如何選擇數(shù)字電視前端接收芯片

2. 消噪聲電路

接收機(jī)中的噪聲一方面源自熱噪聲，另一方面源自接收機(jī)內(nèi)部噪聲。接收機(jī)內(nèi)部噪聲又包括量化噪聲、均衡器的自適應(yīng)噪聲，鎖相環(huán)(PLL)的剩余噪聲等等。對(duì)熱噪聲只能用濾波的辦法使之減少。量化噪聲可以通過(guò)提高接收機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)的精度和內(nèi)部運(yùn)算精度來(lái)改善。鎖相環(huán)(PLL)的剩余噪聲可以利用動(dòng)態(tài)參數(shù)鎖相環(huán)的技術(shù)來(lái)降低。

3. 消干擾電路

ATSC接收機(jī)的干擾主要是鄰頻和同頻的NTSC和ATSC干擾。尤其以鄰頻NTSC干擾最為嚴(yán)重。這是因?yàn)橄骂l道的伴音載頻離有用信號(hào)只有0.25MHz，而上頻道的圖像載頻離有用信號(hào)只有1.25MHz。這就要求接收機(jī)有經(jīng)過(guò)良好設(shè)計(jì)的濾波電路和剩余窄頻干擾消除電路。干擾信號(hào)有時(shí)比有用信號(hào)大得多，所以要求接收機(jī)有大的動(dòng)態(tài)范圍。增加接收機(jī)模數(shù)轉(zhuǎn)換的精度有利于提高接收機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍。

4. 抗相位抖動(dòng)電路

相位抖動(dòng)多為調(diào)諧器受外界干擾而產(chǎn)生。最大的干擾來(lái)自供電回路。所以相位抖動(dòng)的頻率大多為供電頻率的倍數(shù)。在美國(guó)，相位抖動(dòng)的頻率多為60HZ或120HZ。其它引起相位抖動(dòng)的因素包括傳播介質(zhì)的變化和天線的抖動(dòng)。但這些因素引起的相位抖動(dòng)頻率要低得多。傳統(tǒng)的抗相位抖動(dòng)的方法是在自適應(yīng)判決反饋均衡器后面加相位跟蹤器。這種辦法沒(méi)有去掉相位抖動(dòng)對(duì)自適應(yīng)判決反饋均衡器的影響。更好的辦法是在自適應(yīng)判決反饋均衡器前將相位抖動(dòng)的影響去掉，這樣，均衡器將可以更好地對(duì)信道回波進(jìn)行均衡。

一個(gè)具備良好的抗相位抖動(dòng)能力的接收機(jī)可以在一定程度上降低整機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的工藝要求。同時(shí)也可以減輕對(duì)調(diào)諧器的要求，從而降低成本并提高整機(jī)的穩(wěn)定性。

ATSC接收機(jī)的測(cè)試方法

可以看出，一個(gè)好的地面數(shù)字電視接收機(jī)應(yīng)該有合理的回波消除范圍，以及較大的白噪聲容忍度和良好的抗干擾能力。那么，如何測(cè)試和評(píng)估一個(gè)接收機(jī)的性能呢？

ATSC委員會(huì)對(duì)ATSC接收機(jī)的性能有一個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)A/74，該標(biāo)準(zhǔn)主要描述接收機(jī)的靜態(tài)性能。接收機(jī)的動(dòng)態(tài)性能是很難描述的，到目前為止并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)。接收機(jī)的靜態(tài)性能可以用羅德施瓦茨公司的SFQ來(lái)測(cè)試，SFQ可以測(cè)試接收機(jī)的信噪比。一般的接收機(jī)都可以在2.5*10-4包誤碼率情況下達(dá)到15.5dB，好的接收機(jī)可以達(dá)到15.3dB以下。

SFQ還可以測(cè)試不超過(guò)5個(gè)點(diǎn)的離散靜態(tài)和動(dòng)態(tài)回波。不過(guò)，SFQ的動(dòng)態(tài)回波只是在固定的回波時(shí)延上加上不同的相位，而不是真正意義上的動(dòng)態(tài)回波，真正的動(dòng)態(tài)回波的時(shí)延和相位都是可變的。需要指出的是，羅德施瓦茨公司最新的SFU已經(jīng)具備了測(cè)量離散動(dòng)態(tài)回波(包括時(shí)延和相位)的能力。而市面上還沒(méi)有好的商用儀器可以測(cè)試連續(xù)回波，原因之一是這類(lèi)回波并沒(méi)有很好的模型可以描述。

通常廠家只給出單個(gè)回波的最大前向和后向時(shí)延測(cè)試結(jié)果，這在實(shí)際應(yīng)用中沒(méi)有太大意義，因?yàn)閹缀鯖](méi)有任何情況下的回波是單個(gè)的。測(cè)量接收機(jī)能夠同時(shí)處理的兩個(gè)回波的最大時(shí)延差，可以更好地了解接收機(jī)對(duì)靜態(tài)離散回波的處理能力。一般好的接收機(jī)能夠處理的最大時(shí)延差可以達(dá)到50微秒以上。

對(duì)于消干擾電路的測(cè)試主要基于對(duì)鄰頻干擾和同頻干擾的測(cè)試。其中又分為數(shù)字鄰頻干擾、同頻干擾和模擬鄰頻干擾、同頻干擾。一般可以用SFQ再加另一臺(tái)數(shù)字或模擬電視信號(hào)發(fā)生器和一個(gè)混合電路。不過(guò)要精確地控制和測(cè)量混和信號(hào)中有用信號(hào)和干擾信號(hào)的功率并不是一件容易的事。一般的ATSC接收機(jī)應(yīng)可以做到40dB以上的抗鄰頻干擾能力和抗-15dB數(shù)字2dB模擬同頻干擾能力。羅德施瓦茨公司最新的SFU在這方面有很大改善。

考慮到真正的靜態(tài)模型在實(shí)際應(yīng)用中是不存在的，所以上面談到的靜態(tài)測(cè)試結(jié)果不一定就與實(shí)際用戶經(jīng)驗(yàn)有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。也就是說(shuō)，靜態(tài)測(cè)試性能好的接收機(jī)不一定在實(shí)際應(yīng)用中就有好的表現(xiàn)。正是考慮到這一點(diǎn)，人們常用ATSC RF測(cè)試集來(lái)評(píng)價(jià)ATSC接收機(jī)的性能。ATSC RF測(cè)試集是由ATSC標(biāo)準(zhǔn)制定委員會(huì)記錄的，由不同廠家用不同天線在美國(guó)不同地點(diǎn)實(shí)地采集到的ATSC數(shù)字信號(hào)。

ATSC RF測(cè)試集由50個(gè)信號(hào)采樣組成。對(duì)每個(gè)信號(hào)序列的測(cè)試結(jié)果分為四類(lèi)：第一類(lèi)圖像無(wú)干擾；第二類(lèi)圖像有干擾但無(wú)間斷；第三類(lèi)圖像有間斷；第四類(lèi)無(wú)完整圖像。好的接收機(jī)的結(jié)果中第一、二類(lèi)的結(jié)果應(yīng)占50%以上，但是這個(gè)信號(hào)集并不是完美無(wú)暇的。由于這些信號(hào)主要是在美國(guó)東部紐約和華盛頓附近采集的，

它們主要反映了平原地區(qū)大城市附近的情況，對(duì)美國(guó)中西部的山區(qū)，湖區(qū)環(huán)境則代表性不足。但由于這個(gè)ATSC RF信號(hào)集是公開(kāi)的，由多個(gè)廠商聯(lián)合完成的，有準(zhǔn)確的記錄，所以可用來(lái)比較公正地測(cè)試不同接收機(jī)在特定環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)。

另一個(gè)常提到的測(cè)試是巴西測(cè)試集。巴西測(cè)試集由五組不同的靜態(tài)離散回波參數(shù)組成，每組不超過(guò)五個(gè)靜態(tài)離散回波。綜合上面的敘述，我們知道真正的離散靜態(tài)模型在實(shí)際應(yīng)用中是不存在的，所以巴西測(cè)試集多為市場(chǎng)考量。羅德施瓦茨公司的SFQ可用于測(cè)試巴西測(cè)試集。加拿大通訊研究中心(CRC)是一個(gè)可以提供ATSC接收機(jī)測(cè)試的一個(gè)第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)。它無(wú)疑對(duì)那些沒(méi)有能力購(gòu)置大量?jī)x器的廠家提供了一個(gè)測(cè)試選擇。CRC現(xiàn)在可以提供ATSC接收機(jī)的靜態(tài)測(cè)試包括巴西測(cè)試集和ATSC RF測(cè)試集的測(cè)試。除了簡(jiǎn)單地改變靜態(tài)回波的相位外，CRC不做動(dòng)態(tài)回波測(cè)試。但ATSC RF測(cè)試集的測(cè)試結(jié)果對(duì)接收機(jī)的實(shí)際應(yīng)用具有參考價(jià)值。

綜上所述，在地面數(shù)字電視接收系統(tǒng)中，要想獲得良好的接收效果，一款具備高質(zhì)量解調(diào)能力的數(shù)字電視接收芯片是關(guān)鍵所在。這類(lèi)芯片應(yīng)該具備接收靈敏度高、抗干擾、消回波及糾錯(cuò)能力強(qiáng)等特性。數(shù)字電視的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，要設(shè)計(jì)一個(gè)性能優(yōu)良的數(shù)字電視接收機(jī)方案，必須選對(duì)設(shè)計(jì)方案中的關(guān)鍵芯片，包括前端的解調(diào)接收芯片及后端的解碼、顯示處理芯片。只有將它們最優(yōu)組合后才能在電視機(jī)上呈現(xiàn)出最佳顯示效果，讓人們真正享受到高清視覺(jué)的體驗(yàn)。