衛星接收機的同步廣播技術研究

摘 要：近年來，伴隨著科學技術的不斷發展，廣播技術也越來越先進，各種各樣的廣播形式開始進入人們的生活，在這種情況下，衛星廣播技術也開始被正式應用。同其他廣播相比，衛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問題，這項技術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，數字衛星接收機被設計出來，它能夠將衛星廣播的訊號接受并進行自動解碼，從而實現當地的廣播與其他地區的廣播同步的目的。

人們在日常生活中應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點，它始終在人們的生活中備受青睞。近年來衛星廣播技術的不斷發展使人們的生活更加便利，MPEG-2技術是衛星廣播使用的傳播手段和數字壓縮方法。為了實現不同區域人們接收到統一的廣播，科學家們研究出了數字衛星接收機，使這一愿望得以實現。

1 衛星接收機的同步廣播技術系統的總體設計

在該系統當中，進行總體操作的為FPGA，接受衛星信號的工作需要將一體化調諧解調器SHARP Z0194安裝于FPGA之上，當TS流信號被FPGA接受成功以后，會得到相應的處理和解復，TS中存在的節目音頻PES會被挑選出來，并輸送給SDRAM進行保管。最后，數模轉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被送入，從而使同步音頻信號得以實現。該系統中，三個電路板分別存在于硬件位置，為了便于調試，電路板應該根據不同模塊來進行不同的設計，尤其是當較為復雜的系統中需要進行電路板調試時，這種做法能夠使工作效率提高。除此之外，調試FPGA的核心板，如果調試取得一定效果，那么開發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 電源設計

擁有一個穩定的電源對于任何一個系統來講都至關重要，該系統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用到信號上升沿時，對于高速信號系統中的電源控制就更加不易。因此要及時考慮到電源穩定的影響因素，才能夠采取有效措施加以制止。首先，不合理的穩壓電源芯片設計，會造成紋路的存在，每一次的輸出都會造成電源的不穩定，同時這部分不穩定因素在現階段是無法進行調節的；其次，負載對電流對穩壓電源的要求要更高一些，由于穩壓電源自身的速度較慢，因此會造成電源的不穩定。

1.2 底板模塊電路

數模轉換、音頻解碼器和幾個接口電路屬于底板模塊的主要內容，這一模塊能夠使這個系統完全連通，它能夠促使數模與音頻PES流解碼相變換，在最后才能夠在液晶上呈現出音頻PES流PID值和相似的音頻信號。現階段，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 數字衛星信號接受模塊設計

衛星的信號接收工作在這一設計當中是由FPGA配置一體化調諧解調器來完成的，I2C是中間的總連接線。一體化調諧解調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配置調諧器處，之后的信道解碼和QPSK解調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，它由飛利浦公司發行，時鐘線和數據線的連接促使全雙工同步數據傳輸得以實現，還使外圍器件擴展系統和多機系統得以輕松實現。另一方面，通信的儀器是由主控制器在使前發送地址碼來進行確定的，整體的數據通信是由數據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在同一條總線之上。

2.2 一體化調諧解調器

顧名思義，解調器和調諧器是一體化調諧解調器構成的主要部分，移相器和中頻放大器等是該調諧器的組成部分，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的不同而產生相應的變化。中頻信號是由控制變頻器對衛星信號進行相應的轉變而來的。

2.3 調諧器驅動軟件的設計

利用I2C總線的傳送功能，控制器FPGA使衛星信號相應的頻率參數傳送給調諧器，這就是調諧器驅動。接受信號頻率相關系數的處理是根據頻率參數的設置而來的。如果衛星信號頻率可以得到準確肯定，則各個系數值都可以推算出來；然而若無法肯定，衛星信號的查找則可以通過遞增頻率計數器分頻因子結合解調器來進行。

3 結論

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發達的今天，仍然受到人們的歡迎。