Устройство и ремонт цифрового кабельного ТВ приемника "Explorer® 100DVB"Описываемый в статье цифровой кабельный ТВ приемник (ресивер) работает по стандарту DVB-C и в России используется для работы в сетях кабельных операторов (в частности, ТВТ, г. Альметьевск, Республика Татарстан).
В статье публикуется уникальная схема ресивера, спроектированного известной американской фирмой SCIENTIFIC ATLANTA, методика поиска его неисправностей и их устранения.
Основные характеристики
Цифровой кабельный ТВ ресивер „Explorier® 100DVB» (внешний вид на рис. 1) используется для приема цифровых ТВ и РВ программ, передаваемых по стандарту DVB-C [1]. Ресивер предназначен для приема кодированных программ по системе скремблирования POWER KEY, а также открытых программ FTA (Free To Air). Для доступа к платному контенту используется встроенный дескремблер системы условного доступа (СУД) POWER KEY фирмы SCIENTIFIC ATLANTA (США), использующей бескарточный метод: карт-ридер в приемнике отсутствует, а каждый аппарат имеет уникальный абонентский номер, привязанный к его серийному номеру.
Рис. 1. Внешний вид ресивера „Explorier® 100DVB»
Существуют модификации ресивера, которые имеют слот карт-ридера стандарта ISO 7816-03 для использования смарт-карт с целью декодирования других систем криптокодирования при установке соответствующего программного обеспечения (ПО). В этом исполнении ИМС СУД POWER KEY производителем на плату не устанавливается.
В основу стандарта DVB-C [1] положена система сжатия изображения MPEG-2, обеспечивающая схему пакетизации нескольких программ в единый транспортный поток TS и применение универсальной системы передачи сервисной информации SI. Видеоизображения также могут сжиматься для передачи в стандарте MPEG-4. Но данный ресивер не предназначен для декодирования этой системы ввиду отсутствия декодера MPEG-4. Для демультиплексирования и декодирования цифровых программ используется быстродействующий однокристальный декодер STi5518AWC фирмы STMicroelectronics [2].
Приведем основные характеристики ресивера:
– система приема DVB-C (MPEG-2);
– память на 800 каналов кабельного ТВ и РВ;
– обновление ПО с помощью компьютера через интерфейс RS-232 или дистанционно, кабельным оператором;
– два разъема SCART для подключения ТВ приемника, видеорекордера, медиаплеера и т.д.);
– цифровой оптический выход звука S/P-DIF и телефонный MAFE-модем.
– питание от сети переменного тока напряжением 90…250 В и частотой 50 Гц через внешний адаптер (12 В/1,5 А);
– потребляемая мощность в рабочем/дежурном режиме 17/5 Вт.
В комплектации для сети ресивер имеет только разъемы RCA для подключения ТВ приемника. Телефонный модем и S/PDIF-выход у него отсутствуют.
Структурная схема
Структурная схема ресивера „Explorier® 100DVB» приведена на рис. 2. Стандарт кабельного ТВ вещания DVB-C позволяет в РЧ канале, в котором в аналоговом виде передавалась одна ТВ программа эфирного качества, передавать до восьми программ студийного качества. Физически цифровые КТВ ресиверы отличаются от спутниковых и эфирных DVB-ресиверов устройством и работой входного NIM-модуля (Network Interface Module).
Рис. 2. Структурная схема ресивера „Explorier® 100DVB»
Особенность описываемого ресивера заключается в том, что входные цепи (РЧ преобразователь и QAM-демодулятор), обычно исполняемые в виде NIM-модуля, собраны на основной плате, а РЧ преобразователь помещен в металлический экран. Еще одна существенная особенность схемотехники ресивера — РЧ преобразователь собран по схеме с двойным преобразованием частоты. Вначале сигнал переносится на высокую ПЧ 1220 МГц (преобразование вверх), а затем — на стандартную ПЧ 36,125 МГц. Данный способ применяется в профессиональной технике, он позволяет максимально ослабить перекрестные искажения от смежных каналов аналоговых и цифровых вещательных служб.
На вход ресивера подается сигнал DVB-C с абонентского кабеля в диапазоне 470…862 МГц с уровнем 44…80 дБмкВ. Сигнал усиливается с помощью УРЧ и делится с помощью широкополосного трансформаторного делителя. С одного плеча делителя РЧ сигнал подается на выход обхода LOOP для подключения второго ресивера, а с другого — на ИМС РЧ преобразователя MT2050 фирмы MICROTUNE INC. Первый преобразователь в составе ИМС переносит сигнал требуемого для приема канала на первую ПЧ 1220 МГц. Сигнал первой ПЧ отфильтровывается ФПЧ B1603. Настройка на несущую частоту требуемого канала производится посредством первого гетеродина с петлей ФАПЧ и делителем с изменяемым коэффициентом деления.
Сигнал первой ПЧ подается на второй преобразователь, переносящий сигнал на вторую ПЧ 36,125 МГц, сигнал фильтруется вторым ФПЧ и нормализуется выходным усилителем в составе ИМС. Второй гетеродин имеет фиксированную выходную частоту и охвачен петлей ФАПЧ с делителем, имеющим постоянный коэффициент деления.
Сигнал ПЧ с ИМС РЧ преобразователя поступает на однокристальный QAM-демодулятор STV0297D фирмы STMicroelectronics. ИМС обеспечивает стандартную демодуляцию цифрового сигнала стандарта DVB-C и преобразование сигналов транслируемых каналов в транспортный поток TS MPEG-2.
Демодулятор обрабатывает QAM-сигналы со скоростями потока 0,87…11,7 МБод и позволяет преобразовывать сигналы с модуляциями 4-QAM (QPSK), 16, 32, 64, 128 и 256-QAM. Входной сигнал ПЧ оцифровывается АЦП, при этом ИМС предоставляет функции восстановления несущей частоты принимаемого канала и тактовых импульсов (ТИ), синхронизирующих приходящий цифровой поток.
После цифрового ПЧ преобразования основной принимаемой полосы частот используется уравнивающий фильтр (эквалайзер) для устранения эхо-эффекта, возникающего при передаче сигнала в кабеле.
ИМС STV0297D осуществляет сверточное деперемежение по Форни глубиной 12 блоков и декодирование Рида-Соломона (РС), которое исправляет до 8 ошибочных байтов. Деперемежитель и декодер РС автоматически синхронизированы алгоритмом кадровой синхронизации, которая использует байт синхронизации потока TS MPEG-2. ИМС управляется по интерфейсу I2C. По этой же шине через репитер также управляется ИМС РЧ преобразователя MT2050.
Сигнал TS с выхода QAM-демодулятора обрабатывается DES-дескремблером в составе ИМС однокристального декодера STi5518AWC при приеме кодированных программ. Если принимаются некодированные программы, роутер потока TS передает сигнал непосредственно на TS-демультиплексор, минуя DES-дескремблер.
Помимо декодирования сигнала TS в сигналы изображения и звука принимаемого ТВ канала, процессор выполняет сервисные функции управления и контроля ресивера. С выхода роутера сигнал TS демультиплексируется, из него выделяется требуемый ТВ или РВ канал, либо сигналы данных сервисной информации. После этого он декодируется в MPEG-декодере (MPEG-2 MP@ML ISO/IEC 13818).
С выхода MPEG-декодера несжатый цифровой видеосигнал в форматах 4:3 или 16:9 (720 пикселей на 576 строк при частоте полей 50 Гц) преобразуется DENC-кодером в аналоговый. Вместе со стереофоническим сигналом звукового сопровождения, преобразованным в аналоговую форму встроенным звуковым ЦАП, он поступает на буферные усилители и затем на матрицу видео- и аудиосигналов.
На выходе ресивера формируется композитный ПЦТС и компонентные сигналы RGB, Y/C на разъемах SCART. Сигналы яркости и цветности Y/C также выводятся на разъем S-Video. Сигналы звукового сопровождения также выводятся на разъемы SCART.
Обновление ПО осуществляется через интерфейс RS-232. Для обеспечения обратного интерактивного канала используется интерфейс телефонной линии (телефонный модем). Если ресивер работает в сети с СУД, использующей смарт-карту, в нем имеется интерфейс карт-ридера на ИМС TDA8024T фирмы NXP.
В модели для сети ТВТ у ресивера отсутствуют разъемы SCART, S-Video, RS-232, телефонный разъем, карт-ридер и цепи, связанные с ними. Кроме ТВ и РВ программ ресивер позволяет принимать сервисную информацию: телетекст, субтитры. Для управления и настройки параметров приема служит меню экранной графики OSD.
Полное содержание статьи доступно только в печатном варианте. Вы можете приобрести свежие номера Р&С или оформить подписку в редакции | 
