衛(wèi)星接收機的同步廣播技術(shù)研究

摘 要：近年來，伴隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，廣播技術(shù)也越來越先進，各種各樣的廣播形式開始進入人們的生活，在這種情況下，衛(wèi)星廣播技術(shù)也開始被正式應(yīng)用。同其他廣播相比，衛(wèi)星廣播能夠使更多的人們接收到訊號，同時不易被其他自然環(huán)境因素所制約。然而不同的地理位置想要接收到同步廣播始終是一項艱難的技術(shù)問題，這項技術(shù)的難度同時還激起了科學家們研究的熱情，通過不斷的努力，數(shù)字衛(wèi)星接收機被設(shè)計出來，它能夠?qū)⑿l(wèi)星廣播的訊號接受并進行自動解碼，從而實現(xiàn)當?shù)氐膹V播與其他地區(qū)的廣播同步的目的。

人們在日常生活中應(yīng)用廣播獲取信息的方式由來已久，廣播能夠運用有線或者無線的形式將音頻資料傳遞給人們，同其他提供信息的多媒體相比，購買廣播的成本較低，且設(shè)備較小便于攜帶，它可以靈活快捷地接收到各種人們需要的信息。正因為廣播具有這些優(yōu)點，它始終在人們的生活中備受青睞。近年來衛(wèi)星廣播技術(shù)的不斷發(fā)展使人們的生活更加便利，MPEG-2技術(shù)是衛(wèi)星廣播使用的傳播手段和數(shù)字壓縮方法。為了實現(xiàn)不同區(qū)域人們接收到統(tǒng)一的廣播，科學家們研究出了數(shù)字衛(wèi)星接收機，使這一愿望得以實現(xiàn)。

1 衛(wèi)星接收機的同步廣播技術(shù)系統(tǒng)的總體設(shè)計

在該系統(tǒng)當中，進行總體操作的為FPGA，接受衛(wèi)星信號的工作需要將一體化調(diào)諧解調(diào)器SHARP Z0194安裝于FPGA之上，當TS流信號被FPGA接受成功以后，會得到相應(yīng)的處理和解復，TS中存在的節(jié)目音頻PES會被挑選出來，并輸送給SDRAM進行保管。最后，數(shù)模轉(zhuǎn)換器和后端音頻解碼器將收到被保管好的PES流，并會在GPS被FPGA控制下在同一時間段內(nèi)被送入，從而使同步音頻信號得以實現(xiàn)。該系統(tǒng)中，三個電路板分別存在于硬件位置，為了便于調(diào)試，電路板應(yīng)該根據(jù)不同模塊來進行不同的設(shè)計，尤其是當較為復雜的系統(tǒng)中需要進行電路板調(diào)試時，這種做法能夠使工作效率提高。除此之外，調(diào)試FPGA的核心板，如果調(diào)試取得一定效果，那么開發(fā)板也能夠直接運用這一核心板，在其他的工作單位中也可以進行充分利用。

1.1 電源設(shè)計

擁有一個穩(wěn)定的電源對于任何一個系統(tǒng)來講都至關(guān)重要，該系統(tǒng)能夠正常運行都會受到這個電源的嚴重影響。越快的速度和越短的時間應(yīng)用到信號上升沿時，對于高速信號系統(tǒng)中的電源控制就更加不易。因此要及時考慮到電源穩(wěn)定的影響因素，才能夠采取有效措施加以制止。首先，不合理的穩(wěn)壓電源芯片設(shè)計，會造成紋路的存在，每一次的輸出都會造成電源的不穩(wěn)定，同時這部分不穩(wěn)定因素在現(xiàn)階段是無法進行調(diào)節(jié)的；其次，負載對電流對穩(wěn)壓電源的要求要更高一些，由于穩(wěn)壓電源自身的速度較慢，因此會造成電源的不穩(wěn)定。

1.2 底板模塊電路

數(shù)模轉(zhuǎn)換、音頻解碼器和幾個接口電路屬于底板模塊的主要內(nèi)容，這一模塊能夠使這個系統(tǒng)完全連通，它能夠促使數(shù)模與音頻PES流解碼相變換，在最后才能夠在液晶上呈現(xiàn)出音頻PES流PID值和相似的音頻信號。現(xiàn)階段，在廣播買賣當中主場使用的就是CS493102音頻解碼器，家庭常用有線電視機頂盒和數(shù)字電視等都在使用這一款音頻解碼器，當選擇將CS493102作為音頻解碼器時，不同類型的解碼標準都能夠被接受。

2 數(shù)字衛(wèi)星信號接受模塊設(shè)計

衛(wèi)星的信號接收工作在這一設(shè)計當中是由FPGA配置一體化調(diào)諧解調(diào)器來完成的，I2C是中間的總連接線。一體化調(diào)諧解調(diào)器能夠解決一系列繁瑣的信號整理流程，將寄存器配入I2C總連接線內(nèi)部，使信號的整理工作更加順利。高頻頭的下變頻信號輸送到FPGA配置調(diào)諧器處，之后的信道解碼和QPSK解調(diào)是由寄存器來完成的，在最后將TS流信號進行輸出。

2.1 I2C總連接線

I2C總線是一款串行傳輸總線，它由飛利浦公司發(fā)行，時鐘線和數(shù)據(jù)線的連接促使全雙工同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)靡詫崿F(xiàn)，還使外圍器件擴展系統(tǒng)和多機系統(tǒng)得以輕松實現(xiàn)。另一方面，通信的儀器是由主控制器在使前發(fā)送地址碼來進行確定的，整體的數(shù)據(jù)通信是由數(shù)據(jù)碼的有效傳送來進行的，這就導致了互相獨立的各儀器控制電路出現(xiàn)在同一條總線之上。

2.2 一體化調(diào)諧解調(diào)器

顧名思義，解調(diào)器和調(diào)諧器是一體化調(diào)諧解調(diào)器構(gòu)成的主要部分，移相器和中頻放大器等是該調(diào)諧器的組成部分，下變頻信號的由來是天線高頻頭，它是由前置放大器來進行接收的，通過前置放大低噪聲和濾波傳遞給變頻器。在運作時，I2C總線將預置的頻率參數(shù)由FPGA傳遞給PLL電路，這就導致了PLL電路輸出的信號能夠因頻率參數(shù)的不同而產(chǎn)生相應(yīng)的變化。中頻信號是由控制變頻器對衛(wèi)星信號進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)變而來的。

2.3 調(diào)諧器驅(qū)動軟件的設(shè)計

利用I2C總線的傳送功能，控制器FPGA使衛(wèi)星信號相應(yīng)的頻率參數(shù)傳送給調(diào)諧器，這就是調(diào)諧器驅(qū)動。接受信號頻率相關(guān)系數(shù)的處理是根據(jù)頻率參數(shù)的設(shè)置而來的。如果衛(wèi)星信號頻率可以得到準確肯定，則各個系數(shù)值都可以推算出來；然而若無法肯定，衛(wèi)星信號的查找則可以通過遞增頻率計數(shù)器分頻因子結(jié)合解調(diào)器來進行。

3 結(jié)論

廣播始終是人們非常熱愛的接受信息的渠道，其易攜帶、成本低等特點使它在信息技術(shù)發(fā)達的今天，仍然受到人們的歡迎。