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。對熱噪聲只能用濾波的辦法使之減少。量化噪聲可以通過提高接收機(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只有0.25MHz，而上頻道的圖像載頻離有用信號只有1.25MHz。這就要求接收機(jī)有經(jīng)過良好設(shè)計(jì)的濾波電路和剩余窄頻干擾消除電路。干擾信號有時(shí)比有用信號大得多，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，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。這種辦法沒有去掉相位抖動(dòng)對自適應(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，如何測試和評估一個(gè)接收機(jī)的性能呢？

ATSC委員會(huì)對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來測試，SFQ可以測試接收機(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還可以測試不超過5個(gè)點(diǎn)的離散靜態(tài)和動(dòng)態(tài)回波。不過，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。而市面上還沒有好的商用儀器可以測試連續(xù)回波，原因之一是這類回波并沒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)延測試結(jié)果，這在實(shí)際應(yīng)用中沒有太大意義，因?yàn)閹缀鯖]有任何情況下的回波是單個(gè)的。測量接收機(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。

對于消干擾電路的測試主要基于對鄰頻干擾和同頻干擾的測試。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再加另一臺數(shù)字或模擬電視信號發(fā)生器和一個(gè)混合電路。不過要精確地控制和測量混和信號中有用信號和干擾信號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)測試結(jié)果不一定就與實(shí)際用戶經(jīng)驗(yàn)有一一對應(yīng)關(guān)系。也就是說，靜態(tài)測試性能好的接收機(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測試集來評價(jià)ATSC接收機(jī)的性能。ATSC RF測試集是由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不同地點(diǎn)實(shí)地采集到的ATSC數(shù)字信號。

ATSC RF測試集由50個(gè)信號采樣組成。對每個(gè)信號序列的測試結(jié)果分為四類：第一類圖像無干擾；第二類圖像有干擾但無間斷；第三類圖像有間斷；第四類無完整圖像。好的接收機(jī)的結(jié)果中第一、二類的結(jié)果應(yīng)占50%以上，但是這個(gè)信號集并不是完美無暇的。由于這些信號主要是在美國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，對美國中西部的山區(qū)，湖區(qū)環(huán)境則代表性不足。但由于這個(gè)ATSC RF信號集是公開的，由多個(gè)廠商聯(lián)合完成的，有準(zhǔn)確的記錄，所以可用來比較公正地測試不同接收機(jī)在特定環(huán)境的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)。

另一個(gè)常提到的測試是巴西測試集。巴西測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，所以巴西測試集多為市場考量。羅德施瓦茨公司的SFQ可用于測試巴西測試集。加拿大通訊研究中心(CRC)是一個(gè)可以提供ATSC接收機(jī)測試的一個(gè)第三方測試機(jī)構(gòu)。它無疑對那些沒有能力購置大量儀器的廠家提供了一個(gè)測試選擇。CRC現(xiàn)在可以提供ATSC接收機(jī)的靜態(tài)測試包括巴西測試集和ATSC RF測試集的測試。除了簡單地改變靜態(tài)回波的相位外，CRC不做動(dòng)態(tài)回波測試。但ATSC RF測試集的測試結(jié)果對接收機(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的體驗(yàn)。