需標準且具有所需功率電平的高頻信號。輸入到伴音信號發射部件7的音頻信號則採用直接調頻法直接將伴音信號變換成發射頻道的伴音高頻信號且具有一定的功率電平。然後，將上述高頻視頻信號和高頻伴音信號一起輸入雙工器9，雙工器9實現圖像信號發射部件6的輸出功率和伴音信號發射部件7的輸出功率的功率合成，且將兩者功率合成之後，由發射天線以電磁波的形式輻射發射出去。
顯然，與現有技術的單一功能的模擬電視差轉機或者單一功能的數字差轉機相比較，根據本發明的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機可以在嵌入式控制電路的控制下根據用戶的選擇方便地實現衛星數位電視信號的有效接受，且將所接受到的數位電視節目信號轉換成模擬電視節目信號進行差轉，從而實現了數位電視節目信號的模擬差轉。具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機可廣泛地適用於數位電視信號接收環境較差的邊緣地區或者人口稀少區域的用戶可在不需要使用數字機頂盒的條件下直接接受傳統的模擬差轉電視信號來接受和顯示數位電視節目，從而可在模擬電視向數位電視變革的進程中，進一步發揮和利用現有數量巨大的模擬電視接收機的作用。
此外，儘管上述技術方案採用伴音信號和視頻信號分別調製單獨放大的雙通道放大發射技術，但本發明並不局限於雙通道放大發射技術，很顯然，本發明的技術方案也可以採用伴音信號和視頻信號分別調製和共同放大的單通道放大發射技術。
權利要求
1.一種具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，包括衛星信號接受高頻頭(1)、衛星數位電視信號調諧解調部件(2)、解復用器/解碼器部件(3)、視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)、音頻DA轉換器及輸出放大部件(5)、圖像信號發射部件(6)、伴音信號發射部件(7)、本振倍頻部件(8)、雙工器(9)、嵌入式控制電路(10)、操作按鍵及顯示面板(11)、智慧卡接口(12)以及開關穩壓電源(13)；其特徵在於衛星信號接受高頻頭(1)饋接著衛星天線，其輸出端連接著衛星數位電視信號調諧解調部件(2)；衛星數位電視信號調諧解調部件(2)的輸出端連接著解復用器/解碼器部件(3)的輸入端，解復用器/解碼器部件(3)兩個輸出端則分別連接著視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)和音頻DA轉換器及輸出放大部件(5)的輸入端；視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)的輸出端則連接著圖像信號發射部件(6)的輸入端，而音頻DA轉換器及輸出放大部件(5)的輸出端則連接著伴音信號發射部件(7)的輸入端，本振倍頻部件(8)的輸出信號也連接著上述圖像信號發射部件(6)、伴音信號發射部件(7)的控制端，並且圖像信號發射部件(6)、伴音信號發射部件(7)的輸出端一起連接著雙工器(9)的輸入端，而雙工器(9)的輸出端連接著發射天線；此外，嵌入式控制電路部件(10)作為整機的主控制單元，通過I2C總線分別連接和控制著衛星數位電視信號調諧解調部件(2)、解復用器/解碼器部件(3)、視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)和音頻DA轉換器及輸出放大部件(5)，嵌入式控制電路部件(10)還通過GPIO連接著操作按鍵和顯示面板部件(11)和智慧卡接口(12)，用於控制和協調各部件之間的相互工作以及工作時序；開關穩壓電源(13)提供整機各個部件的直流工作電源、圖像信號發射部件(6)和伴音信號發射部件(7)的功率電源以及雙工器(9)的發射功率電源。
2.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述衛星信號接受高頻頭(1)包括低噪聲微波放大器、鏡像頻率抑止的帶通濾波器、下變頻器和前置中頻放大器，用於將天線饋接所接受到的衛星信號進行低噪聲信號放大和一次變頻，將其變換成950-2150MHz的RF信號。
3.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述衛星數位電視信號調諧解調部件(2)包括衛星信號調諧器和QPSK解調器，用於接收、調諧和解調所饋接輸入的衛星信號；其中，衛星信號調諧器對所接收到的來自衛星天線高頻頭的衛星信號進行放大、濾波和二次變頻，以及將其轉換成兩路中頻信號I和Q並輸入QPSK解調器；QPSK解調器則將由調諧器所輸入的I和Q信號轉換成兩路數位訊號，並在QPSK解調器的解調、解碼、去交織和解擾後輸出標準傳輸碼流。
4.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述解復用器/解碼器部件(3)包括傳輸流解復用器和MPEG2解碼器，其中，解復用器用於對所輸入的傳輸碼流進行解復用，以便於從傳輸數據中提取所選擇節目的音頻和視頻數據，以及節目專用信息、服務信息和加密數據；MPEG2解碼器包括音頻和視頻的解碼器和音視頻數據緩衝器、多個信道接口以及視頻顯示接口和音頻輸出接口，視頻解碼器和視頻數據緩衝器用於按照MPEG2的編碼格式形成重建模塊，即還原成編碼壓縮之前的原始圖像數據，並輸出符合ITU-R601所建議的視頻數據，音頻解碼器和數據緩衝器對所輸入的音頻數據進行分析和解碼並輸出音頻數據。
5.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述視頻信號編碼及濾波輸出部件(4)包括視頻編碼器和輸出濾波器，其中，視頻編碼器對所輸入的視頻數據實現數模轉換、並按照ITU-R601建議的要求輸出各種制式的模擬電視信號；輸出濾波器則用於去除帶內的噪聲，提升整體動態範圍，以便於輸出高質量的模擬視頻信號。
6.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述音頻DA轉換器及輸出放大部件(5)包括可實現音頻數據數模轉換的模數轉換器和用於將音頻解碼器所輸出的音頻數據轉換成音頻模擬信號的輸出放大器。
7.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述圖像信號發射部件(6)包括視頻、中頻和高頻三個部分，其中，視頻部分還包括箝位放大電路和微分相位校正電路，中頻部分還包括圖像調製電路、殘留邊帶濾波電路、群時延校正電路、微分增益校正電路，高頻部分還包括圖像變頻電路、本振變頻和放大電路、已調波高頻功率放大電路；圖像信號發射部件(6)用於將視頻信號經過處理和頻率變換之後，形成符合標準要求且具有所需功率電平的高頻信號。
8.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述伴音信號發射部件(7)包括伴音調製電路、調頻鎖相穩頻電路、伴音信號變頻電路以及高頻功率放大電路，用於將所輸入的音頻信號採用調頻的方式調製到伴音中頻上，隨後變換為發射頻道的伴音高頻信號且由高頻功率放大電路提升放大至所需的功率電平。
9.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述雙工器(9)用於將圖像信號發射部件的輸出功率和伴音信號發射部件的輸出功率進行功率合成，兩者合成之後由發射天線以電磁波的形式輻射發射出去。
10.如權利要求1所述的具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，其特徵在於，所述嵌入式控制電路(10)包括微控制器、程序存儲器、數據存儲器、總線驅動器以及各種接口電路，構成了機頂盒整機的主控制單元，用於控制和協調整機各部件之間的相互工作以及工作時序，具體是通過I2C總線來控制和協調整機各部件電路的工作，完成機頂盒整機系統的初始化和測試、安全信息處理、通信接口協議處理、輸入節目選擇處理和控制、以及節目管理，並根據用戶需要實現操作面板接口操作和使用。
全文摘要
一種具有數位電視節目差轉功能的模擬電視差轉機，包括衛星信號接受高頻頭、衛星數位電視信號調諧解調部件、解復用器/解碼器部件、視頻信號編碼及濾波輸出部件、音頻DA轉換器及輸出放大部件、圖像信號發射部件、伴音信號發射部件、本振倍頻部件、雙工器、嵌入式控制電路、操作按鍵及顯示面板、智慧卡接口以及開關穩壓電源。根據本發明的模擬電視差轉機可以有效接收數位電視節目廣播，並將數位電視信號轉換成模擬電視信號實現模擬電視信號差轉，從而避免了目前接受電視差轉信號的用戶在接收數位電視廣播時仍需要使用數字機頂盒，並使得接受模擬差轉信號的用戶同樣可以接受和觀看數位電視節目。
文檔編號H04N7/20GK1753471SQ200510030758
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月27日 優先權日2005年10月27日
發明者龍滬強 申請人:上海交通大學