如何選擇數字電視前端接收芯片

2. 消噪聲電路

接收機中的噪聲一方面源自熱噪聲，另一方面源自接收機內部噪聲。接收機內部噪聲又包括量化噪聲、均衡器的自適應噪聲，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(guò)提高接收機模數轉換(ADC)的精度和內部運算精度來(lái)改善。鎖相環(huán)(PLL)的剩余噪聲可以利用動(dòng)態(tài)參數鎖相環(huán)的技術(shù)來(lái)降低。

3. 消干擾電路

ATSC接收機的干擾主要是鄰頻和同頻的NTSC和ATSC干擾。尤其以鄰頻NTSC干擾最為嚴重。這是因為下頻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。這就要求接收機有經(jīng)過(guò)良好設計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，所以要求接收機有大的動(dòng)態(tài)范圍。增加接收機模數轉換的精度有利于提高接收機的動(dòng)態(tài)范圍。

4. 抗相位抖動(dòng)電路

相位抖動(dòng)多為調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。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(xiàn)的抖動(dòng)。但這些因素引起的相位抖動(dòng)頻率要低得多。傳統的抗相位抖動(dòng)的方法是在自適應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)對自適應判決反饋均衡器的影響。更好的辦法是在自適應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)能力的接收機可以在一定程度上降低整機設計時(shí)的工藝要求。同時(shí)也可以減輕對調諧器的要求，從而降低成本并提高整機的穩定性。

ATSC接收機的測試方法

可以看出，一個(gè)好的地面數字電視接收機應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)接收機的性能呢？

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

SFQ還可以測試不超過(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試連續回波，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(chǎng)家只給出單個(gè)回波的最大前向和后向時(shí)延測試結果，這在實(shí)際應用中沒(méi)有太大意義，因為幾乎沒(méi)有任何情況下的回波是單個(gè)的。測量接收機能夠同時(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對靜態(tài)離散回波的處理能力。一般好的接收機能夠處理的最大時(shí)延差可以達到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再加另一臺數字或模擬電視信號發(fā)生器和一個(gè)混合電路。不過(guò)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接收機應可以做到40dB以上的抗鄰頻干擾能力和抗-15dB數字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)際應用中是不存在的，所以上面談到的靜態(tài)測試結果不一定就與實(shí)際用戶(hù)經(jīng)驗有一一對應關(guān)系。也就是說(shuō)，靜態(tài)測試性能好的接收機不一定在實(shí)際應用中就有好的表現。正是考慮到這一點(diǎn)，人們常用ATSC RF測試集來(lái)評價(jià)ATSC接收機的性能。ATSC RF測試集是由ATSC標準制定委員會(huì )記錄的，由不同廠(chǎng)家用不同天線(xiàn)在美國不同地點(diǎn)實(shí)地采集到的ATSC數字信號。

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。好的接收機的結果中第一、二類(lèi)的結果應占50%以上，但是這個(gè)信號集并不是完美無(wú)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大城市附近的情況，對美國中西部的山區，湖區環(huán)境則代表性不足。但由于這個(gè)ATSC RF信號集是公開(kāi)的，由多個(gè)廠(chǎng)商聯(lián)合完成的，有準確的記錄，所以可用來(lái)比較公正地測試不同接收機在特定環(huán)境的實(shí)際應用中表現。

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)際應用中是不存在的，所以巴西測試集多為市場(chǎng)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接收機測試的一個(gè)第三方測試機構。它無(wú)疑對那些沒(méi)有能力購置大量?jì)x器的廠(chǎng)家提供了一個(gè)測試選擇。CRC現在可以提供ATSC接收機的靜態(tài)測試包括巴西測試集和ATSC RF測試集的測試。除了簡(jiǎn)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測試集的測試結果對接收機的實(shí)際應用具有參考價(jià)值。

綜上所述，在地面數字電視接收系統中，要想獲得良好的接收效果，一款具備高質(zhì)量解調能力的數字電視接收芯片是關(guān)鍵所在。這類(lèi)芯片應該具備接收靈敏度高、抗干擾、消回波及糾錯能力強等特性。數字電視的設計是一個(gè)復雜的系統工程，要設計一個(gè)性能優(yōu)良的數字電視接收機方案，必須選對設計方案中的關(guān)鍵芯片，包括前端的解調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上呈現出最佳顯示效果，讓人們真正享受到高清視覺(jué)的體驗。