CATV机顶盒设计的原理与实现
3.1 前端部分
前端部分的主要功能是将有线电视网络传送过来的高频信号经调谐器降为中频信号，经过滤波、放大后将信号送给QAM解调芯片，完成解调制工作。该方案采用MicroTune公司的MT2040 Silicon Tuner调谐器和ST公司的STV0297QAM解调芯片。
前端结构如图3所示。MT2040 Silicon Tuner可以接收48MHz-860MHz的高频信号，并将其转换为用户所需的中频频带上。经过一个表面声波滤波器（SAW Filter）和MT1230中频放大器，将降频后的中频信号传送给STV0297进行QAM解调。
STV0297片内集成有一个高性能的A/D转换器，可以直接对输入的中频信号进A/D采样。STV0297还为AGC提供两路PWM输出，一路提供给Tuner(AGC1),另一路提供给IF Amplifier(AGC2)用于对输入信号进行AGC调节。A/D转换后得到的数字信号经过奈奎斯特滤波器的处理，以达到0.13-0.15的传输滚降系数。信号通过奈奎斯特滤波器后的能量损失是由片内的数字AGC模块来进行补偿的。此外，STV0297还要完成载波恢复、均衡、解交织和FEC解码等工作。载波恢复能消除残留的载波频率和相位的偏移。频道均衡能适当地消除各种回声和线性频道失真。为了减轻脉冲噪声，增加R-S FEC编码的纠错能力，在发送端R-S编码后数据进行了交织，因此，在接收端R-S解码前要进行解交织工作。STV0297中使用的是Forney型解交织器，其默认的解交织深度为12，单元深度为17。由于MPEG数据流头信息对于正确接收信号非常重要，STV0297采用Reed-Solomon 纠错码来保证接收数字比特流的正确性。
3.2 后端部分
后端部分如图4所示。QAM解调器完成信道解码，从载波中分离出包含音、视频和其它数据信息的传输流（TS）。传输流中一般包含多个音、视频流和数据信息。解复用器用来区分不同的节目，提取相应的音频流、视频流和数据流。解复用模块中包含一个解扰引擎，可在传输流层和PES层对加扰的数据进行解扰。其输出是已解扰的PES。视频PES流送入视频解码模块，取出MPEG视频数据，并对MPEG视频数据进行解码，输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟信号经视频输出电路输出。音频PES流送入音频解码模块，取出MPEG音频数据，并对MPEG音频数据进行解码，输出PCM音频数据到PCM解码器，PCM解码器输出立体声模拟音频信号，经音频输出电路输出。对于付费电视，条件接收（CA）模块对音、视频流进行解扰，并采用含有识别用户和进行记帐功能的智能卡，保证合法用户正常收看。
STI5518采用OS20实时嵌入式操作系统（RTOS）。其特点在于它不是非常的庞大，并可以根据用户需求进行裁剪（scalable，通过C语言中的条件编译来实现），但却要求可以在实时的环境中工作，并能在较小的内存空间中运行。OS20为ST公司开发的支持实时处理的操作系统，其CPU为ST20C2+ 32位处理器，支持多任务、内核管理、进程调度和任务优先级等实时特性。
4 结束语
电视数字化是今后发展的趋势，虽然在理论上已经很成熟了，但在具体的实现过程中由于受到诸如现有的有线电视网络为单向网络，不能进行上行数据的回传等问题的限制，需要根据具体情况进行设计方法上的改变。本文中提到的使用Modem进行上行数据回传的方法，可以利用现有的有线电视的传输网络，而不需要进行大规模的线路改造，是目前比较经济实用的一种方案。
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