接收系统原理

接收系统原理（精选十篇）

接收系统原理 篇1

卫星数字接收系统[1]的作用是接收从卫星上发回的信号, 包括电视信号, 还有其他类型的信息信号。根据用途不同, 卫星数字接收系统可以分为三种类型:个人单收站、集体接收站和接收转发站。

1.1 个人单收站

个人单收站是最基本的卫星电视接收站, 其输出端直接与用户连接。图1-1为个人单收站的系统框图。用户使用小型天线和建议接收设备收看卫星电视节目。

1.2 集体接收站

图1-2为集体接收站的系统框图, 室外设备的输出经过功率分配后, 可以为多个室内设备提供卫星中频信号, 各室内设备可以分别进行收看。

1.3 接收转发站

接收转发站的作用是接收卫星下发的电视信号, 作为信号源供设在该地区的电视台或转播台进行转播。接收转发站设施较复杂, 图1-3为接收转发站系统框图。

接收转发站将经过卫星接收设备解调后的图像与语音信号重新调制到地面电视频道上, 并通过功率放大器放大后, 从天线上再发射出去。这样用户能直接从空中接收到转发的卫星节目。

2 卫星数字接收系统的构成

一个最基本的卫星数字接收系统由一面卫星接收天线、一只高频头和一台卫星数字接收机三部分组成, 如图2-1所示。天线和高频头由于都是安装在室外, 所以叫室外单元;而卫星接收机都是装在室内, 所以叫室内单元[2]。

2.1 室外单元——天馈系统

室外单元的接收天线、高频头称为天馈系统。卫星接收天线处于地面接收系统的最前端, 其主要作用就是把卫星转发器发出的微弱电波信号聚集起来, 传送给高频头。常用的接收天线为抛物面天线, 利用无线电波信号跟光波相似的特点来反射聚集信号能量。

根据天线的结构即反射面与馈源所处的相对位置不同, 我们可以把抛物面天线分为前馈天线、后馈天线、偏馈天线三种。前馈天线又称中心聚焦天线、正焦天线或正馈天线, 也就是我们常说的“大锅”。后馈天线属于二次反射式天线, 有两个反射面, 主反射面是抛物面, 其焦点处设有一副反射面, 将聚焦的卫星信号进行二次反射, 经波导管传导天线背部的高频头上, 它主要是能起到提高接收效率, 改善驻波比的作用。偏馈天线是利用前馈或后馈天线部分反射面, 其馈源或副反射面偏离反射面的正前方, 不会阻挡卫星信号, 因而效率较高。按材质, 接收天线还可以分为板状天线和网状天线。一副天线的好坏, 需要根据天线的一些主要技术参数来判断:天线效率、增益、主瓣宽带和焦距口径比等。

卫星接收高频头学名低噪声降频器, 它的作用是, 首先将卫星传来的及其微弱的C或Ku波段信号经内部电路放大处理, 转换为适合卫星接收机的中频信号, 以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调。它是地面天线接收到的信号到卫星接收机之间的一个中转站。

高频头按外部结构形状划分, 可分为单极化分体式和双极性馈源一体化两种。其中馈源一体化这种设计有助于将馈源和高频头两者的驻波系数考虑, 以达到最佳的噪声匹配, 同时省去了馈源与高频头的链接, 有利于减少损耗和降低安装不当带来的增益损失和噪声增加。高频头的主要技术参数有输入频率、输出频率、本振频率、噪声特性、增益等。

2.2 室内单元——卫星接收机

室内单元的卫星接收机是卫星数字接收机, 作用是接收C、Ku等波段高频头输入的第一中频信号, 经过接收机内部调谐电路处理后输出第二中频信号, 然后经过数字解调、解码等处理之后, 输出相应的信号, 包括模拟的图像和声音信号等。

随着半导体集成电路技术的日益发展, 卫星数字接收机中所需要的解调、解码等芯片的整合程度也越来越高, 现在的数字卫星接收机功能也越来越强大, 已由过去的单一接收卫星电视信号, 转变成向多媒体接收、IP数据接收等多功能方面发展, 其种类众多。依据其功能特点, 可将之分为免费接收机、条件接收机、组合一体机和卫星接收卡 (盒) 。

免费接收机只能收看免费的卫视节目, 是最常见的一种接收机, 常见的有同洲CDVB3188C、卓异ZY-2250F等。条件接收机是为接收加密节目而设计的, 常用的有法国电信公司Viaccess系统、荷兰爱迪德公司Irdeto系统、瑞士耐瑞唯信公司Nagravision系统等。组合型卫星接收一体机有DVB-S/T一体机、DVR/DVB一体机、DVD/DVB一体机等。卫星接收卡 (盒) 是和电脑结合的装置, 一般是通过内置式PCI卫星接收卡或外置式USB卫星接受盒, 配合电脑及相应的软件进行卫视节目、IP信息的多媒体接收。

卫星接收机有很多的技术参数, 中频宽带、门限值、解调方式、解码方式等。现在的数字接收机标准带宽为1200MHz, 中频频率范围为950~2150MHz之间, 配合C、Ku波段各种本振值的高频头, 可结束卫星转发器上的任何波段, 频率的节目。接收机的门限值 (Eb/N0) 是我们最关心的一项技术参数。当接收信号的Eb/N0值高于门限值时, 我们才能接收到正常的信号。而在门限值附件时候, 信号误码率猛增, 会出现“图像停顿”或“马赛克”现象;严重时会接受不到信号。根据卫星信号在传输中采用的信道调制方式, 卫星接收机采用相对应的解调方式。目前绝大多数都采用DVB-S传输标准, 采用QPSK调制解调。同样, 根据卫星信号在传输中采用的编码方式, 卫星接收机也采用相对应的解码方式, 解码方式包括音频、视频的解码。卫星接收机的音频解码一般遵循ISO/IEC 11172-3的MPEG-1AUDIO Layer1&2标准和ISO/IECC 13818-3的MPEG-2 Audio标准。这里特别要介绍的是我国拥有自主知识产权的AVS视频编解码标准, 现在已经在“中星9号直播卫星上进行了商业运作。

2.3 卫星接收系统里的其他器材

系统里的其他组成主要包括:馈源、馈线、连接器等辅助接收器材[3]。

馈源是在卫星天线的焦点处设置的一个汇集卫星信号的喇叭, 其意为馈送能量的源, 要求能将会聚到焦点的能量全部收集起来, 因此也称集波器、馈波器。馈源系统里包括有馈源盘、极化器和90度移相器。

在卫星接收系统中, 馈线是指从卫星高频头输出到卫星接收机的LNB输入接口的一段电缆线, 其阻抗一般为75Ω。

在卫星接收系统的安装中, 各种器材、馈线的链接都需要用到连接器。常见的有用于馈线和器材链接的F型接头, 用于馈线与馈线、器材与器材链接的F型连接器。

3 发展趋势

在传统概念中, 卫星数字接收系统大多是用于地面卫星电视广播接收中, 它体积庞大, 位置固定, 随着数字卫星技术的发展, 它的应用也将越来越广泛。

手持卫星接收通信、定位终端已经有商用了, 在集成电路技术高速发展的今天, 通过把接收系统电路集成在一个电路板上, 制定特殊天线系统, 在发射信号通过中继, 人们可以通过手持迷你卫星数字接收终端, 收看卫星电视节目。

更加灵活的高精度的卫星接收系统, 与现有的接收系统不同的是, 它的接收系统是由移动的天线, 信号接收系统组成, 它可以不受地理位置限制, 如机动遥感接收机, 船载接收机等, 然后接收卫星发回的数据, 它可以应用在各级资源环境宏观检测、灾害监测评估等。

随着数据通信业务的发展, 卫星接收系统除了接收图像, 语音信号, 还可以进行数据IP业务, 在现代的远程教育中就可以把卫星接收技术引用进去, 这样可以提高接收容量, 丰富教育资源。

参考文献

[1]宋继光.浅谈卫星接收系统[J].硅谷, 2011, 6:21.[1]宋继光.浅谈卫星接收系统[J].硅谷, 2011, 6:21.

[2]石永灵.浅谈数字卫星接收系统[J].西部广播电视, 2006, 12:62-64.[2]石永灵.浅谈数字卫星接收系统[J].西部广播电视, 2006, 12:62-64.

接收系统原理 篇2

新疆区2006年完成安装并投入业务运行的有十四部。多年的业务运行表明，该雷达工作状态良好，探测精度较原来710型雷达相比有较大提高。但是，接收和天控系统的故障率较高，影响了探测的精度及数据的完整，本文重点从雷达接收系统的结构及工作原理入手，分析可能产生故障的原因以及对其它系统的影响，找出解决问题的办法。

1 GFE(L)型二次测风雷达接收机的各部分功能及基本原理

1.1 GFE(L)型二次测风雷达接收机的各部分功能及技术指标

GFE(L)型二次测风雷达的工作频率为1675±6MHz，是目前气象部门二次测风雷达的主要工作频段，工作在这个频段具有作用距离远、外部噪声低、天线尺寸小、角分辨率高等特点。其主要技术指标：

工作频率：1675±6MHz

本振频率：1645±6MHz

灵敏度：≤-107dBm

带宽：2.7MHz

总增益：≥110dB

AGC控制能力：≥70dB

AFC跟踪范围：±4MHz

GFE(L)型二次测风雷达接收系统由前端和后端两部分组成，功能是将天线所接收到的探空仪射频信号加以放大、变频、解调送到测距、天控分系统以完成测距和跟踪应答器的功能。此外还将探空仪发回的探空码解调出来，送到数据处理终端得到温、压、湿数据。同时还在测距分系统送来的主抑触发脉冲的控制下，完成主波抑制功能以消除发射主波和近地物回波对AGC、AFC功能的影响。实现了角度自动跟踪、自动测距、自动数据处理、近距离抓球与近距离测距。主要分电路原理分述如下：

高频组件由高频带通滤波器、射频放大器、本振、混频器、前中放大器以及射频、前中增益和频率控制器组成。高频带通滤波器采用腔体机械滤波器，腔体滤波器为频率可调的带通滤波器。腔体机械滤波器由谐振腔、调谐螺钉等组成，通过调谐螺钉改变谐振频率实现可调的滤波特性。其作用是滤除工作频率以外的其他干扰，包括对镜像信号的抑制。滤波器的电气性能通常用回波损耗、插入损耗、带外抑制等特性来描述，滤波器的插入损耗越小，回波损耗越大，系统的匹配特性越好;带外抑制越高，系统对带外干扰的抑制越大。在机械特性上，要求滤波器的体积小、重量轻并具有稳定的温度、时间、电平特性。

本振为三点式振荡器，频率的调整由变容二极管来实现，振荡输出的信号经一定的功率推动后送到混频器。本振信号还耦合出一部分信号送到分频器，分频后的25kHz左右的方波信号送入主控箱中的终端板，终端板对其计数再乘以分频数后在雷达控制界面上显示出来。一般来说中频放大器和滤波器的`频率是相对稳定的，但在实际工作中，由于发射机磁控管振荡器和接收机的本机振荡器的频率稳定度不高，当外界条件变化时，只要其中一个频率发生了变化，混频后得到的实际中频就会与额定中频有偏差，造成接收机灵敏度及增益都会下降，严重时甚至看不到回波信号。为了防止这种情况在该电路中采用了自动频率控制(AFC)电路，AFC控制范围±4MHz。

接收系统原理 篇3

5V待机电源（5Vs）

5V待机电源电路如图2所示，TOP210是美国PowerIntergrtions公司上个世纪90年代的产品，是TOP开关系列中的一种。TOP210集各种控制功能及耐压700V的功率开关管MOSFET于一体，采用8脚DIP封装。其中5脚是MOSFET管漏极（D极），1和8脚相通，是MOSFET的源极（S极），4脚是完成占空比等控制功能的TOP控制脚C，在正常工作的情况下，MOSFET的占空比随其控制极电源Ic的增大而减小，从而输出电压也随之下降。接通市电后，C6上的300V电压通过开关变压器TF2的1-2绕阻加到MOSFET的D极，由连接在D和C之间的内部高电压开关电流源为C脚提供电流，通过对C12的充放电而形成自激振荡，经脉冲整流滤波后得到5V电压。R27、R28、R19、D16和Q6等构成简易稳压电路，当市电升高时，5Vs升高，Q6基级电压升高，发射极电流减小，因而流过TOP210的C极的电流增大，随之5Vs下降，从而达到了稳定输出电压的目的。当市电下降其稳压过程类似，不再重复。

接收机刚通电时，待机电源工作，除为待机控制电路提供电源外，还为MCU87C51提供电源，因而在接通市电瞬间，87C51的P1口输出信号，驱动面板上的显示屏和指示灯发亮。

5Vs电源的保护电路主要有三个作用：

(1)尖峰吸收保护电路：D10、C15和R23构成尖峰吸收回路，该回路可防止MOSFET在截止期间被反峰电压击穿。

(2)过流保护电路：当MOSFET漏极电流过大时，过流保护电路开始工作，TOP开关会自动切断输出，从而达到过流保护的目的。

(3)过热保护电路：当MOSEFT的结温度超过135℃时，过热保护电路开始工作，TOP开关会自动切断输出，从而达到过热保护的目的。

主电源电路的构成和原理

KA3842B集成电路是本机电源电路的核心，内含基准电压发生器、振荡器、误差放大器、PWM锁存器、脉冲输出级和过流、欠压保护等电路。其适应的市电范围为180~240V，输出电压误差≤1%。由于采用集成电路，该机电源还具有线路简单和小型化的优点。为了给读者在维修该类电路时提供方便，我们先分析KA3842B的各引出脚功能，并在图3中画出它的内部框图。1脚为补偿端，外接阻容元件来补偿误差放大器的频率特性。2脚是反馈端，将取样电压加至误差放大器的反相输出入端，再与同相输入端的基准电压（2.5V）进行比较，产生误差电压。3脚是过流检测端，外接过流检测取样电阻，构成过流保护电路。4脚外接内部振荡器的定时电容和定时电阻。5脚为接地端，6脚是脉冲输出端，8脚是基准电压端，其值为5V。主电源电路如图4所示，下面我们分析各级电路的原理。

1.抗干扰、整流滤波电路 该电路是5V待机电源电路和主电源电路公共部分，图2、图4、图5中的C6为同一只滤波电容，但为了分析问题方便，把该电路列入主电源电路来分析。如图5所示，市电进入接收机后，首先经过压敏电阻DK1，DK1起到超压保护的作用。C1~C4、T1组成抗干扰电路，滤除进入电源电路的高频干扰，经BD1整流后在C6上得到约300V的直流脉动电压。请读者特别注意的是该机采用了负温度系数热敏电阻RT1作限流电阻。在电流刚流过RT1的瞬间，RT1的阻值较大，这就限制了对C6的充电电流。随后由于有电流流过，使其温度升高，从而使其阻值降低。这样不但不影响开关电源的工作性能，而且自身的功耗也大大下降，从而提高了开关电源的安全性和可靠性。

2.启动电路与自激振荡电路 启动电路由R16、R3、D1和Q3等组成。当接通市电后，5Vs电压建立，经MCU87C51送出高电平的PCS控制电压，该电压使Q3处于截止状态，300V电压经R16、R3、D1向C7充电。当C7上的电压达到16V时，集成电路U1内部施密特比较器输出高电平，U1开始启动。这时8脚有5V基准电压，该5V电压有3个作用：(1)为U1的内部线路提供工作电压；(2)如图3所示，经内部分压后，取出2.5V基准电压加到误差放大器的正端；（3）通过R15对C10充电。经过一定的延误时间后，4脚内部的振荡器起振。C9、R4用以改善内部误差放大器的频率响应，C8是消噪电容。

U1起振后，从第6脚输出的脉冲信号加在开关管Q1的栅极，在脉冲信号的高电平期间，开关管Q1导通，漏极电流流过开关变压器TF1的初级1-2绕阻并逐渐增大，直至Q1饱和导通。同理，在脉冲信号的低电平期间，开关管Q1截止。这时，开关变压器TF1初级绕阻所储存的能量传输到次级绕组上。

当漏极电流流过初级绕组时，次级3-4绕组所输出的脉冲电压经D9、C7整流滤波后，在U1的7脚得到12V的工作电压。D1在此条件下重新导通，和R3、R16、Q3等，成为待机控制电路的一部分。启动电路与待机控制电路密不可分，是本机电源电路的一个特点。由U1的内部电路图3可知，U1的工作电压不能超过34V。

3.脉冲整流滤波电路 开关电源正常工作后，分别经D11、D12、D13、D15、D17和各路滤波电路滤波，分别得出12V（供QPSK解码板）、33V（供调谐器调谐电压）、5V（经三端稳压器降压到＋3V，供CL9100芯片用）、18V（经L318转换成18/14V输出，供LNB使用）及－12V共5组电压。读者请注意以下两点：(1)该机小巧的电源板旁有一小巧的散热用的直流5V电扇，其供电取自主电源5V电源，它直观地反映了主电源的工作状况；(2)为满足高频低电压大电流整流的需要，D15选用肖特基管B10A45V，并配备以大块散热片。读者在分析该机电源电路时，切不可理解本电源的两块散热片为主电源和5Vs待机电源开关管的散热片，实际上，另一块较小的散热片为主电源开关管Q1的散热片。

4.稳压控制环路 本机的稳压控制环路由取样放大器U5、光耦器U22及U1（KA3842B）等组成。当5V电源因某种原因升高时，U5（KIA431）的R极电压将升高，即U5内的电压比较器同相输入端的电压将超过2.5V，该电压与反相输入端的2.5V基准电压比较后比较器将输出高电平，加大U5内三级管的导通程度，U22的2脚电平将下降；与此同时，升高的5V电源将通过R36使U22的1脚电平下降，这一升一降的结果使流过的U22内发生二极管的电流增大，其内的光敏管导通程度加大，U22的3脚电压升高，这时输入到U1的2脚上的电压增大，U1内误差放大器反相输入端电压将超过2.5V，因而该放大器将提前输出一低电平，该低电平加到电流传感比较器的反相输入端，并使其产生一高电平加到 RS 触发器的R端使其复位， Q＝0，Q ＝1 ，通过或非门使 Q1’导通， Q2’截止，Q1开关管将提前关断，因此降低了开关电源的占空比，使开关电源下降到稳定的电压值。当开关电源的输出电压因某种原因下降时，其稳压控制原理不再重述。该稳压环路还通过R38对12V电源进行取样稳压，其原理与上述稳压原理相同。

5.待机控制电路 待机控制电路由待机电源5Vs，87C51输出的PCS控制信号，电子开关Q4、Q5、光耦器U21和Q3、D2、R3、D1及集成电路U1等组成。接收机正常工作时，PCS为高电平，Q4饱和，Q5截止，光耦器U21的1、2脚没有电流流过，光耦器U21内的光敏管及Q3、D2处于截止状态，这时它们对主电源电路的工作没有影响。当机子处于待机状态时，PCS为低电平，Q4截止，Q5和光耦器U21内的发光二极管导通，光耦器4脚为低电平，该低电平一方面通过D2使集成电路U1的1脚为低电平，加到电流传感比较器的反相输入端，使该比较器输出高电平，RS触发器复位，其结果为Q1截止，Q2导通，从而切断了6脚的脉冲输出；另一方面加到Q3的基极使Q3饱和导通，Q3的发射极为低电位，该电位经R3、D1使集成电路U1的7脚电压为零，从而停止了主电源的工作。

6.保护电路

（1）欠压保护电路 当市电低于180V时，启动电源在C7上的电压低于16V，参照图3，这时U1不起振。U1起振后，如负荷加重等原因使U1的工作电压低于11V时，U1也将停振，从而保护了开关电源。

（2）过流保护电路 R12是过流检测电阻。如图3所示，当流过Q1源极的电流增大时，R7上的电压将增大。当该电压大到一定程度时，它将通过R12加到U1的3脚内部的电流传感比较器的同相输入端并使其输出高电平，从而切断6脚的脉冲输出，达到了保护开关电源的目的。

（3）尖峰吸收保护电路 D8、C14、R21构成尖峰吸收回路，该保护电路可防止开关管Q1在截止期间不被反峰电压击穿。

维修方法

了解和掌握该机电源部分的组成和工作原理，对该机的维修实践大有裨益。下面分三种情况进行讨论。

1.接通电源，保险管马上烧黑 这种情况说明电源部分存在严重的短路故障，一般通过在线测电阻值就能很快找到故障。通常在整流滤波电路为压敏电阻DK1、整流桥BD1、变压器T1特别是滤波电容C6击穿；在待机电源部分为TOP210击穿；在主电源部分为Q1击穿。但也有个别情况下用测电阻法不能排除故障，这时用锋利的小刀割断C6与待机电源、C6与主电源的连接线，换好保险管，通电，如果保险管继续烧黑，说明短路发生在整流滤波电路；如保险管不烧断，则分别接上待机电源和主电源，看在接上哪一部分电路时保险管烧黑，即为该部分有严重的短路故障，通过测量和代换等方法就能很快地排除故障。

2.接通电源后显示屏不亮，但小风扇转动正常 很明显这是主电源部分正常而待机电源部分有故障，通过测量和代换就能很快地排除故障。

3.显示屏闪烁不停，小风扇不转 很明显这是待机电源部分正常而主电源部分有故障，接收机不能进行控制和对信号的处理。这时测U1的7脚电压，如果该电压基本正常，说明起动电路和待机控制基本正常，故障可能就在U1和Q1；若测U1的7脚电压为0，则故障在起动电路或待机控制电路，这时一般为R16开路，Q3、U21的3、4脚击穿短路等。

维修实例

例1：接收机无输出电压。这时检查保险管已烧黑，在线检查5Vs电源开关管TOP210已击穿短路并已炸裂，更换后输出电压正常。

例2：接收机无输出电压。这时检查保险管已烧黑，在线测整流桥BD1、C6开关管Q1及TOP210的直流电阻无异常。为了分清故障的部位，用锋利的小刀割断待机电源和主电源与C6的连线，首先检查整流滤波电路。按原规格换好保险管，通电。但在通电瞬间保险管立即烧黑，与此同时，C6上的圆形盖片飞出，该电容炸裂，更换该电容后故障排除。

例3：接收机显示屏及指示灯不亮。打开机子检查，在通电瞬间，5V散热小风扇转动，但很快就不转了，立即拔出电源插头进行故障分析。显示屏不亮，说明待机电源不正常，而5V风扇转动不久就停转，说明主电源基本正常而待机电源可能有某种不很严重的短路性故障，在这一定程度上影响了U1的正常工作，而使其进入保护状态。在线测出5Vs电源整流管D14已击穿，更换一只快恢复整流二极管后故障排除。

例4：接收机显示屏及指示灯不亮。打开机子检查，发现风扇转动正常，这说明主电源正常而待机电源不正常，这时测5Vs，仅为约1.8V。5Vs电压下降，估计可能为流过TOP210控制极电流Ic增大所致，即Q6可能处于截止状态。在线用10k Ω挡测R27，该电阻开路。用一只1MΩ电阻更换后故障排除。

接收系统原理 篇4

关键词：数字电视,条件接收系统,原理,操作

条件接收在国际上已经有了几十年的发展历史,但在我国付费数字电视还处于刚刚起步阶段。在世界范围内,付费电视业务已经被确认是电视发展的动力和结构变化的方向。条件接收系统的基本功能是使有授权的用户能正常接收被加扰的节目。通过授权信息和客户服务数据库的相关信息实现计费。无论我们实现何种服务,对于我们的信息提供商、运营商等参与者来说,没有收益,无法保证用户服务的周到和进步,无法保障设备的正常运营。实现井然有序的管理是实现各种服务的核心。

1 数字电视条件接收系统定义

条件接收(Conditional Access,CA)就是通常所说的加密认证系统。它不但涉及到系统管理技术、网络技术、加扰/解扰技术、加密/解密技术、数字编码/解码技术、数字复用技术、接收技术、智能卡等技术,而且还涉及到用户管理、节目管理、收费管理等信息管理应用技术。在用户端未经授权的用户因不能对加扰节目进行解扰,而无法收看。

数字电视的CAS (Conditional Access System)涉及到信息安全工程学和密码学领域,包括3大要素:第1要素是对信息安全需求的分析与定义,也就是通过系统分析,明确信息安全受到何种可能的威胁和所需防范的内容;第2要素是信息安全的策略,即采用怎样的安全协议来保障信息的安全传输和存储;第3要素即具体实施信息安全的工具,密码学就是实施信息安全最重要的工具之一。数字电视CAS必须具备以下6个要点:

1.1充分顾及用户需求:一个好的CAS应该使用户能以尽量低的综合系统成本,随时得到最可靠的服务。

1.2完备的CAS应该具有强大的兼容性,兼容性指的是一个CAS能兼容多家第三方CAS,以满足多部门和多层次的管理要求,并能随时增加新的服务。

1.3完备的安全性能:有利于维护国家信息安全和促进民族CA产业的发展。

1.4方便行业管理:行业管理部门能够方便地制定出相应的测试检验手段,从而推动整个行业管理的有序进行

1.5对非法用户具有最大的限制性:非法用户即便破译了密码,也无法从中获得更多利益,甚至“得不偿失”。

1.6应该具有面向未来的可发展性:作为CAS中关键的客户端设备(如机顶盒),要能适应客户和未来技术不断更新的业务需求。

2 条件接收系统原理

现代数字CA系统的安全模式的设计将加扰系统与授权管理系统区分开,是一个比较完备的体系结构设计。这个体系结构把CA分成几个相对独立的模块,加密与授权功能模块的分离有助于加强整个系统的专业化程度。同时,每个独立的功能模块可由不同的厂商提供并能够独立更换,而不影响其他的功能模块。

由CA系统构成的数字电视收费控制系统的播出端由控制字发生器、数据流加扰器、用户管理系统(SMS),用户授权系统(SAS),EMM加密器、EMM注入器、ECM产生器和注入器构成。在用户端,通过智能卡对加扰的数据流进行解密收看。系统的工作过程如下:密钥发生器为每个合法用户产生一对密钥,公共密钥和私有密钥。其中公共密钥在发送前端进行用户数据加密,私有密钥存放在用户机顶盒的智能卡中,用于对接收的数据解密。私有密钥也可以通过空中授权发送到机顶盒智能卡中,空中授权的安全性由公共密钥体系的认证机制保障。

用户管理系统将用户收看数据送入用户授权系统,产生用户授权信息EMM;控制字发生器随机产生加密的用户授权信息EMM和加密的用户控制信息ECM,其中ECM还包括服务细节信息。在前端,音视频及数据在DVB通用加扰器中由CW加扰,与加密的ECM和EMM复用后,通过有线网络发送。

用户端机顶盒收到加扰数据流后,经解复用提取加密的ECM和EMM,通过智能卡中私有密钥完成ECM,EMM数据解密,获得发送端的控制字CW。以CW按对称解密方式,由机顶盒芯片内置的解扰器还原音视频和数据流,完成整个解密过程。

3 条件接收系统在数字电视机顶盒上的应用技术

3.1 系统对于数字电视机顶盒的要求

条件接收系统是一个前后端关系很密切的系统,主要是针对付费电视和数字电视的增值业务应用,这些应用本身对机顶盒就有比较高的要求。

3.1.1 支持智能卡

条件接收系统的用户授权信息的解密密钥和解密算法都存放在智能卡里面,所以必须要有智能卡的参与才能完成解密工作。所以,要求机顶盒方案必须具有与智能卡进行通信的接口,支持ISO7816系列接口协议,使机顶盒主芯片和智能卡正常通信。

3.1.2 有独立的解扰模块

数字电视节目有免费和付费的分别,用户机顶盒在收看的时候要进行区别对待:付费节目都进行了加扰,要正常收看先要进行解扰;而免费节目没有加扰,接收到音视频不经过解扰就直接解码输出。所以,要求机顶盒要有独立可控的解扰摸块。

3.1.3 支持EPG显示

条件接受系统需要一个拥护友好界面,实现对付费频道选择删除、增值业务预定、机卡配对、成人级设置等功能,就要求机顶盒支持EPG的显示,并提供便捷美观的操作界面。

3.1.4 足够的处理能力和存储空间

需要集成条件接收系统的机顶盒,大多可能开展一些相关的增值业务,并且条件接收系统自身要进行许多管理和控制工作,所以要求机顶盒要有比较高的处理能力。

3.1.5 可供自由分配的解复用通道

任何一个条件接收系统都需要接收和解析PMT、CAT、ECM和EMM表,这些表都是被复用在TS流里面的,要提取出来,就必须进行解复用,因此机顶盒要与足够的空闲解复用通道用来提取这些表。

3.2 CAS方案选择及移植

本系统方案选择ChinaCrypt条件接收系统,ChinaCrypt是中视联数字系统有限公司与飞利浦公司全面合作,以飞利浦公司在世界范围内享受盛誉,并以非常成熟的CryptoWorks条件接收系统为蓝本而开发,拥有中国自主知识产权的整套本地化的条件接收系统。机顶盒上实现条件接收的框图如下所示:

ChinaCrypt条件接收系统的移植过程主要包括下面两个步骤:a CA模块在机顶盒上的实现;b.针对实现CA模块的机顶盒的严格测试。

其中第一步的完成是STB设汁方在中视联条件接收系统公司在签署技术许可文件合同和技术保密文件合同以后,中视联条件接收系统公司将转交所有移植CA技术的文档以及必要的代码,并包括CA的相关技术培训和随时的技术支持。其具体步骤如下:a.签署技术保密合同和技术许可合同;b.CA相关技术的培训;c.CA相关移植技术文档和移植所需资源的提供;d.STB设计方应严格按照中视联条件接收公司提供的文档要求设计并完成在CA移植所要求提供的智能卡读写接口,解复用接口以及上层应用接口;e.中视联公司提供CA模块相关代码;f.STB设计方在中视联条件接受系统公司的帮助下完成CA在STB上的功能实现。

第二步是在STB完成CA在STB上的功能以后,中视联公司负责完成对STB的严格测试。

11卫星接收系统工作人员职责 篇5

卫星接收系统工作人员职责

一、充分利用项目配发的卫星接收系统、电视机等设备，开展教学应用。

二、确定专人做好教学光盘、软件资源的使用、管理工作。

三、根据远程教育资源节目播出安排，结合学校教育教学需要，认真做好远程教育节目资源的接收、管理工作。

四、充分发挥模式技术设备的教学功能，利用远程教育资源，注重信息技术与学科教学的整合，制定科学合理的教学应用计划及教学应用课程表，并统一上墙公布。保证每套设备每周教学应用时间不低于16课时。

五、对收录的教育资源，在《软件资源（教学光盘）登记卡》上注册编目，并由专人妥善管理。严格教学光盘和资源接收、编目、观看、借还登记制度，做到管理有序，手续完备。

六、提高教学光盘和卫星教学资源使用率，充分保证资源效益的发挥，并在《教学资源应用记录表》上作好记载。

七、在转播电视节目、接收卫星教育教学资源的同时，应做好农村实用技术、农村党员教育信息等收集工作，综合发挥本项目的作用。

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RAKE接收机原理及仿真设计 篇6

在移动通信系统中,由于城市建筑物和地形地貌的影响,信号经过无线传播,使接收信号出现时延、频率和角度扩展。时延扩展将直接导致码间串扰,频率扩展将导致信号的时间衰落,角度扩展将导致信号的空间衰落,严重影响通信质量。克服多径效应是移动通信的一个关键问题。分集接收技术是一种对抗多径效应的有效方法。在CDMA移动通信系统中采用RAKE接收机来完成分集接收,从而保证了CDMA移动通信系统可以获得较高的通信质量。通过分析RAKE接收机的工作原理,设计了基站RAKE接收机系统的模型,并采用MATLAB仿真软件对RAKE接收机的作用进行了仿真。仿真的结果表明:RAKE接收机能更为有效地克服多径传输所造成的干扰,将多径衰落信道分散的信号能量收集起来,从而降低信号传输的误码率,提高通信的质量。

MATLAB语言和SIMULINK动态仿真集成环境是由美国MATHW0RKS公司开发的面向理论分析研究和工程设计处理的一套具有强大功能的软件系统。经过十几年的发展和竞争,已成为国际公认的最优秀的科技应用软件之一。其中MATLAB语言是一种以矩阵为基本运算单元的解释执行的高级语言,它把计算、可视化和程序设计融合到交互工作环境中,并提供了丰富的数值分析、矩阵运算、图形绘制、数据处理和图像处理等功能,其最大特点是数值计算与强大的绘图功能,编程扩充简洁方便。和C/C++等高级语言相比,MATLAB语言描述表达高度简洁,并具有与C/C++等高级语音相同的计算精度。

1 RAEK接收机的原理

一般的分集技术把多径信号作为干扰来处理,而RAKE接收机变害为利,利用多径现象来增强信号。RAKE接收机的工作原理是:当传播时延超过一个码片周期时,多径信号实际上可以被看作是互不相关的。RAKE接收机包含多个相关器,每个相关器接收多路信号中的一路(意思好像和原来的有些区别,不知是否正确),通过多个相关检测器接收多径信号中的各种信号,分别检测多径信号中最强的L个支路信号(感觉意思表述的不是太明确),然后对每个相关器的输出进行加权(求和),以提供优于单路相关器的信号检测,然后在此基础上进行解调和判决。图1为简化的RAKE接收机组成框图。

假设发送端从Tx发出的信号经N条路径到达接收天线Rx。路径1距离最短,传输时延也最小,依次是第二条路径、第三条路径……,时延时间最长的是第N条路径。通过电路测定各条路径的相对时延差,以第一条路径为基准时,第二条相对于第一条路径相对时延差为△2,第三条相对第一条路径相对时延差为△3…第N条路径相对于第一条路径相对时延差为△N,且有

为了研究的简单,让各条路径加权系数都为1,因此可用等增益合并方式(话是不是好像没说完?)(但在后面的实际仿真中用的是最大比值合并)。一个RAKE接收机便用多个相关器(图中为相乘器和积分器两部分)独立地检测出M(M≤N)(M和前面叙述中的L前后用一个好像更好)个最强的多径成分。通过把接收到的波形与信号的延迟信号相关得到多径成分的相对幅度和相位。把多径成分延迟补偿后(图中为保持至Tb+△N)按强度比例合并就可有效地恢复多径成分的能量。即RAKE接收机利用多径信号,提高通信质量。

2 仿真设计

2.1 仿真模型。RAKE接收机的仿真的模型如图2所示。

采用MATLAB仿真软件完成仿真设计,扩频调制采用Gold码,周期为31,信道设置为瑞利多径衰落信道,调制方法采用BPSK调制,噪声采用加性高斯白噪声,合并方法为最大比值合并。在仿真中用MATLAB中的ravlrnd函数来生成所需的瑞利衰落变量,并将其作为乘性因子乘到BPSK信号上。仿真中以RAKE接收机中信道估计单元对时延和相位的估计准确为前提,主要考虑加性高斯噪声和瑞利衰落对RAKE接收机性能的影响。

2.2 仿真程序设计。

仿真设计主要包括为系统总体主程序和扩频序列产生程序

(1)仿真的主程序。主程序的设计思路为:发送端的信号由随机数发生器生成信源信号,然后进行扩频调制、载波调制、送入瑞利多径衰落信道加入噪声接收端采用矩形匹配滤波器(感觉有些不通顺),进行解调后采用最大比值合并,最后计算误码率。(2)扩频码产生程序。Gold码是m序列的复合码,它是由两个码长相等、码时钟速率相同的m序列优选对模2加组成的。因此Gold序列有很好的互相关特性,可作为地址码。Gold序列在多址技术中,特别是在码序列长度较短的情况下,得到广泛应用。仿真采用了特征多项式分别为F(x)=1+x3+x5及F(x)=1+x+x2+x3+x5的5级m序列发生器产生作为优选对,对其生成的m序列进行模2加,产生周期为31的Gold码,作为扩频码。

2.3 仿真结果分析。

主程序中由Signal=zeros(1,(N+1)*Lc*Q)语句来产生随机信号,作为用户信源信号。图3是当N=1000,Q=10时产生的波形。以此来作为仿真的初始信号。

信号传输中的噪声生成,用matlab自带函数randn(1,N*Lc)产生。在N=1000,Lc=31的情况下产生的波形如图4。

解调后的信号,再经过匹配滤波器。由于信号中始终存有噪声的干扰,所以解调后信号中仍然带有一定噪声,其波形如图5。

经过Rake接收机后,采用最大比值合并方式进行合并,合并后信号输出波形如图6。

在相同信噪比,相同抽样次数情况下,得到误码率曲线图如图7所示,其中横坐标为合并路径,纵坐标为响应误码率。合并路径越多,整个信号的接收过程中误码率就越低,通信的质量就越高。但现实生活中,多径数并不是无限制的增加,因为合并的径数越多接收机的设计就越复杂,现实中不利于实现。所以实际当中,基站中的多径数一般为4,移动台的多径数为3。

3 结论

通过RAKE接收机的原理的研究,应用MATLAB软件设计了RAKE接收机仿真程序。仿真结果与理论相符,RAKE接收机在采取多径合并后,能更有效的收集信号能量,恢复出原始信号,说明了CDMA系统采用RAKE接收机的实用价值。并达到了预想中的效果。

参考文献

[1]吴伟陵.移动通信中的关键技术[M].北京:北京邮电大学出版社.

[2]邬国扬.CDMA数字蜂窝系统[M].西安:西安电子科技大学出版社.

接收系统原理 篇7

关键词：户户通,发射机系统,卫星直播系统,综合接收解码器

利用广播电视直播卫星进行公共服务 (以下简称“户户通”) , 是中宣部和广电总局在有线未通达农村牧区加强广播电视覆盖政策的重大调整是以最低成本、最快速度、最有效方式, 从根本上解决中国广大农牧区广播电视户户通、长期通、优质通的问题从而确立了直播卫星在我国广播电视传输覆盖网中的重要地位和作用。

“户户通”具有的功能之一是免费接收本地地面数字电视, 即接收机内置地面数字电视解调芯片, 具有“双模”接收功能, 除接收卫星节目外, 还可以免费接收当地地面数字电视节目。

1 地面数字电视发射原理

地面数字电视发射发射机设计标准符合国标GB20600-2006标准及行标GY/T229.2-2008标准。

1.1 1k W国际数字电视发射机系统组成框图

以1k W国际数字电视发射机系统为例 (框图如图1所示) , 新型国标数字激励器支持双激励器自动切换。前级功放模块全部使用高线性高增益的甲类和甲乙类功放模块。整机末级功放模块采用目前最先进的BLF888A功放管, 末级4路300WBLF888A数字模块合成, 最大输出功率可达1200W。BLF888A功放模块目前是国内最先进的数字功放模块。为确保供电系统的安全可靠运行, 本机供电系统采用多机并联大容量热备份设计, 3台高稳定性大功率开关电源并机使用, 即使损坏1台, 仍可保证发射机的正常运行。整机配备最新研发的计算机辅助控制系统, 支持远程监控。冷却系统采用结构先进的强迫风冷装置, 风机选用目前国内最先进的离心风机, 风机功率仅700W, 工作噪声23d B。整机输出端配置高性能数字带通滤波器。

1.2 1k W国际数字电视发射机系统主要功能

1k W国际数字电视发射机系统主要功能包括:2路ASI热备份输入, 自动/手动无缝切换;支持188/204字节包长TS流, 自动识别;支持Packet/Burst模式, 自动识别;输入接口类型为BNC阴型, 输入阻抗75Ω;发射机输出接口为、直口。

支持GB 20600-2006规定的所有工作模式, 各种工作模式下, 系统最大净码率符合标准规范, 输入码流备份为每台激励器提供两路码流输入接口, 互为备份, 并具有手动和自动切换功能, 可实现线性与非线性预校正。频率参考源有外参考源时, 发射机优先使用外部参考源, 无外参考源时发射机将启用内部参考源, 内外参考源可手动或自动切换。提供手动电平控制 (MLC) 和自动电平控制 (ALC) 两种功率控制方式。

监控和报警包括输入非TS流格式、输入TS流中断、码流溢出、单频网GPS参考时钟丢失或失锁、1PPS丢失、SIP丢失或无法解析、射频本振失锁、预校正反馈信号电平过小或过大、预校正过程反馈连接中断、反馈电平变化、发射机过热、发射机过流、发射机过激励、天线过驻波比等, 发生以上故障时, 发射机给出报警指示, 报警情况可以通过微机控制端口 (RS232/RJ45) 进行远程监控。

发射机具有多种保护功能, 当发射机功放温度过高、过流、过压过激励、过驻波比等容易对发射机造成损坏时, 自动保护系统会自动切断发射机的射频输出并关机, 避免发射机进一步的损害。

发射机提供10MHz监测输出、中频监测输出和射频监测输出。监测输出信号用于系统设备性能测量、实时监控和广播网络运营维护。发射机备有遥控遥测RS232和RJ45接口, 用于远程及本地模式下对发射机工作模式进行设置、控制、状态监测, 并免费提供相应的接口协议和监控软件, 支持多频网 (MFN) 或单频网 (SFN) 组网方式, 其中单频网 (SFN) 组网方式, 符合“GY/T229.1-2008”的有关规定。额定输出功率1k W, 最大输出功率1.2k W。

1.3 1k W国际数字电视发射机各部分原理简介

末级功放部分采用4路300W功率合成, 最大线性功率可达1200W。在额定1k W功率输出时, 每个300W功放仅需要输出280W, 整机功率冗余量达20%。

频率合成器合成次数最少, 合成效率最高, 其特点是相位一致性好, 合成效率高, 隔离度高, 在UHF波段隔离度在35d B以上, 并且不受合成路数限制, 可任意增加或减少功放模块的路数, 当其中某一路发生故障时, 其他几路功放模块仍可正常工作, 这样为实现功放模块的任意插拔创造了基本条件。

供电系统采用多台开关电源并联均流方式, 冗余热备份, 备份容量高出1倍以上。末级功放模块供电采用3台3k W/50V开关电源并联, 每台开关电源的最大输出电流是76A, 在整机1k W数字功率输出时, 需要供电系统提供130A的电流, 仅需2台3k W/50V (152A) 开关电源即可满足工作要求。而本供电系统实际可提供300A以上的电流。这样, 如果发射机电源系统其中任意一台损坏, 其他2台电源并联仍可提供最大152A的电流, 仍具有冗余热备份作用, 也不会由于电源容量不足而影响发射机的输出功率, 保证了发射机的安全运行。

冷却系统采用大风量、低噪音的离心式风机。风机设在发射机的机箱内部, 采用集中供风方式。风量经过风箱分风后直接进入功放模块的入风口, 入风途径没有任何转弯及其他减小风压的环节, 最大限度发挥了风机的效率, 1k W数字发射机采用2台300W离心式风机。风机的入风口设在模块的下端, 出风口在发射机的顶部, 这样的结构可使发射机整机在需要安装排风装置时更为方便。

发射机风道的合理性设计及功放散热器的合理选用, 可尽可能减小风机的功率, 风机的噪音也随之减小, 既节能又环保。因此AZGD的1k W数字发射机风机功率选择2台300W的风机即可满足整机冷却的需要。风机功率小, 噪音指标很好。

风机在机箱内四周均留有足够的空间, 拆卸风机十分简单方便。风机的设计寿命为50000小时, 在风机使用寿命周期内免维护。此种风机为交流三相380V供电, 为了避免在三相电源缺相时烧毁电机, 在发射机在风机三相电源输入端安装了缺相保护器, 当三相电源缺相或相序相反时均不能启动发射机和风机, 从根本上解决了由于电源缺相而烧毁风机问题, 保证了发射机的安全运行。

整机保护系统具有过流、过压、过温、过激励、过驻波比和多重防雷保护。

控制系统采用PLC可编程控制系统, 设有过激励、过压、过流、过热、驻波比过大、相序、缺相等保护功能, 工作安全可靠。每个模块单元都有前5种保护, 末级设有天馈线驻波保护功能, 发射机为三次自动保护, 前两次保护时先降低输出功率3d B (半功率可设定) , 维持播出, 15秒后自动复位, 第三次为闭锁保护, 可人工快速复位。采用工业级PLC可编程控制器, 控制开关机及保护的逻辑顺序, 开机按先加风、加电, 后加激励的逻辑程序, 关机则是相反的逻辑程序。通过码流信号的检波程序设置了自动开关机程序, 无码流信号时, 发射机将自动关闭。发射机开机时采用半功率及软起动方式, 输出功率由半功率8秒钟缓升至满功率, 多种保护方式确保功放模块的工作稳定。自诊断LED显示, 便于寻迹工作过程和判断故障。功放模块的LED分别指示电源电压、输出功率、功放过荷、驻波比保护、温度保护。单片机可监测发射机的状态, 上传所有数据, 便于遥控和记录发射机工作数据, 有助于分析故障原因。多重避雷保护系统, 一级防护大容量氧化锌压敏电阻;二级防雷大功率开关电源内有三重防雷设计, 采用氧化锌压敏电阻, 浪涌热敏电阻, 放电陶瓷管;三级防雷在逻辑控制电路, 激励器电源等电路单元均使用半导体放电管, 半导体放电管主要是使设备免受雷电或信号传输过程中电压浪涌的破坏。

整机微机监控系统本系统可提供RS232/RS485数据通信接口, 通过计算机可实现对发射机进行遥控遥测, 具有远程定时开关机操作、定时抄表、定时打印、数据存储及故障报警等功能。可实现自动控制, 自动数据报表, 语音报警, 远程遥控、遥测。为避免由于微机系统故障造成发射机不能正常操作, 所以本控制系统与发射机的控制系统是相互独立的, 一旦微机系统出现故障, 发射机开关机操作可由人工操作完成。

其功能如下:

(1) 计算机监控系统可以按照工作人员预先设定的时间, 自动完成指定的动作 (如打开/关闭电源, 打开/关闭功率等) , 该系统的时间设定是以星期为单位的, 所以一次设定长期有效。

(2) 计算机监控系统设有手动抄表和自动抄表功能, 自动抄表设有两个时间挡 (一小时、半小时任意设定) 。

(3) 计算机监控系统保存了发射机运行的参数, 可以根据需要进行各种方式的数据查询, 还可以把需要的数据进行打印。

(4) 发射机在计算机监控系统监视期间, 发射机的运行一旦发生异常系统马上会进行语音报警, 同时与故障发生部位的相应的指示灯闪烁, 提醒工作人员进行处理, 同时记录发射机的运行参数。设备前面板具有电源指示和报警指示灯。报警指示灯可指示报警级别。报警详细信息可以通过本地监控面板和远程网管进行查询。

(5) 发射机机房的工作环境恶劣, 噪声干扰、电磁辐射等因素严重影响着工作人员的身体健康, 计算机监控手段很好地解决了这一难题。如果是高山台只要一条电话线或有光纤网络连接办公室的电脑 (客户端) 和发射机房的电脑 (服务器) 以点对点的方式就可以实现监控, 如果发射机房的距离不超过1200米那么只要通过一条网线连接办公室的电脑和发射机就可以实现监控。

数字电视激励器包括基带处理及D/A、频率合成及上变频、射频输出放大和监控系统等功能模块, 完成从基带TS输入数据码流到符合GB 20600-2006规定的UHF或VHF频段地面数字电视广播RF信号的转换。激励器系统框图如图2所示。

2 卫星直播系统合接收解码器 (标清卫星地面双模型)

卫星直播系统综合接收解码器如图3所示。

卫星直播系统综合接收解码器 (标清卫星地面双模型) 能够同时接收L段卫星直播信号以及V/U段地面数字电视信号, 综合接收解码器通过卫星直播信号解调系统和地面数字电视信号解调系统分别对卫星直播信号和地面数字电视信号进行解调。综合接收解码器通过控制信号对两个解调系统进行控制和切换, 并通过控制传送流开关对两个解调系统输出的传送进行切换, 任意时刻只对其中的一路传送码流进行解复用、解码等处理。

综合接收解码器在处理卫星直播传送流时, 由位置锁定模块、智能卡和条件接收模块控制控制卫星直播星节目的播放, 此时地面数字电视信号解调系统处于复位待机状态, 在处理地面数字电视系统传送流时, 地面数字电视节目不受位置锁定模块、条件接收模块和智能卡的控制直接播放, 此时不接收卫星直播系统信号, 卫星直播信号解调系统处于复位状态。

综合接收解码器的位置锁定模块 (简称GPRS定位模块) 将综合接收解码器的卫星直播系统与移动基站绑定实现位置锁定功能, 此模块能实时获取、安全存储和对比位置锁定信息, 并根据位置锁定信息控制卫星直播系统节目播放, 同时也可以支持综合接收解码软件的空中升级, 打电话功能。

实际卫星直播系统综合解码器整机系统框图及各模块功能如图4所示, 各模块功能及信号流程分别为:

(1) 电源板

提供整机电源, 输入为220V交流, 输出为24V和5V。

(2) 高频头模块

将射频信号降频调谐输出中频信号给解调芯片。

(3) 解调芯片电路模块

接收到中频信号后, 输出TS流给解码芯片。

(4) 解码芯片电路模块

接收到TS流信号后, 解复用、解码输出视频音频信号。

(5) FLASH

存储程序, CPU从FLASH里调出程序对整个系统进行控制。

(6) E2PROM

存储NDS、CA等关键信息。

(7) DDR SDRAM

用于解码数据流的存储、刷新和缓冲。

(8) D/A

将解码出来的音频数字信号转换成模拟信号输出。

(9) 读卡板

用于插智能卡, 通过和主芯片通信授权等。

(10) 前控板

前控板中CT1658将系统送过来的串行数据和时钟信号处理并驱动四位数码管显示, KEY信号是将扫描到按键上的信息反馈给系统CPU进行处理。前控板上的接收头是直接将接收到的遥控信号送到CPU进行处理。“菜单/退出、确认、音量-、音量+、频道-、频道+”等按键功能, 同时可以显示频道号、电源指示灯、信号锁定灯。

(11) 电源开关

用于控制电源的开断。

接收系统原理 篇8

关键词：发射台,节传机房,设备原理,故障

随着科技化、网络化时代的到来, 我国广播事业的发展越来越先进, 在节传机房接收设备中主要采用的是卫星来接收信号, 体现出我国发射台在广播应用中的优势, 它的原理有卫星接收天线、高频头、数字卫星接收机等, 最后实现发射台良好的发射信号。

1卫星广播电视传输系统

以防电视发射台节目源的质量, 配置了相关的上行地球站以及卫星地面接收站。广播电视的传输系统有三部分组成, 第一部分是上行地球站, 主要负责播出时的音频和视频信号的调节, 使其能做大限度接收大功率的卫星发射天线, 通过卫星发射到地球表面的上空;第二部分是地面接收站通过卫星接收上行地球站的信号, 再经过卫星接收天线, 对上行地球站的信息进行相应的转换;第三部分是对上行地球站的信息输送到最终端的系统, 也就是我们经常说的发射机, 通过发射机发射到服务区。

在卫星广播电视传输系统运行的过程中需要注意的是, 为了保证卫星接受信息的质量与清晰度, 卫星天线的朝向都是朝向通信卫星。上行地球站以及与地面接触的天线, 需要有天线馈电部分和跟踪部分以及驱动部分, 对担任发射任务的上行站的卫星天线在这三部分要特别的注意, 以此来保证卫星接收信息的质量[1]。

2卫星地面接收站

卫星地面接受站根据用途的不一样, 在建构上也不一样, 卫星地面接收站在设施上都有自己独有的特点, 但基本的设施都相同。

2.1卫星接受天线。卫星接受天线主要放置于地面, 是卫星广播电视最基本的前端设备, 承载着信号接收的反射弧, 物体表面是成抛物体形状的, 利用抛物面聚焦的特性, 收集电磁波, 把电磁波信号反射到卫星天线的焦点上。卫星接收天线要根据不同的具体情况采用不同的接收天线, 这样才能使卫星天线能够接到来自上行地球站的信息, 保证接收天线能够达到上行地球站对大量电磁波输入的需求。

2.2馈源。馈源的作用是收集从卫星地面站反射的卫星信号聚焦, 最后聚焦到高频头, 可以说它是一种能量转换器, 负责与波纹盘相连接, 并且固定在天线的反射面交点处。

2.3高频头。高频头负责接收下行地球站的频率信号, 并对频率信号进行相应的处理, 避免信号频率太高或者太低, 频率信号太低, 就接收不到下行地球山的信号, 频率太高造成频率震动。高频头的作用是对无线卫星接收到的微弱信号进行扩大, 增加卫星信号的频率与强度。

高频头分为两个波段, KU波段以及C波段, 作用是将微弱的信号通过低噪声宽带把信号无限的放大, 通过过滤器减少杂质干扰, 实现对信号良好的传送过程。需要注意的是高频头输入的阻抗是50欧姆, 电源是卫星接收的直接电源, 水平极化的电压是18伏, 垂直极化的电压是14伏。

2.4馈线。在高频头输出的接收机的射频输入插口连接。

2.5功分器。功分器的目的是一个地面天线可以同时接收多台卫星机提供的信号来源, 分为有源和无源两类, 既可以将高频头传来的信号等分, 又能使卫星接收机与接收机之间有一定的距离, 减少彼此的相互影响作用。

2.6卫星接收机。卫星接收机能够平衡音频的输出口, 控制信号通过串口服务器、交换机传输。该机的接收信号为L波段, 通过接收到下行地球站的信号, 选择需要接收到的卫星信号, 设置频道的频率, 最后实现音频解码, 通过音频的解码电路解出音频的数据, 其中相关的电源电路很重要, 不仅为机内工作提供电压, 还同时为高频头提供电源, 电源电路的作用是双重的, 在安装的过程中, 要注意电源电路的安装路线。

3设备中的故障分析

在设备中高频头易出现的故障主要有以下几点:

3.1高频头出现的故障现象, 运行的工作中突然之间某一波段接收机全部没有信号, 显示无信号输出并且五场强指示。原因分析, 从功分器、电缆、高频头一一进行排查, 在排查的过程自然天气的影响除外。修理方法, 首先应立即对备用节目系统进行复刻。然后再进行排查, 查看有源功分器是否运行正常, 测量功分器到高频头的电缆线的两头是否连接正常, 正常的情况下, 把检查的重点放在高频头上, 在检查的过程中用万用表来进行检测的, 检测高频头的正反向的电阻是否正常。如果是高频头出现故障, 则需要换掉高频头。同时在换高频头时需要注意应该首先做好卫星接收天线的方位和角度, 保证高频头安装连接的过程中不要出现问题, 在更换高频头时也要注意电缆线的连接, 两头要连接好, 最好用防水的胶带, 换好高频头后, 需要将天线恢复至原来的位置, 把天线的方位和视角调至接受信号最好的位置。最后开检查设备运行是否正常[2]。

3.2接受机故障的排修。数字卫星接受机常见的故障现象, 在广播电视工作运转的过程中, 突然出现某台数字卫星接收机没有信号输出。原因分析, 将发生故障的接收机与其它卫星接收机进行对比分析, 找出问题的症结所在, 首先对比两者的波段接受进行分析比较, 查看接受机的电源是否正常, 电平的输出指示是否正常。对故障的维修方法, 马上对接收机播音倒用备份, 确定备份机运行是否正常, 再拆开故障的卫星接收机, 用万用表测接收机的伏特是否按18伏特以上输出, 没有按照正常的伏特进行接受, 就说明接收机内的高频头出现问题, 应该替换备用的卫星接收机, 换掉以后要进行相应的调试, 调试正常后主机再到主用节目单, 恢复节目系统的运转。

3.3高频头KU波段被自然灾害所影响, 出现的故障问题。这种故障出现的常见现象是输出信号减弱, 噪音变大, 是由于恶劣的雨雪天气造成的节目源时有时无的现象, 并且节目信号断断续续, 信号变小最后以至于信号没有了。相关的维修方法, 把高频头的波段调至C波段, 如果是大雨造成的信号中断, 过一段时间雨停下了系统就会自动的恢复。如果是大雪造成的原因, 要对天线的积雪进行处理, 使其恢复正常。系统恢复正常后, 把节目系统调到自动位置[3]。

4结论

在现代日益科技化的时代, 人们对信息的需求越来越大, 需要相关的设备把这些信息通过节传机房进行良好的接收。节传系统技术能够很好的集中控制、实现远程监控, 提高了信息化水平。目前, 卫星节传机房接收设备在我国的广播电视系统中广泛的应用, 本文探讨的也是发射台节传机房卫星接收设备原理与故障, 通过对卫星接收设备原理的分析, 就能够很好的根据设备的原理找出相应的故障, 对以后故障的维修也起着巨大的积极作用。在实际的生活应用中, 我们需要了解卫星接收设备原理, 这样不仅可以帮助我们自己去维修家里的电视接收器, 还能提高我们的理论文化知识。

参考文献

[1]郑虹.发射台节传机房卫星接收设备原理与故障探析[J].科教导刊 (下旬) , 2015, 7:59-61.

[2]梁山.广播发射台节传系统串口服务器功能应用探析[J].科教导刊 (上旬刊) , 2015, 7:148-149, 151.

接收系统原理 篇9

一、地面卫星接收站的组成及基本工作原理

1. 卫星接收站的组成

卫星接收站由室外单元和室内单元两部分组成, 室外单元由卫星接收天线、高频头、75Ω馈线组成。室内单元由功分器、卫星接收机、接收卡、计算机、根据需要与之连接的设备 (如电视机、投影机、有线网络设备等) 组成 (如图1) 。卫星接收机主要输出电视信号, 接收卡通过计算机输出IP数据信号、视频信号、数字音频信号、流媒体等。

2. 卫星信号接收原理

卫星接收天线接收到卫星转发器发射的下行3GHz～12GHz的数字信号, 反射到一体化高频头 (馈源) 进行降噪, 经过阻抗变换和信号匹配后, 输送到高频头电路 (如图2) 。

输送到高频头电路的信号经低噪声放大电路放大后送混频器与振荡器, 振荡混频后产生950MHz～2150MHz的中频信号, 该中频信号再送中频放大电路放大, 经75Ω馈线、功分器, 分两路送到卫星接收机或计算机接收卡。高频头工作电压由卫星接收机或计算机接收卡提供。卫星接收机或计算机接收卡所提供的直流13V至18V电压, 经高频头电源转换器转换后提供给各电路。

二、地面卫星接收站常见故障排除方法

卫星地面接收站常见三种故障现象: (1) 图像、声音全无 (菜单参数设置正确, 但无卫星场强信号) ; (2) 图像很弱, 且有横条干扰, 声音小并伴随杂音; (3) 图像的彩色时有时无。

1.“图像、声音全无, 无卫星场强信号”的故障排除方法

首先要了解接收站的系统组成及基本工作原理, 判断故障是出在室外单元还是室内单元。方法是先从室外入手, 拔掉卫星接收天线连接高频头的75Ω馈线, 用电表测馈线接头电压值, 正常的高频头工作为直流13.5V (或直流18V) 。此电压是由接收机或计算机接收卡提供的 (如图3) 。

当卫星信号接收机或接收卡的节目参数设置为“垂直”时, 供给高频头的工作电压为13.5V (±1V) 。当卫星信号接收机或接收卡的节目参数设置为“水平”时, 供给高频头的工作电压为18V。中小学卫星远程教育接收节目的参数设置为“垂直”。

如果测量供高频头的工作电压正常, 则故障出自室外单元。此时, 应先检查天线方位是否移位, 如果移位, 松开方位固定螺钉, 左右慢慢移动, 重新寻找卫星 (移位的原因是校点采用的是不同于网状天线的玻璃纲, 偏馈天线, 风特别大时可能使天线的方位移位, 而天线只要移位3至5毫米就会偏离卫星) 。如果确定天线没有移位, 可判定高频头损坏, 则须更换新的高频头。

如果测量供高频头的工作电压 (75Ω馈线插头) 低于12V或高于15V, 则故障出自室内单元。此时, 应拧开卫星接收机 (或计算机) 背面75Ω馈线插头, 用一线大头针插入接收机 (或计算机) LBN插孔内, 注意不要短路。用电表测量13.5V直流电压 (如图4) 。

若检测LBN插孔电压正常, 应拧紧75Ω馈线插头, 再到天线端测插高频头的75Ω馈线插头。如实测为0V, 则为馈线开路 (断线) , 检查并找出馈线的断点, 用馈线的双接头连接好 (注意不要短路) , 若是馈线年久老化, 可换新线。若检测LBN插孔电压过高或过低于13.5V (或为0V) , 则接收机或接收卡出现了故障, 应对其进行检修。

2.“图像很弱、且有横条干扰, 声音小并伴随杂音”的故障排除方法

首先打开接收机、调出自动搜索卫星工菜单, 查看卫星场强信号, 正常的场强信号应在80%以上。如果只有10%或20%, 即为信号太弱。检修方法:一是用电表测接收机 (或计算机) LBN IN插孔送高频头的13.5V工作电压。若不正常, 可判定接收机 (卡) 有问题, 需检修接收机 (卡) 。若13.5V电压正常, 需检查卫星接收天线方位是否有轻度移位。若有, 松开固定方位角的螺丝, 重新对准卫星, 使场强信号最大。二是拧开接高频头的75Ω馈线接头, 检查接头中心铜线是否氧化。由于长期的日晒雨淋, 接头中心铜线会产生较厚的氧化层, 使接触电阻增大, 导致接触不好, 卫星信号变弱, 并产生杂音。解决的方法是用剪刀剪去氧化的接头, 拔出新铜线重新做馈线接头, 做接头时要注意不要与屏蔽层短路。另外, 还应用无水酒精棉球擦洗高频头插孔, 待挥发干后拧上75Ω馈线插头, 用防水胶布封好。

此外气候变化、雷电、较厚的云层、或上行站地区的气候不好, 核子变化, 都会导致卫星信号变弱、干扰变大。

3.“图像的彩色时有时无”的故障排除方法

条件接收系统的应用 篇10

关键词：条件接收,加扰,同密

1 CA系统概述

条件接收CA (Conditional Access) 系统是一个综合性系统, 系统涉及到多种技术, 包括加解密技术、加解扰技术、编码技术、复用技术、智能卡技术、网络技术、接收技术, 此外还涉及到用户管理、节目管理、收费管理等信息管理技术。

条件接收是数字电视加密控制的核心技术保证, 为数字电视的运营提供了必要的技术手段, 使拥有授权的用户合法的使用某一项业务, 而未经授权的用户不能使用这一业务。条件接收系统是基于MPEG-2和DVB标准开发设计的, 并符合广电总局制定的数字电视广播条件接收系统规范。

为使不同解码器在不同的CA系统情况下对节目进行解扰, 可以采用两种技术———同密和多密。

同密是指在一套节目TS中可以包含由不同CA系统生成的多个CA信息, 这样使得配置了不同的CA系统的解码器能够接收和正确地解码相同的音频/视频流。

多密这种方式通过在一台机顶盒上安装一种通用的接口, 就可以允许用户接收不同CA系统的密钥而收看不同的数字电视节目。CA系统没有安装在用户机顶盒上, 用户只需要简单地切换解扰卡。

典型的条件接收系统由用户管理系统、节目信息管理系统、加密/解密系统、加扰/解扰系统等构成。

其中系统各部件之间通过相关接口进行通信和数据传输, 主要包括以下接口:节目信息管理接口、用户管理系统接口、复用器接口、智能卡接口等。

下面对条件接收系统进行简单的介绍:

1.1 用户管理

用户管理系统, 主要针对数字电视用户和智能卡管理, 包括对用户信息、用户设备信息、节目预定信息、用户授权信息、财务信息等进行处理、维护和管理。

1.2 节目信息管理

节目信息管理为即将播出的节目建立节目表。节目表包括频道, 日期和时间安排, 也包括也播出各个节目的CA信息。

节目管理信息被SI发生器用来生成SI/PSI信息, 被播控系统控制节目播出, 被CA系统用来做加扰调度和产生ECM, 同时进入SMS系统。

1.3 加扰/解扰系统

加扰是为了保证传输安全而对业务码流进行加密。通常在广播前端的条件接收系统控制下改变或控制被传送业务的某些特性, 使得未经授权的接收者不能得到正确的业务码流。

加扰也就是将图形、声音和数据码流在CW (或称密钥) 的控制下按某种方式打乱, 使未经授权的接收者不能正常收看。

解扰是加扰的逆过程, 在用户接收端的解扰器中完成。

1.4 加密/解密系统

在条件接收系统中存在两种类型的加密单元, 用途如下:

1) 对授权管理信息EM M进行加密处理, 然后以单独授权或分组授权的方式发送到用户接收终端的相应处理装置。2) 对授权控制信息ECM进行加密处理, 其中ECM信息中包含了对业务的访问准则信息以及用于解扰信息。

在发送端, 将原始数据流TS与CW进行模二加一形成加扰的数据流TS', CW是一组随机数, 即数据流的加密密钥。CW隔几秒钟随机变化一次, 在接收端要用同样的CW控制同样的电路进行解密。

CW在对数据流进行加扰的同时, CW本身也在ECM PC中被密钥ECMK1加密, 形成ECM, 即加密的CW, ECM信息通过以太网经高速数据板插入TS, 大约每几秒在TS中出现一次。

同时, 用户管理信息也被密钥EMMK1加密形成EMM, 用户管理信息由信息提供商的用户管理系统形成, 用户管理系统用来建立有关所有用户的名称、地址、智能卡号、帐单的信息和当前授权的数据库等。EMM约每8~10秒插入TS一次。

解密操作在接收机端进行。通常为了安全性, 解密操作和接收机分离, 在一个可分离的模块中进行, 如智能卡, 以利于增强系统的保密性。

当智能卡插入时, 解码器首先在TS中寻找PSI, 在PSI中找到条件接收表 (CAT) , 根据CAT中给出的EMM包识别码PID来找到相应的加密的EMM信息。智能卡本身存在有加密系统号和ECMK2、EM M K2等密钥, 智能卡首先使用EM M K2, 对加密的EM M解密, 根据解出的EMM信息来确定本智能卡是否被授权收看该套节目, 如果没有授权将不能进行后续解密, 从而也就不能收看该套节目;如果该卡已被授权, 则启用ECMK2对ECM解密, 得到CW, 最后有CW对加密TS解密, 得到正常的MPEG-2TS, 由解码器解码得到所需的电视、广播或数字信号。这样智能卡与解码器协同工作, 便完成了接收端的条件接收与解码。

2 CA系统在河南有线中的应用

在全省建立统一的CA系统, 统一授权管理, 采用省市两级分布式CA系统体系结构:省前端CA系统依据加扰器产生的CW, 生成并插入省网节目的ECM;地市前端CA系统依据加扰器产生的CW, 生成并插入地市节目的ECM;授权管理信息 (EMM) 都由各地市的CA系统产生并插入。

CA系统实现全省集中管理, 省中心能够远程管理地市的CA系统, 配置系统参数, 启动和停止业务功能的执行, 获取CA系统运行参数和运行状态。

3 结语