数字电视实验系统方案,数字电视实验装置
一、数字电视试验系统构成
数字电视实验系统由ASTV-2数字电视实验装置、图像和声音源(DVD播放器和AS305E彩色电视信号发生器)、MPEG-2和H.264数字电视编码复用器、DVB-C/ QAM数字电视调制器、射频信号混合器、信号分配网络组成。DVD播放器和AS305E彩色电视信号发生器为系统提供多个图像和声音源，数字电视编码复用器则将多个模拟图像和声音源数字化,按照MPEG-2或H.264的标准格式编码、打包、复用形成一个传送码流（TS）；传送码流送往DVB-C/ QAM数字电视调制器，调制到射频信号上；不同频率的数字、模拟射频信号通过射频信号混合器混合成一路信号，最后经分配网络送到各ASTV-2数字电视实验装置。
系统方案涵盖了数字电视信源的产生、编码、传送、解码显示整个过程，从而使学员，通过数字电视实验装置的各项实验后，不仅能对数字电视的原理有实质性的了解，而且对整个数字电视的系统工程也有了较深的认识。该系统方案已在许多高等院校实施,系统的稳定可靠和众多实验项目得到了众多老师的认可。
数字电视系统方案图
二、系统设备功能介绍
1. ASTV-2数字电视实验装置
ASTV-2数字电视实验装置按照数字电视的国际、国内标准设计,提供了数字和模拟电视信号接收、图象与伴音的模数转换、解码与显示的实验平台，可作为《数字电视与图像通信》课程和数字电视工程、维修培训的实验设备。
它由模拟电视信号接收通道、数字电视信号接收通道、信号主处理板及LCD显示屏四大部分组成。
ASTV-2数字电视实验装置功能框图
模拟电视信号接收处理板功能
由一体化高频调谐/解调器及视、音频A/D转换模块组成。接收有线模拟电视射频信号，并解调出视频和音频模拟信号；模拟视频和音频信号（包含外部视音频输入）经选择后，分别由视频和音频A/D模数转换器，产生ITU-R601/656的数字视频信号及I2S数字伴音信号，输出到主处理板中进行图像增强、图像缩放、格式变换等处理。
数字电视信号接收/处理板功能
由数字高频调谐器及信道解码组成，接收有线数字电视射频信号，产生并行和串行的TS流，输出到主处理板中进行解复用、MPEG-2或H264解码及进行图像增强、图像缩放、格式变换等处理。
主处理板功能
主处理板以Sigma Design公司的EM8624集成电路为核心，完成TS码流的解复用、MPEG-2等视音频压缩解码、数字图像增强、图像缩放及格式变换等处理，处理后的RGB数字电视信号经电平变换电路变换成低电平的差分信号LVDS，驱动LCD荧光屏工作。同时数字视频和音频信号分别由视频和音频D/A数模转换器转换成模拟的视频和音频信号输出。
基本实验内容 （十四个） 附有《ASTV-2数字电视实验指导书》许志祥教授主编
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实验 序号 |
系统功能 实验 |
模拟接收通道及模拟 视、音频信号数字化实验 |
数字接收 通道实验 |
LCD显示 实验 |
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一 |
系统总体功能 |
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二 |
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高频调谐器的性能研究 |
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三 |
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模拟视频信号数字化（A/D变换） |
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四 |
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视频图像质量参数的调整 |
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五 |
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亮色延迟对视频质量的影响 |
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六 |
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数字电视信号及图像缩放模式 |
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七 |
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模拟音频信号数字化（A/D变换） |
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八 |
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数字音频参数的调整 |
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九 |
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QAM解调及信道解码的研究 |
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十 |
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MPEG专用信息（PSI）分析 |
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十一 |
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MPEG参数调整对图像影响 |
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十二 |
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图像缩放、格式变换的研究 |
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十三 |
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视音频编解码延迟的研究 |
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十四 |
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LCD与主板接口的研究 |
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十五 |
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DVB-C数字高频调谐器软件控制（学生自己编写程序） |
主要技术性能
模拟射频输入（ATV-RF）：频率范围 （46.25MHz～865.25MHz）
输入幅度 (60～90dBuV)
输入阻抗 75Ω ，同轴支持制式 PAL，NTSC
数字射频输入(DVB-C)：频率范围 （52.5MHz～858MHz）
输入幅度 (50～80dBuV)
输入阻抗 75Ω ，同轴
调制方式 16QAM，32QAM，64QAM，128QAM，256QAM
视频输入: VIDEO，S-VIDEO输入，YCrCb输入,
输入幅度 1Vp-p
输入阻抗 75Ω ，同轴
模数转换取样频率：13.5MHz/6.75MHz/6.75MHz
音频输入: 频率范围 (20HZ～20KHz)
输入幅度(3Vp-p～5Vp-p)
输入阻抗 47KΩ，RCA
模数转换取样频率：32KHz～96KHz
输出接口： VIDEO、S-VIDEO、YPrPb、VGA、LVDS、HDMI、音频输出
其他接口： USB、RJ45、RS232
支持编解码格式：MPEG2/MPEG4/H.264
主处理器：SGIMA DESIGN（EM8625）高清双核解码芯片
实验箱自带彩条，灰度测试信号，能帮助完成特定的实验项目
支持SD/CF卡内TS流直接播放
15寸 LCD彩色液晶显示器（实验箱自带）
实验箱具有良好的的人机软件操作界面
数字电视实验箱为独立单台设备
系统软件和实验教材：实验箱系统软件：U盘；实验教材：纸制+U盘
2.AS305E 彩色电视信号发生器
AS305E型彩色电视信号发生器是一种全频道、多制式模拟彩色电视信号发生器。它采用了中频残留边带调制再变频的射频模式，确保了信号在整个电视带宽内有一致的特性；能提供彩条、灰度、方格等多种的测试信号输出，可作标准级的电视信号源使用。信号发生器信号源的频道、频率、电视制式、输出电平都在一个液晶屏上同时展示出来。它能为数字电视实验系统提供一个优质稳定的模拟信号源。
主要技术性能
视频信号输出幅度≥1.5Vp-p(0～1.5Vp-p可调)/75Ω
视频信号方式彩条，灰度，方格，黑白格，多波群，红、绿、蓝、白单色，矢量，圆等。
视频载波频率范围45MHz～871.25MHz (频率合成)
视频载波频率误差≤7×10－5
视频载波输出幅度50～110 dBuV/75Ω可调（分辨率 1dB）
彩色电视工作制式 PAL/B.G.， PAL/I， PAL/D.K
内音频信号1kHz±10％ 正弦波
3.AS3200 四合一MPEG-2数字电视编码器
AS3200 MPEG-2 四合一编码器(四个IP输出)是一种易于使用的、功能强大MPEG-2编码器，在普通的四合一标清编码器基础上，增加四个IP输出SPTS功能，支持模拟复合视频以及单声道或模拟立体声等。压缩数据输出接口为RJ45，压缩方式为MEPG-2 MP@ML，编码器能对最多4路模拟音视频信号进行实时编码，并生成4路SPTS通过不同的IP地址或端口号输出，还可选择其中一路SPTS通过ASI输出。该设备完全符合MPEG-2标准，它能为数字电视实验系统提供一个优质稳定的标清数字信源。
主要技术性能
音频输入 4组非平衡模拟立体声，BNC接口
音频编码方式MPEG-1 Audio Layer 2
音频采样率48KHz，44.1KHz，32KHz
音频采样精度 24bit
音频码率 每个通道32Kb/s~384Kb/s
视频输入 4路CVBS视频输入，BNC/75Ω接口，PAL，NTSC标清信号
视频编码方式 MPEG-2 MP@ML(4:2:0)视频编码，高级视频预处理
视频分辨率 720×480_60i，720×576_50i(D1)
544×480_60i，544×576_50i(3/4D1)
352×480_60i，352×576_50i(HD1)
480×480_60i，480×576_50i(2/3D1)
色度采样格式4:2:0
色度采样格式4:2:0
比特率每通道0.8Mbps~20Mbps
码率控制CBR/VBR
GOP类型IBBP
视频预处理去隔行，噪声抑制，锐化
TS码流输出2路ASI输出，BNC接口，IP输出4 SPTS，10/100M网络接口（UDP单播/多播）
4.DVB-C QAM6200数字电视调制器DVB-C QAM6200调制器是按照我们国家有线数字视频广播标准开发出的高性能数字电视调制器。它能对来自编码器、复用器、DVB网关、加扰机、视频服务器等设备的TS传输码流信号，进行RS编码、卷积交织和编码处理，最终以QAM调制方式调制在RF射频信号上输出。
主要技术性能
输入码流格式 ASI / 一路 BNC/75Ω 接口
调制标准 EN300 429/ITU-T J.83A/B/C，GB/T170
符号率 5.000~9.999Msps，1ksps步进
调制星座16、32、64、128、256QAM
5.射频信号混合器射频信号混合器用于将数字和模拟的多路信号混合在一起，便于信号在一根电缆中传送。
主要技术性能
工作频率范围：45 MHz～870 MHz
插入损耗 8±1 dB （四输入混合器）
6.信号传输分配系统
信号分配系统以分支、分配器和同轴电缆线组成,通过它将射频信号稳定而可靠馈送到各实验位。
主要技术性能
工作频率范围45 MHz～870 MHz
实验位电平范围数字射频信号电平 65±5 dBuV/75Ω
模拟射频信号电平 75±5 dBuV/75Ω
