機頂盒基礎知識培訓制作：薛勝國2011-03-10一、機頂盒簡介

機頂盒STB（Set－Top－Box）起源于20世紀90年代初，當時在歐美作為保護版權和收取收視費的重要手段，有線電視臺在每臺用戶電視機之前加一個密鑰盒，只有交了費的用戶才能正常收看電視，這就是最初的機頂盒。中文中的“機頂盒”是個十分廣義的詞匯，按我國的普通消費者的理解是“置于電視機頂上的盒子，用來搜看有線電視使用”的意思，從廣義上說，凡是與電視機連接的網絡終端設備都可稱之為機頂盒。從過去基于有線電視網絡的模擬頻道增補器、模擬頻道解碼器，到將電話線與電視機連接在一起的“維拉斯”上網機頂盒、數字衛星的綜合接收解碼器、數字地面機頂盒以及有線電視數字機頂盒和最新出現的IPTV都可稱為機頂盒。電視機頂盒可以根據采用的信號傳輸網絡區分為衛星傳輸、有線電纜和地面傳輸機頂盒。衛星傳輸通過地面站將節目源信號輸送上衛星，再經衛星傳送到接收衛星信號的機頂盒；有線電纜機頂盒接收來自有線電纜的信號；而地面傳輸方式是在一定區域內架設若干塔臺，每個塔臺覆蓋區域內的一定范圍，既能接收信號又能傳送信號，因此來自源頭的信號經塔臺被傳輸到該區域內每個塔臺覆蓋的范圍內。

機頂盒市場又可以根據功能的不同劃分。如今的機頂盒市場主要是低檔機頂盒為主，主要的功能僅僅限于接收圖像和音頻信號。而中檔的機型會增加有限的交互性，例如交互性廣告，即根據機頂盒用戶的個人情況播放針對他們需要的廣告。而高層次的機頂盒才具有真正的交互性，增添了上網功能，和硬盤儲存等功能。雙向交互性是指信號不僅能夠從信號源--不管是有線電視臺、衛星還是地面塔臺--傳輸到用戶的機頂盒，還要能從機頂盒傳送到信號源，雙向信號傳輸是能夠提供交互型服務的基礎。目前國內的大多數都是單向傳輸，暫時還沒有返回方向的信號傳輸。智英生產的機頂盒是指“數字電視機頂盒”，即“國際數字視頻廣播（DVB）”它是一種能夠讓用戶在現有模擬電視上為終端，接收數字信號觀看數字電視節目，進行交互式數字化娛樂、教育和商業化活動的消費業電子產品。基本功能是接收數字電視廣播節目，同時具有所有廣播和交互式多媒體應用功能，如：（1）電子節目指南（EPG）。給用戶提供一個容易使用、界面友好、可以快速訪問想看節目的一種方式，用戶可以通過該功能看到一個或多個頻道甚至所有頻道上近期將播放的電視節目；（2）高速數據廣播。能給用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網站等各種消息；（3）軟件在線升級。軟件在線升級可看成是數據廣播的應用之一。數據廣播服務器按DVB數據廣播標準將升級軟件下載下來，機頂盒能識別該軟件的版本號，在版本不同時接收該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新；（4）因特網接入和電子郵件。數字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能。用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發送電子郵件。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC相連，用PC與因特網連接；（5）有條件接收。有條件接收的核心是加擾和加密，數字機頂盒應具有解擾和解密功能。總之，到目前為止，圍繞數字機頂盒的數字視頻、數字信息與交互式應用三大核心功能開發了多種增值業務。

（6）OSD顯示。OSD語言、開機制式、INFO（通知）信息、加密電臺或無信號時OSD的提示信息、信號質量強度顯示；

（7）搜索頻道。自動搜索、NIT(網絡）搜索、手動搜索、弱信號時的搜索；

（8）音頻部分。靜音功能、左右聲道功能、音量大小控制功能、聲道選擇、音軌切換功能、音頻語言設置、光纖、同軸輸出功能；

（9）視頻部分。LNBLOOPTHROUGH功能、SCART輸入輸出功能、SCARTLOOP輸出功能、RGB/CVBS（4：3或16：9）的切換、CVBS視頻格式輸出、RF射頻輸入/輸出功能；

（10）節目管理。電視節目排序功能、喜愛節目列表編輯功能、TV/RADIO切換功能、節目加鎖功能、EPG功能、電視節目數量、頻道數量、AV/TV切換；

（11）系統設置。時區設定功能、時間顯示功能、節目定時切換設置、開，關機定時設置、密碼設置功能、電視制式切換功能、OSD語言切換功能、出廠設置功能；

（12）前面板控制。LED/VFD顯示基本信息功能、按鍵功能、指示燈功能、遙控接收功能/范圍；

（13）換臺操作。連續換臺操作、電視節目表中換臺操作、節目回看功能、弱信號時的節目切換操作；

（14）升級功能。串口升級功能確認、RS232串口升級功能；

（15）刻錄功能。PVR刻錄功能（儲存刻錄）、Timeshift刻錄功能（臨時刻錄）、從EPG刻錄功能、包括重命名、上鎖/解鎖、PVR信息、重播、搜索等；

（16）其他附屬功能。斷電記憶功能、待機記憶功能、調制參數改變----頻率偏移范圍測試、移動接收測試、高低壓測試；二、機頂盒的組成（一）機頂盒由：遙控器、面殼控制板、五金上蓋、五金后板、五金底板、電源板、主板（解碼板）、CA板、連接排線等組成五金上蓋遙控器前面殼（控制板）三、機頂盒組成（二）五金后板五金底板主板解碼板（完成信號的信道解碼，解碼的信號轉換成MPEG2壓縮格式，經過各相應數據轉換，將所需要的功能輸出到各端口電源板供給主板所需要的各支路電壓電源線連接排線（完成各板卡之間的數據通訊）四、機頂盒的基本端口功能介紹

數字機頂盒在功能的實現上面基本一致，所以其測試方法也基本相同，下面介紹一下它們的基本端口功能：

1、前面板LED/VFD顯示基本信息功能、按鍵功能、U盤讀取功能、CA識別功能、指示燈功能、遙控接收功能/范圍前面板“LED”顯示屏顯示開機啟動及節目頻道號、播放節目時間等信息信號指示燈，在有信號的情況下會亮綠色，無信號的情況下會亮紅色CH節目“+”“-”按鍵，用來切換不同的電視節目VOL音量“+”“-”按鍵，用來控制輸出音量的大小“MENU”菜單按鍵，用來操作機頂盒各項功能的參數設置和調整“OK”按鍵，用來確認保存調整菜單后的各項設置參數電源待機按鍵，按下此按鈕時機器并沒有完全關閉，機器處于休眠狀態“快退”“快進”按鍵，“快退”用來回看電視節目，“快進”用來跳過當前電視節目“播放”按鍵，在選擇了快退或快進鍵，按此按鍵進行繼續播放“CA卡（解密卡）”插卡口，此功能主要是針對付費電視節目，插入CA卡后，條件接收模塊就會對加密的音、視頻信號實施解擾，并識別用戶賬號和密碼，保證合法用戶正常收看加密節目。

“CA”卡：包含客戶賬號和密碼，并進行記賬的智能卡，由當地電視節目管理運營商發售“USB接口”用來讀取“U盤”和“移動硬盤”內存儲的多媒體內容，支持刻錄的機頂盒，插入U盤后，還可以通過相關操作，將自己喜愛的節目刻錄到U盤內

2、機頂盒各輸出端口功能：機頂盒輸出端口功能一般包括LNBIN（天線輸入）、LOOPOUT（天線環路輸出）、VIDEO(視頻）、AUDIOLR(音頻左右聲道）、0/12V（天線供電電壓）、SCARTTV（SCART視頻）、SCARTVCR（SCART環路）、RS232串口、ANTENNA(RF輸入）、TV/VCR(RF射頻輸出）、HDMI(高清）、電源開關、DIGITALAUDIO(數字音頻）、LAN(以太網口）、YUV(視頻分量）、S-VIDEO(S端子）、USB（U盤接口）。下面的幾張會詳細介紹各個端口輸出功能“LNBIN”天線輸入端口，DVB-S衛星接收機頂盒，此端口還會輸出天線高頻頭工作的電壓，輸出22K切換衛星信號。“LOOPOUT”天線環路輸出，將LBNIN接收下來的天線信號通過內部集成電路轉換一路出來通過此端口輸出，此端口輸出的信號可以接入另外一臺機頂盒的LNBIN輸入端（此功能必須在本機待機狀態下才能進行）。“AUDIO”L、R：音頻左右聲道輸出，連接電視的AV音頻輸入端口。“VIDEO”復合視頻信號輸出，連接電視機的AV視頻輸入端口。0/12V：供給天線所使用的電壓（DVB-S衛星接收機才有此功能）TVSCART:是對顏色進行編碼(紅、綠、藍）一種方案（歐美一些國家較多使用此功能，國內目前沒有采用此功能）此端口連接至電視機SCART輸入端口，此端口支持RGB/CVBS（4：3或16：9）切換輸出。VCRSCART:此端口通過機器內部所帶集成切換開關將TVSCART所輸出的信號切換一路輸出，也可以連接至電視機的SCART接口，也可以接至另外一臺機頂盒的TVSCART輸入端；也可以將另外一臺機頂盒（帶信號）TVSCART輸出信號連接至本機VCRSCART，由TVSCART輸出至電視，本機不用連接天線。使用環路轉接時，本機必須出待機狀態RS232串口：數據通訊接口，可以對機器系統軟件進行升級，更好的完善機器軟件，使之與各項指標更好的得以實現“ANTENNA”RF射頻信號輸入端口，此射頻信號來自另外一臺機頂盒的TV/VCR（RF射頻輸出），輸入射頻信號后由本機TV/VCR輸出至電視機的RF高頻頭輸入端，在本機待機下實現此功能，本機開機狀態下，TV/VCR輸出的是本機RF射頻信號節目，“TV/VCR”本機RF射頻信號節目輸出，連接至電視RF高頻頭輸入端。電源開關：ON：打開機頂盒，機頂盒工作；OFF：關閉電源，關閉機頂盒供電；光纖：日本東芝(TOSHIBA)公司開發的技術，光纖連接可以實現電氣隔離，阻止數字噪聲通過地線傳輸，有利于提高DAC(數字模擬轉換)的信噪比，輸出信號必須用光纖線連接到光纖解碼器才可以還原音頻輸出COAXIAL：數字同軸端子輸出，數字音頻傳輸效果很好，要比光纖端子輸出的數字音頻信號質量略高一些，輸出信號需用同軸線纜連接至同軸解碼器才可以還原音頻輸出LAN：以太網口，機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現因特網接入功能。用戶可以通過機頂盒內置的瀏覽器上網，發送電子郵件。同時也可以收看網路數字電視。USB：和上面前面板USB接口功能一樣HDMI：高清晰度多媒體接口，是一種全數位化影像和聲音傳送接口，可以傳送無壓縮的音頻信號及視頻信號，用HDMI連接線至電視機的HDMI端口，可以收看高清晰的影音圖像Y\PB\PR：逐行色差輸入端口，逐行輸出的畫面更流暢，更有電影感，垂直分辨率更出色，可以使用色產連接線連接至電視機逐行色差輸入端口，觀看逐行影視效果S-VIDEO：視頻信號專用輸出接口，可用于輸出視頻信號至電視，S端子采用亮度和色度分離輸出設計，克服了視頻節目復合輸出時的亮度和色度的互相干擾，提供較高清晰度的輸出效果VIDEOLR：和上面介紹音視頻輸出端口一樣3、遙控器簡介遙控器是一種用來遠控設備的裝置。現代的遙控器，主要是由集成電路電板和用來產生不同訊息的按鈕所組成，是采用紅外線來發送數據的。機頂盒遙控器包含了對整臺機器輸出端口功能的操作，可以用遙控器來實現對整機現有功能調整以及參數的設。五、機頂盒的工作原理

數字機頂盒的硬件構造分為前端和后端系統，前端部分主要用于接收特定的信號，核心部件是解調器。解調器取決于這個機頂盒與什么網絡系統連接，如果和衛星相連，就采用QPSK解調器；如果和有線電視網連接則采用QAM解調器接收信號。后端部分的核心部件包括微處理器和MPEG解碼芯片。信號源處使用的MPEG編碼技術大大壓縮容量巨大的音視頻信號三種機頂盒的硬件結構主要區別就在解調部分。它們的工作過程大致如下：高頻頭接收來自信號網絡的高頻信號，通過QAM解調器完成信道解碼，從載波中分離出包含音、視頻和其它數據信息的傳送流(TS)。傳送流中一般包含多個音、視頻流及一些數據信息。解復用器則用來區分不同的節目，提取相應的音、視頻流和數據流，送入MPEG－2解碼器和相應的解析軟件，完成數字信息的還原。對于付費電視，條件接收模塊對音、視頻流實施解擾，并采用含有識別用戶和進行記賬功能的智能卡，保證合法用戶正常收看。MPEG－2解碼器完成音、視頻信號的解壓縮，經視頻編碼器和音頻D/A變換，還原出模擬音、視頻信號，在常規彩色電視機上顯示高質量圖像，并提供多聲道立體聲節目。

六、機頂盒的種類

數字機頂盒是91年由歐洲的電視臺、家電產品生產廠家、標準制訂者組織并很快就吸引美國及日本的許多成員，變成了一個世界性組織。由93年定名為“DVB”即國際數字視頻廣播。它是一種建立在MPEG-2壓縮算法上的數字技術，分為各種標準：數字衛星電視：DVB-S

數字有線電視：DVB-C

數字開路電視：DVB-T（歐洲）、ATSC（美國）、ISDB-T（日本）、DMB-T、ADTB-T（中國）數字多媒體移動電視：DVB-H

以上標準在我國的市場上除ATSC、ISDB-T外都有運作，目前智英生產的產品有：全星客戶產品：DVB-S、DVB-T;

九洲客戶產品:DVB-C、DVB-S、DVB-T七、機頂盒之間的區別

DVB-S使用QPSK調制，信號里面加入卷積碼糾錯也稱內糾錯碼，衛星傳輸具有覆蓋面廣、節目容量大等特點，內糾錯碼率支持：1/2,2/3,3/4,5/6,7/8。頻率范圍：950～2150MHz2、DVB標準有線傳輸系統DVB-CDVB-C使用64-QAM、16-QAM、32-QAM、128-QAM、256-QAM、QPSK調制方式，利用高頻載波的DVB-S使用QPSK調制方式，利用低頻載波的DVB-C使用QAM-64調制方式，但通常使用64-QAM調制。其頻率范圍：48.5MHz～860MHz。由于我國的模擬電視的頻道帶寬是8MHz，DVB-C的帶寬也是8M。

3、DVB標準開路傳輸系統DVB-TDVB-T特點是采用COFDM調制方式，支持QPSK，QAM16，QAM64等調制，在這種調制方式內，可以分成適用于小范圍的單發射機，運行的2k載波方式。適用于大范圍多發射機的8k載波方式。信號保護間隔支持1/4，1/8，1/16，1/32，內糾錯碼率支持1/2，2/3，3/4，5/6，7/8，其頻率使用