"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
數(shù)字電視實驗系統(tǒng)方案,數(shù)字電視實驗裝置
一、數(shù)字電視試驗系統(tǒng)構(gòu)成
數(shù)字電視實驗系統(tǒng)由ASTV-2數(shù)字電視實驗裝置、圖像和聲音源(DVD播放器和AS305E彩色電視信號發(fā)生器)、MPEG-2和H.264數(shù)字電視編碼復(fù)用器、DVB-C/ QAM數(shù)字電視調(diào)制器、射頻信號混合器、信號分配網(wǎng)絡(luò)組成。DVD播放器和AS305E彩色電視信號發(fā)生器為系統(tǒng)提供多個圖像和聲音源，數(shù)字電視編碼復(fù)用器則將多個模擬圖像和聲音源數(shù)字化,按照MPEG-2或H.264的標(biāo)準(zhǔn)格式編碼、打包、復(fù)用形成一個傳送碼流（TS）；傳送碼流送往DVB-C/ QAM數(shù)字電視調(diào)制器，調(diào)制到射頻信號上；不同頻率的數(shù)字、模擬射頻信號通過射頻信號混合器混合成一路信號，最后經(jīng)分配網(wǎng)絡(luò)送到各ASTV-2數(shù)字電視實驗裝置。
系統(tǒng)方案涵蓋了數(shù)字電視信源的產(chǎn)生、編碼、傳送、解碼顯示整個過程，從而使學(xué)員，通過數(shù)字電視實驗裝置的各項實驗后，不僅能對數(shù)字電視的原理有實質(zhì)性的了解，而且對整個數(shù)字電視的系統(tǒng)工程也有了較深的認(rèn)識。該系統(tǒng)方案已在許多高等院校實施,系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠和眾多實驗項目得到了眾多老師的認(rèn)可。
數(shù)字電視系統(tǒng)方案圖
二、系統(tǒng)設(shè)備功能介紹
1. ASTV-2數(shù)字電視實驗裝置
ASTV-2數(shù)字電視實驗裝置按照數(shù)字電視的國際、國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,提供了數(shù)字和模擬電視信號接收、圖象與伴音的模數(shù)轉(zhuǎn)換、解碼與顯示的實驗平臺，可作為《數(shù)字電視與圖像通信》課程和數(shù)字電視工程、維修培訓(xùn)的實驗設(shè)備。
它由模擬電視信號接收通道、數(shù)字電視信號接收通道、信號主處理板及LCD顯示屏四大部分組成。
ASTV-2數(shù)字電視實驗裝置功能框圖
模擬電視信號接收處理板功能
由一體化高頻調(diào)諧/解調(diào)器及視、音頻A/D轉(zhuǎn)換模塊組成。接收有線模擬電視射頻信號，并解調(diào)出視頻和音頻模擬信號；模擬視頻和音頻信號（包含外部視音頻輸入）經(jīng)選擇后，分別由視頻和音頻A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生ITU-R601/656的數(shù)字視頻信號及I2S數(shù)字伴音信號，輸出到主處理板中進(jìn)行圖像增強(qiáng)、圖像縮放、格式變換等處理。
數(shù)字電視信號接收/處理板功能
由數(shù)字高頻調(diào)諧器及信道解碼組成，接收有線數(shù)字電視射頻信號，產(chǎn)生并行和串行的TS流，輸出到主處理板中進(jìn)行解復(fù)用、MPEG-2或H264解碼及進(jìn)行圖像增強(qiáng)、圖像縮放、格式變換等處理。
主處理板功能
主處理板以Sigma Design公司的EM8624集成電路為核心，完成TS碼流的解復(fù)用、MPEG-2等視音頻壓縮解碼、數(shù)字圖像增強(qiáng)、圖像縮放及格式變換等處理，處理后的RGB數(shù)字電視信號經(jīng)電平變換電路變換成低電平的差分信號LVDS，驅(qū)動LCD熒光屏工作。同時數(shù)字視頻和音頻信號分別由視頻和音頻D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬的視頻和音頻信號輸出。
基本實驗內(nèi)容 （十四個） 附有《ASTV-2數(shù)字電視實驗指導(dǎo)書》許志祥教授主編
|
實驗 序號 |
系統(tǒng)功能 實驗 |
模擬接收通道及模擬 視、音頻信號數(shù)字化實驗 |
數(shù)字接收 通道實驗 |
LCD顯示 實驗 |
|
一 |
系統(tǒng)總體功能 |
|
|
|
|
二 |
|
高頻調(diào)諧器的性能研究 |
|
|
|
三 |
|
模擬視頻信號數(shù)字化（A/D變換） |
|
|
|
四 |
|
視頻圖像質(zhì)量參數(shù)的調(diào)整 |
|
|
|
五 |
|
亮色延遲對視頻質(zhì)量的影響 |
|
|
|
六 |
|
數(shù)字電視信號及圖像縮放模式 |
|
|
|
七 |
|
模擬音頻信號數(shù)字化（A/D變換） |
|
|
|
八 |
|
數(shù)字音頻參數(shù)的調(diào)整 |
|
|
|
九 |
|
|
QAM解調(diào)及信道解碼的研究 |
|
|
十 |
|
|
MPEG專用信息（PSI）分析 |
|
|
十一 |
|
|
MPEG參數(shù)調(diào)整對圖像影響 |
|
|
十二 |
|
|
圖像縮放、格式變換的研究 |
|
|
十三 |
|
|
視音頻編解碼延遲的研究 |
|
|
十四 |
|
|
|
LCD與主板接口的研究 |
|
十五 |
|
|
|
DVB-C數(shù)字高頻調(diào)諧器軟件控制（學(xué)生自己編寫程序） |
主要技術(shù)性能
模擬射頻輸入（ATV-RF）：頻率范圍 （46.25MHz～865.25MHz）
輸入幅度 (60～90dBuV)
輸入阻抗 75Ω ，同軸支持制式 PAL，NTSC
數(shù)字射頻輸入(DVB-C)：頻率范圍 （52.5MHz～858MHz）
輸入幅度 (50～80dBuV)
輸入阻抗 75Ω ，同軸
調(diào)制方式 16QAM，32QAM，64QAM，128QAM，256QAM
視頻輸入: VIDEO，S-VIDEO輸入，YCrCb輸入,
輸入幅度 1Vp-p
輸入阻抗 75Ω ，同軸
模數(shù)轉(zhuǎn)換取樣頻率：13.5MHz/6.75MHz/6.75MHz
音頻輸入: 頻率范圍 (20HZ～20KHz)
輸入幅度(3Vp-p～5Vp-p)
輸入阻抗 47KΩ，RCA
模數(shù)轉(zhuǎn)換取樣頻率：32KHz～96KHz
輸出接口： VIDEO、S-VIDEO、YPrPb、VGA、LVDS、HDMI、音頻輸出
其他接口： USB、RJ45、RS232
支持編解碼格式：MPEG2/MPEG4/H.264
主處理器：SGIMA DESIGN（EM8625）高清雙核解碼芯片
實驗箱自帶彩條，灰度測試信號，能幫助完成特定的實驗項目
支持SD/CF卡內(nèi)TS流直接播放
15寸 LCD彩色液晶顯示器（實驗箱自帶）
實驗箱具有良好的的人機(jī)軟件操作界面
數(shù)字電視實驗箱為獨立單臺設(shè)備
系統(tǒng)軟件和實驗教材：實驗箱系統(tǒng)軟件：U盤；實驗教材：紙制+U盤
2.AS305E 彩色電視信號發(fā)生器
AS305E型彩色電視信號發(fā)生器是一種全頻道、多制式模擬彩色電視信號發(fā)生器。它采用了中頻殘留邊帶調(diào)制再變頻的射頻模式，確保了信號在整個電視帶寬內(nèi)有一致的特性；能提供彩條、灰度、方格等多種的測試信號輸出，可作標(biāo)準(zhǔn)級的電視信號源使用。信號發(fā)生器信號源的頻道、頻率、電視制式、輸出電平都在一個液晶屏上同時展示出來。它能為數(shù)字電視實驗系統(tǒng)提供一個優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的模擬信號源。
主要技術(shù)性能
視頻信號輸出幅度≥1.5Vp-p(0～1.5Vp-p可調(diào))/75Ω
視頻信號方式彩條，灰度，方格，黑白格，多波群，紅、綠、藍(lán)、白單色，矢量，圓等。
視頻載波頻率范圍45MHz～871.25MHz (頻率合成)
視頻載波頻率誤差≤7×10－5
視頻載波輸出幅度50～110 dBuV/75Ω可調(diào)（分辨率 1dB）
彩色電視工作制式 PAL/B.G.， PAL/I， PAL/D.K
內(nèi)音頻信號1kHz±10％ 正弦波
3.AS3200 四合一MPEG-2數(shù)字電視編碼器
AS3200 MPEG-2 四合一編碼器(四個IP輸出)是一種易于使用的、功能強(qiáng)大MPEG-2編碼器，在普通的四合一標(biāo)清編碼器基礎(chǔ)上，增加四個IP輸出SPTS功能，支持模擬復(fù)合視頻以及單聲道或模擬立體聲等。壓縮數(shù)據(jù)輸出接口為RJ45，壓縮方式為MEPG-2 MP@ML，編碼器能對最多4路模擬音視頻信號進(jìn)行實時編碼，并生成4路SPTS通過不同的IP地址或端口號輸出，還可選擇其中一路SPTS通過ASI輸出。該設(shè)備完全符合MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，它能為數(shù)字電視實驗系統(tǒng)提供一個優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)清數(shù)字信源。
主要技術(shù)性能
音頻輸入 4組非平衡模擬立體聲，BNC接口
音頻編碼方式MPEG-1 Audio Layer 2
音頻采樣率48KHz，44.1KHz，32KHz
音頻采樣精度 24bit
音頻碼率 每個通道32Kb/s~384Kb/s
視頻輸入 4路CVBS視頻輸入，BNC/75Ω接口，PAL，NTSC標(biāo)清信號
視頻編碼方式 MPEG-2 MP@ML(4:2:0)視頻編碼，高級視頻預(yù)處理
視頻分辨率 720×480_60i，720×576_50i(D1)
544×480_60i，544×576_50i(3/4D1)
352×480_60i，352×576_50i(HD1)
480×480_60i，480×576_50i(2/3D1)
色度采樣格式4:2:0
色度采樣格式4:2:0
比特率每通道0.8Mbps~20Mbps
碼率控制CBR/VBR
GOP類型IBBP
視頻預(yù)處理去隔行，噪聲抑制，銳化
TS碼流輸出2路ASI輸出，BNC接口，IP輸出4 SPTS，10/100M網(wǎng)絡(luò)接口（UDP單播/多播）
4.DVB-C QAM6200數(shù)字電視調(diào)制器DVB-C QAM6200調(diào)制器是按照我們國家有線數(shù)字視頻廣播標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)出的高性能數(shù)字電視調(diào)制器。它能對來自編碼器、復(fù)用器、DVB網(wǎng)關(guān)、加擾機(jī)、視頻服務(wù)器等設(shè)備的TS傳輸碼流信號，進(jìn)行RS編碼、卷積交織和編碼處理，最終以QAM調(diào)制方式調(diào)制在RF射頻信號上輸出。
主要技術(shù)性能
輸入碼流格式 ASI / 一路 BNC/75Ω 接口
調(diào)制標(biāo)準(zhǔn) EN300 429/ITU-T J.83A/B/C，GB/T170
符號率 5.000~9.999Msps，1ksps步進(jìn)
調(diào)制星座16、32、64、128、256QAM
5.射頻信號混合器射頻信號混合器用于將數(shù)字和模擬的多路信號混合在一起，便于信號在一根電纜中傳送。
主要技術(shù)性能
工作頻率范圍：45 MHz～870 MHz
插入損耗 8±1 dB （四輸入混合器）
6.信號傳輸分配系統(tǒng)
信號分配系統(tǒng)以分支、分配器和同軸電纜線組成,通過它將射頻信號穩(wěn)定而可靠饋送到各實驗位。
主要技術(shù)性能
工作頻率范圍45 MHz～870 MHz
實驗位電平范圍數(shù)字射頻信號電平 65±5 dBuV/75Ω
模擬射頻信號電平 75±5 dBuV/75Ω
