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标题: 数字电视机顶盒 [打印本页]

作者: 过路客人 时间: 2012-6-4 10:46
标题: 数字电视机顶盒

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第一章  机顶盒技术基础 3
1.1 概述 3
1.2  机顶盒分类 3
1.3 机顶盒主要技术 3
1.4 数字电视的特点 6
1.5 数字电视可以开展的综合业务、基本业务 7
第二章机顶盒工作原理组成框图 7
2.1 机顶盒信号处理流程 7
2.2 信号解调流程图 8
2.3 系统框图及工作原理 9
2.4 电源板原理图（芯片DM0265） 10
第三章机顶盒维修基础 11
3.1 机顶盒维修应遵循的基本原则 11
维修的基本方法及注意事项 11
3.3 各类故障现象释义 13
3.4 机顶盒调试流程 14
3.5 机器软、硬件及条码说明 14
3.6 各类故障检修流程 15
3.7 故障维修实例 23
3.8 维修及相关规范 25
附录一知识拓展 27

第一章  机顶盒技术基础
1.1 概述
   近年来，由于数字压缩技术和数字传输技术的突破性发展，数字视频广播正给广播电视事业带来新一轮的技术革命，尤其数字电视采用MPEG2 方式压缩后，用QAM（QPSK、OFDM）调制，以其节省频率资源、高质量的音视频质量，可提供多种增值业务，便于加解扰和实施收费管理等特点，在全世界都得到了迅猛发展。由于高清晰度电视受显示器件的制约，价格持续偏高，以欧洲DVB为标准的标准清晰度数字电视广播方式，在全世界普及最为成功，在各国都得到普遍应用，近年来在欧洲、北美每年都有上千万台接收机销售。逐步淘汰现有的模拟电视，全面实现电视广播技术的数字化是必然发展趋势，这为中国的电视制造业提供了新一轮的发展机遇。
数字机顶盒(Digital Set Top Box)是为保证消费者从传统的模拟电视时代平滑过度到数字电视时代而产生的消费电子产品。随着数字电视的不断发展,数字机顶盒可以同时给制造厂商和消费者提供不同的解决方案,以适应各种不同的数字电视需求。通过数字机顶盒，不仅可以提供丰富的节目内容，而且改变了收看电视的传统方式。

1.2  机顶盒分类
按信号源分类：
(DVB-C) 有线数字电视机顶盒
(DVB-S) 卫星电视机顶盒
(DVB-T、DMB)地面数字电视机顶盒
按清晰度分：
PDTV    普通清晰度电视
SDTV    标准清晰度电视640*480
HDTV    高清晰度电视1920*1080 或 1280*720

1.3 机顶盒主要技术
NVOD(准视频点播)：
把一组相同节目按不同的开始时间在不同的数字频道中播放，这样一来，用户在指定的时间段里随时打开电视，不用等太长时间就可以从头收看到播出的节目。
数据广播：
网页文件通过调制复用以TS流的形式传送到用户端，通过机顶盒在电视机上显现出来。
1.3.3 软件在线升级
软件在线升级是数据广播（Data Carousel）的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。
1.3.4 实时操作系统（RTOS）
实时操作系统负责本地资源和网络资源的管理，提供基本的操作功能和设备的访问控制。在启动机顶盒时，由引导程序通过网络从中心控制系统下载，深圳迪科网视通数字机顶盒的RTOS在设计上采用从FLASH ROM引导，其引导程序功能包括：a系统自检。对系统部分硬件进行检测，如DRAM等；b系统设置。用户可通过遥控器对系统必要的参数进行设置，如基本频率、辅助频率、符号率、DTV节目信息表等；CDTV功能。用户在无点播服务的情况下，可看数字电视节目；d系统升级。通过判别系统或台标的名称和版本号，下载升级FLASH ROM中的系统或台标数据。
1.3.5 信道解码
数字电视机顶盒中的信道解码电路相当于模拟电视机中的高频头和中频放大器。在数字电视机顶盒中，高频头是必须的，不过调谐范围包含卫星频道、地面电视接收频道、有线电视增补频道。根据DTV目前已有的调制方式，信道解码应包括QPSK、QAM、OFDM、VSB解调功能。
1.3.6 信源解码　
模拟信号数字化后，信息量激增，必须采用相应的数据压缩标准。数字电视广播采用MPEG－2视频压缩标准，适用多种清晰度图像质量。音频目前则有AC－3和MPEG－2两种标准。信源解码器必须适应不同编码策略，正确还原原始音、视频数据。
1.3.7 嵌入式CPU
　　嵌入式CPU是数字电视机顶盒的心脏，当数据完成信道解码以后，首先要解复用，把传输流分成视频、音频，使视频、音频和数据分离开，在数字电视机顶盒专用的CPU中集成了32个以上可编程PID滤波器，其中两个用于视频和音频滤波，其余的用于PSI、SI和Private数据滤波。CPU是嵌入式操作系统的运行平台，它要和操作系统一起完成网络管理，显示管理、有条件接收管理（IC卡和Smart卡）、图文电视解码、数据解码、 OSD、视频信号的上下变换等功能。为了达到这些功能，必须在普通32～64位CPU上扩展许多新的功能，并不断提高速度，以适应高速网络和三维游戏的要求。
1.3.8 MPEG－2解码
　　MPEG－2是数字电视中的关键技术之一，目前实用的视频数字处理技术基本上是建立在MPEG－2技术基础上，MPEG－2 是包括从网络传输到高清晰度电视的全部规范。MP@LL用于VCD，可视电话会议和可视电话用的H.263和H.261是它的子集。MP@ML用于 DVD、SDTV，MP@MH用于HDTV。
　　MPEG－2图像信号处理方法分运动预测、DCT、量化、可变长编码4步完成，电路是由RISC处理器为核心的ASIC电路组成。
　  MPEG－2解压缩电路包含视频、音频解压缩和其它功能。在视频处理上要完成主画面、子画面解码，最好具有分层解码功能。图文电视可用APHA迭显功能选加在主画面上，这就要求解码器能同时解调主画面图像和图文电视数据，要有很高的速度和处理能力。OSD是一层单色或伪彩色字幕，主要用于用户操作提示。
　　在音频方面，由于欧洲DVB采用MPEG－2伴音，美国的ATSC采用杜比AC－3，因而音频解码要具有以上两种功能。
1.3.9 中间件（Middle Ware）
中间件是一种将应用程序与底层的操作系统、硬件细节隔离开来的软件环境，它通常由各种虚拟机构成。如HTML虚拟机、JavaScript虚拟机、Java虚拟机、MHEG-5虚拟机等。一个完整的数字机顶盒由硬件平台和软件系统组成，可以分为4层，从底层向上分别为：硬件、底层软件、中间件、应用软件。硬件提供机顶盒的硬件平台；底层软件提供操作系统以及各种硬件驱动程序；应用软件包括本机存储的应用和可下载的应用；中间件将应用软件与依赖硬件的底层软件分隔开来，使应用不依赖于具体的硬件平台。

1.4 数字电视的特点
1.4.1 节省频率资源
采用了MPEG2 压缩编码技术和高效的通道编码方法，频道资源得到释放。原来一套模拟节目要占用8兆带宽，现在8兆带宽可传输4-6套有线数字电视节目，数字电视频道数量将成倍增加。利用现有的8MHz的一个模拟电视频道，可传输4—8套质量较高的数字电视节目，用户对节目的可选度高，提供更多的节目和业务。
1.4.2 安全播出得到保证
采用数字技术后通过数字机顶盒可以对每套节目，每个用户进行管理。不仅提高了管理水平，还从根本上解决了非法插播和偷接问题，用户收视费可以通过银行自动划帐。可方便实现加密、解密和加扰、解扰功能，便于专业应用以及广播应用（特别是开展各类计费业务）。而条件接收系统的应用，可以实现用户和业务的良好管理。
1.4.3 服务领域极大拓宽
数字电视不仅可以提供节目、公共服务，还可以提供电子节目指南、天气、股票等多种信息，使广电与国际互联网、语音系统等其他资讯服务融合。系统采用了开放的中间件技术，能实现各式各样的交互式应用，易于实现信号存储，而且存储时间与信号的特性无关，易于开展多种增值业务。
1.4.4 交互式服务
通过电话MODEM、CABLE MODEM实现交互应用：VOD、交互游戏、远程教育、网上购物、网上收费、电子广告等。
1.4.5 节目信号质量明显提高
节目信号比现在模拟信号画面更清晰、音质更优美、抗干扰能力强。数字电视信号的传输不象模拟信号受在传输过程中噪声积累的影响，且不受地理因素的限制，几乎可以无限扩大覆盖面，在接收端收看到的电视图像及收听到的声音质量非常接近演播室水平。此外，数字电视的音频效果好，可支持五声道的杜比数码（AC-3）5.1环绕立体声家庭影院服务。
1.4.6 中间件
   系统采用了开放的中间件技术，能实现各式各样的交互式应用。
1.4.7 易存储
   易于实现信号存储，而且存储时间与信号的特性无关，易于开展多种增值业务。
1.4.8 向上兼容
   由于保留了现有模拟电视视频格式，用户端仅需加装数字电视机顶盒即可接收数字电视节目。
1.4.9 抗干扰能力强
   数字电视不易受外界的干扰，避免了串台、串音、噪声等影响。
1.5 数字电视可以开展的综合业务、基本业务
   数百套电视节目，及数字广播节目电视扩展业务数据广播、NVOD等增值业务,双向网络的交互式应用互联网接入、网上购物、远程教学、远程医疗、电子邮件计算机联网、数据通讯、家庭保安监控等。

第二章机顶盒工作原理组成框图
2.1 机顶盒信号处理流程
调谐器对输入的47—862MHz范围内的QAM调制信号进行调谐变频，产生中频信号送STV0297，STV0297进行QAM解调，解调后将TS流信号再输入QAMI5516主芯片，QAMI5516对输入的TS流进行解复用，MPEG2视频解码，MPEG2音频解码，解码后的视频信号经视频编码器编码以S—VIDEO和CVBS方式输出，QAMI5516输出的音频差分信号经滤波放大后以R，L立体声方式输出。
有线电视数字机顶盒的解调实际为信源编码和业务复用、信道编码和调制传输处理的逆过程。其基本功能是接收数字电视广播节目。如下图所示，调谐模块接收射频信号并下行变频为中频信号，然后进行A/D转换为数字信号，再送入QAM解调模块进行QAM解调，输出MPEG传输流的串行或并行数据。解复用模块接收MPEG传输流，从中抽出一个节目的PES数据，包括视频PES、音频PES以及数据PES。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，然后输出到PAL/NTSC编码器，编码成模拟电视信号，再经视频输出电路输出。音频PES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。

2.2 信号解调流程图

2.3 系统框图及工作原理

工作原理：机器的相关软件程序存贮在FLASH芯片里，正常开机使各电路上电，待CPU复位后，74HCU04电路实现27M基准时钟输出给ST5516；随后CPU发出指令将软件从FLASH中调入SDRAM动态存贮器里运行，然后再将程序调入ST5516里完成开机过程。FLASH与ST5516之间的数据通讯通过EMI总线实现，SDRAM与ST5516之间的数据通讯通过SMI总线实现。完成开机后通过高频头解调，主芯片解码，最终输出模拟音视频信号。

2.4 电源板原理图（芯片DM0265）

第三章机顶盒维修基础
3.1 机顶盒维修应遵循的基本原则
3.1.1 进行维修判断须从最简单观察做起，主要包括：
1)  机顶盒周围的环境情况——位置、电源、连接、其它设备、温度与湿度等；
2)  机顶盒所表现的现象、显示的内容，及它们与正常情况下的异同；
3)  机顶盒内部的环境情况——灰尘、连接、器件的温度、颜色、形状、气味等；
4)  机顶盒的软硬件配置——软件版本、参数设置等。

3.1.2 在维修过程中，一定要注意，必须通过认真的观察后，才可进行判断与维修。根据观察到的现象，须遵循“先想后做”的原则，主要包括以下几个方面：
   1)  先想好怎样做、从何处入手，再实际动手。也可以说是先分析判断，再进行维修；
   2)  对于所观察到的现象，尽可能地先查阅相关的资料，看有无相应的技术要求、使用特点等，然后根据查阅到的资料，结合下面要谈到的内容，再着手维修；
   3)  在分析判断的过程中，要结合自己已掌握的知识、经验来进行判断，对于自己不太了解的，一定要先向有经验的工程师咨询，寻求帮助。
3.1.3    机顶盒维修必须遵循“先软后硬”的原则
在整个维修判断的过程中，须先判断是否为软件故确定软件无问题后，障，如果故障仍存在，则再从硬件方面着手检查。
3.1.4    在维修过程中要分清主次，即“抓主要故障”
在检查故障现象时，有时可能会看到一台故障机有两种或两种以上的故障现象（如：启动过程中无显示，但机器在启动，同时启动完后，有死机的现象等）。此时，应该先判断并维修主要的故障现象，当主要故障修复后，再维修次要故障，有时可能次要故障现象已不需要维修了（因为有可能在处理主要故障现象的同时就把次要故障同时修复了）。
  维修的基本方法及注意事项
3.2.1  观察法
   观察，是维修判断过程中第一要点，它贯穿于整个维修过程中。观察不仅要认真，而且要全面，其内容包括：
   1)  机器工作的外部环境（如接插头、座和孔等）；
   2)  软件是否损坏；
   3)  用户操作的习惯、过程、时段；
3.2.2  替换法
   替换法是用好的板卡去代替怀疑有故障的板卡，以此判断确定故障部件，替换的顺序一般为：
   1)  根据故障的类别，来判断需要进行替换的板卡；
   2)  按先简单后复杂的顺序进行替换。如：先 SM 板、显控板、电源板，后主板；
   3)  首先检查与故障板卡相连接的连接线、信号线等，其次替换怀疑有故障的板卡，再替换供电部分，最后替换与之相关的其它板卡；
   4)  从板卡的故障率高低来确定最先替换的板卡，故障率高的板卡应先进行替换。
3.2.3 比较法
3.2.4 升降温法

3.2.5 敲打法
   敲打法一般用在怀疑机器中的某板卡、排线有接触不良、芯片虚焊的故障时，通过振动、适当的扭曲，甚或用橡胶锤敲打板卡或排线来使故障再现，从而判断故障部位的一种维修方法。
3.2.6 对产品进行清洁
   某些故障，可能由于机器内灰尘、异物较多或腐蚀等原因引起，因此要求我们在维修过程中，须认真观察故障机内、外部是否有较多的灰尘或其他异物及是否有腐蚀痕迹。如果有上述情况，须先清理后再进行后续的判断维修。在进行清洁过程中，需注意以下几个方面：
3.2.7 机顶盒使用过程注意事项
长时间不用本机器时，请拔下交流电源插头，把机器安放在平稳、干净、通风以及无热源的环境中；不要将机器置于床、沙发、布匹或类似物料上，以免影响机器散热等；不可在机器中上放置重物或踩踏机器，也不要用湿手接触电源线；不要将装有液体的东西（譬如花瓶）放在接收机上，当有液体流入机内时，请立即切断电源，这样可避免短路或遭受电击、火灾同时请售后服务人员进行维修；
为防止电击，机顶盒要由有资格的专业人员维修不要擅自打开机顶盒，不正确的修理可能产生严重的结果―――导致火灾甚至人员伤亡。
3.3 各类故障现象释义
1）、不开机：指机顶盒通电后，只亮黄、绿灯（无数码管显示信息）、无视频画面输出；
2）、开机无视频输出：指打开机顶盒电源后，面框数码管显示正常，且开机后伴音正常，但无视频输出画面；
3）、马赛克：指正常收看节目时，间断或者连续出现的画面停顿现象；
4）、读卡无效：指通过读卡器无法读取出智能卡里的相关信息（电视画面显示“无效智能卡”）；
5）、手动升级：指机顶盒通电后，视频画面显示“程序校验失败”，出现手动升级对话框；
6）、不通电：指打开机顶盒电源后，面框数码管、黄绿灯均无显示，且AV无音、视频输出；
7）、反复重启：指机顶盒通电后自动重复开关机（即面框重复显示BS）；
8）、死机：机顶盒正常收看过程中，偶尔出现的画面静止（白屏/蓝屏/绿屏/红屏等）且遥控、面框按键均失灵；
9）、图异：开机后视频画面显示异（花屏）；
10）、无音或音异：开机后正常收看节目时，AV图象画面显示正常，R、L通道均无伴音或噪音；
11）、无信号：开机后无法收看节目（面框“黄”指示灯无显示，电视画面显示“信号中断，请检查信号线是否连接正常！”）
3.4 机顶盒调试流程
3.4.1 在机器通电前须先了解随机故障跟踪卡上故障描述，通电后先针对描述故障进行调试、确认，调试内容包括：
1)、整机按键：有无死键、按键乱码、按键掉漆等现象；
2)、音视频：图像显示是否正常，有无绿屏、花屏；声音是否过小或有无杂音；
3)、智能卡：插入智能卡后，在系统设置菜单里CA相关信息项，检查是否读出智能卡号及Verify号信息，并与机器外部Verify号核对；如果不符，则会出现无法绑定情况；
4)、遥控：检查机器能否正常接收遥控信号，包括无遥控、响应遥控指令慢等；
5)、面板显示：检查数码显示管显示是否缺笔、灰暗、显示框有无异物等，及状态指示灯是否工作正常；
6)、信号：在自动搜索状态下，能否接收所有频点节目信息，即有无少台现象，且是否存在无信号、马赛克等现象；
7)、软件版本：在系统设置里检查机器机号及系统版本，并与产品外部机号进行核对；如软件版本不是最新版本时，必须升级至最新版本；
8)、对调试后未发现故障的机器，须单独区分，进行老化；对确定已修复或老化后故障未现的机器须恢复出厂设置，并在恢复出厂设置背景下输入2417684，以清空授权信息；
3.6 各类故障检修流程
3.6.1  电源故障检修流程




3.6.2、无彩色检修流程

3.6.3、伴音故障检修流程





3.6.4、无视频检修流程



3.6.5、无信号检修流程

3.6.6、图异（花屏）检修流程

3.6.8、面框显示异检修检修流程



3.6.9、读卡无效故障检修流程



3.6.10、按键无效故障检修流程



3.6.12、软件及相关故障检修流程



3.7 故障维修实例
实例一无伴音，图象正常
　首先通电检测电源5V、12V供电正常（D/A转换和声音放大芯片需该两组电压），再测量主板上位号为LA2（5V）、LA3（12V）供电正常。检查供电正常后，便将视频线接上机器，音频线触碰RC4558（音频放大芯片）第1、7脚发现仍无音，逐级往前排查，音频线触碰PCM1753（D/A转换芯片）第2脚，发现有微弱声音，证明主芯片声音输出正常，但7、8脚输出无音，因此疑PCM1753故障，经更换后开机已有声音输出，故障排除。
实例二无信号
　首先测量高频头各引脚电压，其他各脚电压正常，发现第三脚5V电压只有1.6V，逐级往前排查，测得RL14一端为5V，另一端则为1.6V，因此疑该贴片电阻失效，更换后电压正常；但开机测试仍无信号。于是再测量25M晶振（XL1）电压，测得电压为1.6V（正常电压为1V）因此怀疑是25M晶振故障，更换后开机信号正常，故障排除。
实例三无信号
　测得高频头其他各脚电压正常，但第8脚32V电压只有5V，于是检查电源板供电是否正常，经检测电源板32V输出只有5V，测量ZRU2（D09）输出电压正常（32V），但通过W574（N04）稳压输出后电压只有5V，因此疑W574坏，更换后测量高频头各引脚电压正常，但开机后仍无信号。再检测25M晶振电压正常（但不排除失效可能，因失效后电压仍然正常），于是更换晶振，但更换后仍无信号。最后再检测1.8V供电（供主芯片解复用，由芯片693218（ICP1）3.3V转1.8V而成），发现转换后供主芯片1.8V电路中色环电感（LL3）开路，更换LL3后开机信号正常，故障排除。
3.8 维修及相关规范
3.8.1 维修现场：维修现场须保持整洁，所有机器必须摆放整齐，并做好外观保护措施和相关标识；保持维修台面的整洁，严禁在台面上乱扔镙钉及锡渣，以消除在维修过程中存在安全隐患。
3.8.2 质量控制：
1)、严防静电：上岗维修前必须严格做好防静电措施，配戴防静电手腕（接地阻值950千欧至1.05兆欧），穿防静电工作服，严禁将毛衣等化纤衣服裸露；工装设备必须严格接地，工装台须可靠接地且必须安装有防静电橡胶皮，要求维修工作台接地电阻小于４欧,避免在维修过程中静电对元件造成的损坏；必须定期测试防静电设备。
2)、整机、主板摆放：对暂未修复的整机必须作好标识，并用泡沫或包装袋加以保护，避免人为整机外观损坏；主板严禁随意摆放，必须用防静电包装袋包装，以避免静电对其造成损坏；
3)、外观标准：修复后的机器外观必须保持整洁，整机面板正面不允许有划伤，面板底部允许有轻微划伤；盖板正面不允许有划伤，侧面允许有轻微划伤；底板无明显污点、允许轻微划伤，具体外观标准视运营情况而定；
3.8.3 返修物资：所有返厂物资必须作好故障标识，严格做好记录并存档，整机、主板须记录好条码，以保证以后盘存的可追溯性；

附录一知识拓展
 电  阻
 电  容
 电  感
 晶体二极管
 稳压二极管
 变容二极管
 24C64
 HY57V641620
 IS42S16400B
 HY57V281620
 74HCU04
 74HC164
 LM358
 QAMi5516AUA
 电路焊接技术规范
 相关术语

作者: 591081398 时间: 2012-6-4 12:18

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