中國(guó)數(shù)字地面電視解調(diào)方案的設(shè)計(jì)探討
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還有一類參數(shù)組合不太實(shí)用，即多載波的QPSK-NR模式。NR編碼的碼率是0.5，且只能結(jié)合碼率為0.8的LDPC碼使用，這使得總的編碼碼率為0.4。該組合的效率并沒(méi)有碼率為0.4的LDPC碼高，因此在多載波模式下，應(yīng)優(yōu)先使用LDPC 0.4模式。在單載波模式下，NR解碼器的短延遲使其能成為時(shí)域均衡器的一部分，有助于提高判決反饋均衡器的性能。
DTMB解調(diào)芯片的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)
芯片設(shè)計(jì)的主要挑戰(zhàn)總是如何提供一款性能優(yōu)越且成本相對(duì)較低的產(chǎn)品。對(duì)于DTMB這樣較復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，做到這一點(diǎn)并不容易，需要仔細(xì)斟酌哪些特性是有用的，并能解決實(shí)際碰到的問(wèn)題。當(dāng)將DTMB與DVB-T、ATSC和ISDB-T進(jìn)行比較時(shí)，DTMB在接收機(jī)成本方面處在劣勢(shì)。因此，設(shè)計(jì)重點(diǎn)不僅在于如何降低解調(diào)芯片的成本，同時(shí)也在于如何降低接收機(jī)的整體成本。
降低接收機(jī)的整體成本無(wú)非有以下幾種方式：將外部電路集成到芯片內(nèi)；降低對(duì)外部電路的性能要求或者擯棄外部電路；仔細(xì)考慮合適的芯片封裝形式；縮小PCB面積。此外，如果現(xiàn)有的其他制式的解調(diào)產(chǎn)品可以快速切換到DTMB制式，也能有效地降低設(shè)計(jì)成本和縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。
任何解調(diào)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)都是從仔細(xì)選擇針對(duì)中頻信號(hào)的高性能數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC)開(kāi)始的。如果ADC的性能不好，后續(xù)的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)無(wú)法彌補(bǔ)性能損失。為保證系統(tǒng)的低成本，通常采用廉價(jià)的低頻晶振。高級(jí)的解調(diào)芯片甚至可以復(fù)用高頻頭內(nèi)部的基準(zhǔn)時(shí)鐘，以進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本。對(duì)于這類解決方案，芯片內(nèi)需具備低噪聲的鎖相環(huán)以便產(chǎn)生內(nèi)部工作時(shí)鐘。
為減少使用昂貴的聲表濾波器，采樣頻率應(yīng)足夠高。強(qiáng)大的濾波技術(shù)可以抑制不需要的鄰頻信號(hào)。同時(shí)，高速的芯片內(nèi)部工作時(shí)鐘也能有效地降低芯片面積。縮小芯片面積的關(guān)鍵設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：讓盡量少的邏輯盡量繁忙。
解調(diào)芯片不僅僅要面對(duì)惡劣的信道，同時(shí)也要應(yīng)付實(shí)際應(yīng)用中巨大的溫度、電壓和環(huán)境波動(dòng)。采樣速率、中頻頻率和信號(hào)功率都需要實(shí)時(shí)跟蹤，才能保障不間斷的正常接收。因此，在實(shí)際解調(diào)信號(hào)通路以外附加跟蹤信號(hào)電路也對(duì)提升性能有很大幫助。
DTMB信號(hào)的幀同步很重要。對(duì)單多載波來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)PN序列的時(shí)域提取同步信息?；夭ǖ男畔⒁部梢酝ㄟ^(guò)基于PN序列的時(shí)域均衡器或者頻率信道估計(jì)模塊得到。
DTMB標(biāo)準(zhǔn)的性能提升有很大一部分要?dú)w功于信道編碼部分，很深的交織器和很強(qiáng)的LDPC編碼組合應(yīng)用于修復(fù)受損的數(shù)據(jù)。當(dāng)然，提高性能是需要付出代價(jià)的。時(shí)域解交織需要能存儲(chǔ)超過(guò)一百萬(wàn)個(gè)符號(hào)的內(nèi)存，現(xiàn)有解調(diào)芯片通常需要配合SDRAM來(lái)完成該功能。無(wú)論內(nèi)置還是外置SDRAM都直接增加了成本，但內(nèi)置SDRAM可顯著降低封裝和PCB的成本。外置SDRAM的功耗也不能忽視。幸運(yùn)的是，交織算法要求SDRAM的時(shí)鐘頻率在40MHz左右，這有效地限制了整體功耗，降低了接口電路的設(shè)計(jì)難度。
LDPC編碼以強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力著稱。它的解碼算法是迭代的，第一次迭代的效果比后續(xù)迭代顯著很多。由于LDPC解碼的功耗很大，數(shù)據(jù)修復(fù)一旦完成應(yīng)立即終止迭代，或者應(yīng)該設(shè)置最大迭代次數(shù)，以避免在修復(fù)概率很低的數(shù)據(jù)上白白耗費(fèi)功率。
DRX398yZ解決方案
DRX398yZ是Micronas公司即將推出的一款針對(duì)中國(guó)地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)GB20600-2006的解調(diào)芯片。DRX3986Z同時(shí)支持國(guó)標(biāo)單多載波的解調(diào)，主要針對(duì)IDTV以及將在國(guó)內(nèi)各地使用的接收機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)(如USB電視棒)。DRX-Z系列芯片的集成度很高，內(nèi)置了10b高速ADC、鎖相環(huán)和解交織用SDRAM，只需搭配簡(jiǎn)單的無(wú)源晶體便可工作，可大大簡(jiǎn)化解調(diào)芯片的周邊電路，讓工程師輕松完成設(shè)計(jì)。
DRX398yZ接收中頻或者低中頻差分信號(hào)輸入，支持常用的中頻頻率(如36MHz、36.125MHz及36.166MHz等)。芯片配備中頻及射頻兩路自動(dòng)增益控制信號(hào)(IF/RF AGC)，輸出形式均為脈寬調(diào)制波形，需使用分立元器件搭建低通濾波器從而形成平穩(wěn)的增益控制電壓。這兩個(gè)AGC輸出管腳也可以配置成Open Drain狀態(tài)，這樣可以進(jìn)一步擴(kuò)大電壓控制范圍，配合更多種類的高頻頭。
該芯片的TS流輸出波形也可配置，并行、串行輸出模式皆可選，輸出的TS數(shù)據(jù)的高低位也可翻轉(zhuǎn)，以便最大限度地優(yōu)化與各類解碼芯片搭配的PCB設(shè)計(jì)。
DRX-Z系列芯片的驅(qū)動(dòng)軟件和Micronas其它解調(diào)產(chǎn)品線保持兼容。相對(duì)于傳統(tǒng)解調(diào)芯片開(kāi)放寄存器表的做法，Micronas公司的解調(diào)產(chǎn)品內(nèi)置了總控微核，通過(guò)I2C接口接收各類控制指令，執(zhí)行內(nèi)部控制操作之后再將結(jié)果返回。因此，在驅(qū)動(dòng)程序中，Micronas公司給客戶開(kāi)放了一組API接口進(jìn)行控制。為便于客戶的評(píng)估和集成調(diào)試，還提供參考設(shè)計(jì)電路板和基于Windows操作系統(tǒng)的評(píng)估軟件。
Micronas公司相信這款全新的解調(diào)產(chǎn)品系列將幫助中國(guó)客戶輕松完成數(shù)字電視產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，從容應(yīng)對(duì)快速增長(zhǎng)的數(shù)字地面國(guó)標(biāo)市場(chǎng)。
評(píng)論