ABS-S专用接收机之天诚科技TCD-689ABS

我国的直播卫星节目开播已逐渐步入正轨，有条件的读者可以试一下，不过一定要使用专用的ABS-S专用接收机才可以，普通的卫星机顶盒是无法接收的。在国内，多家企业（只有少数拥有卫星数字接收机生产许可证的公司）已成功开发出了ABS-S卫星接收机。 目前接收方案主要有两种，一是中天联科的AVL1108加上海尔公司的CPU HI2023（国内的天诚、德州科海、卓异、海信、长虹、九州、北广电子、湖南国际广电科技、神州、航天信息、武汉长江电讯等厂家均采用这种方式，数量众多）；二是杭州国芯公司的GX1121配GX3001。

今天介绍一款专用机―天诚公司的TCD-689ABS。

整机的包装均采用可以回收的材料，外箱和内衬都是纸质材料。结构较为紧凑，并没有留出必要空间（用来防止在运输过程中因为碰撞，造成机器外观或是电子元件的损坏，使用海绵或纸托等材料吸收运送过程中收受到的外力。这里的“吸收”是指材料受到外力后产生型变，将力分解，不会将外力传到至整机部分），这可能是低成本所导致的。这样做所占空间比较小，不但材料成本降低（纸包装是按照用料面积来计算，面积大了价格就相对高一些。），而且运输费用也会相应降低（体积小，相同的空间就可以放置更多的成品，而运费平摊到每台机顶盒，单台机顶盒的运输费用就会差不少）。但是到了用户手里，外箱会变得“惨不忍睹”，内部有可能“支离破碎”。我曾收到过一台机顶盒，包装已经完全变形，打开一看，面板与机壳已经分家。机构设计上面的问题我们放在一边不说，包装处理实在是有些欠妥。实际上，第一眼的感觉对于产品很重要，不管你的机器软件操作如何的人性化，功能再如何强大，不到位的外观包装设计给人的感觉都会大大降低，也就不可能作出客观评判。

天诚TCD-689ABS外型狭长，属于前几年流行的超薄型设计，即机壳较长，而高度却做的相对较低。黑色的门镜从头至尾贯穿整个狭长的面板，白色的厂商标志、型号、功能键名称等文字都印刷在上面，门镜采用局部镂空的方式，保证面板上的按键可以露出来。面板左侧是个交流电源按键，（图1）我们可以使用他进行机顶盒电源控制，面板的右侧共有5个按键，分别是“CH+”、“CH-”、“ ”、“OK”、“ ”、“MENU”（文字要做成中文就更人性化了，呵呵），其中“ ”、“OK”、“ ”、都是直接蚀刻在按键表面的，三个按键的外部有个外框，处理很有特色，类似菱形的外部设计，外框表面成“弧”形，两侧低，靠近“OK”键的位置最高。（图2）外框的设计使得面板外观做了“让步”，面板靠近外框的地方做了“弧”形处理。所有按键表面都做了“电镀”处理，外型都不大，较为精致，适合国内市场（东方人的手指都不大，按起来也不会有丝毫不妥的感觉，欧洲人的手指较大，所以按键通常要做的很大）。

面板的固定方式较为简单，两侧面板内侧长有矩形筋板，筋板开孔，可使用螺钉穿过该孔直接将其固定在在底壳两侧向上的折弯处（详见图3所示）。这样的固定方式较为“单薄”，于是在底壳靠近面板的结合处开孔，直接使用螺钉固定（详见图4所示）。介绍“按键”的时候我们提过面板左侧有一个电源按键，该键内部装有一个交流电源开关，按键只是开关的“键帽”。开关属于单刀开关，开关上面有两个引脚，可使用连线串联在交流电源通路中（要注意的是只可以切断或导通交流电源输入交流信号两路其中的一路，并不能完全切断交流输入信号）。开关的固定则是使用面板内部的圆柱形定位柱配合自功螺钉相配和，定位柱的长度取决与键帽的高度，不能太长，太长了定位柱的强度无法保证，而且越长位置越不好固定。太短同样也不行，太短键帽就没有位置了，开关直接探出面板，影响外观。上盖的处理大家都差不多，没有多少新鲜的创意，即亮银色的烤漆，在顶部增加多排散热孔处理，散热孔常见的长圆形或圆形，但本机散热孔的处理较为特殊，散热孔的外型冲出来了，但是散热孔的两侧并不冲断，形成“弓”字形的折弯。（图5）这样的处理笔者百思不得其解，是怕里面的秘密外泄？还是更利于主板散热？上盖的两侧增加了局部“凹陷”，怀疑是用来做接“地”处理。“凹陷”成长圆形，面积相对很大，靠近面板的一端装有一个带垫片的螺钉（详见图5所示），用来固定上盖，固定的目的达到了，但是位置笔者觉得不妥，可以在附近找位置作专门处理，打在“凹陷”处十分影响外观，给人的感觉很“糙”，好像是随意拼凑的结果，工艺水平略低。后挡板的处理给人的感觉和上盖差不多，后挡板与底壳是分离的，同样使用螺钉固定，这样做结构简单，模具的处理也不复杂，成本很低，而且具有很大的灵活性，无论主板如何变更，修改定位孔还是增加端口输出，只需简单的在模具上面做镶块处理，如果改动的地方太多，模具处理比较麻烦，直接开一套新的冲孔模具即可，无论从时间还是成本上考虑都是很划算的，这是底壳与后挡板结合在一起而无法轻易达到的。后挡板的左侧依次分布信号输入端子（即TUNER的输入端），RS232(串口升级时使用)，两路音视频输出（一组音频信号分成左右声道，用户在实际使用中，可使用遥控器进行声道切换）和S端子，这些都是标准配置。值得注意的是，后挡板有一张贴纸，其内容包括厂商的LOGO标志外还有一个“QS”标志，（图7）本刊18期中，我们讲到银河直播接收机的时候有提到这个标志，估计直播专用机都需要做质量认证类似我们现在国家强制执行的3C（笔者拙见，仅供参考）认证。电源线的处理和我们18期介绍的银河直播接收机差不多，这里就不多花时间介绍了。底壳的处理仍然较为简单，主要是散热孔和脚垫的处理。散热孔的处理与上盖的处理不同，孔为长圆形，而且均匀的分布在底壳之上。底壳上装有4个橡胶脚垫，因此在对应位置上增加向下的凸台，可能是凸台内部的“凹坑”深度不够，或是脚垫上面的背胶强度不够，样机有一个脚垫已经偏离正确位置。

打开上盖，你就可以发现电源板，主板和面板内部的显示板。（图8）现在就逐一为大家介绍。

电源板提供主板、显示板所需要的全部电源。整体方案采用自激式开关电源（相对于它激式而言，即不需要电源外的激励信号启动开关调整的方式，而是使用开关调整管自己振荡来启动开关调整管的方式）设计。开关管采用的是仙童公司的J5027（NPN型晶体管，主要特点是电流大，耐压高而且价格便宜），与之配合通常是2SC2060（同样是个NPN型晶体管，2SC2060的集电极是并联在J5027的基极上面）以及高频变压器初级线圈L1和L2。当电源接入后，串接在环路上面的电阻给开关管J5027提供了启动电流，J5027开始导通，开始向负载传送能量，电流会在L1中开始线性增长，L2通过电磁感应（两个垫圈套在同一高频变压器上，电流流过其中一个线圈时，另外一个会产生感应电流）使得2SC2060很快饱和，并将J5027关断，流过L1的电流逐渐变小，L2电压极性（电流反相）翻转，使得2SC2060很快截止。这样反复导通－截止－再导通－再截止，电路就这样重复振荡下去了。自激式开关电源中的开关管起着开关同时有参与振荡，也省去了控制电路也解决了成本。为了提高电源特性，在将J5027的发射极对地增加了采样电阻，防止开关管因过流而烧毁，起到过流保护的作用，同时为保证输出电压的精度，在高频变压器副边增加TL431和光藕组成的反馈网络，通过对比输出电压与标准电压源之间的差，通过光藕反馈到开关管的基极，调整开关管的导通时间，从而间接调整输出电压，保证主板，显示板正常工作。

主板使用的是海尔爱国者系列芯片中的Hi2023。爱国者芯片大家并不陌生，遥想2001年，海尔公司在北京推出“爱国者I号”，在业界曾造成不小的轰动，主芯片的国产化造成机顶盒价格的一落千丈，曾经“千元”的机顶盒最终“破百”（现在的价格已经低到几十块钱了，有竞争机顶盒的价格才可能才可以被广大用户接收，才可能真正进入千家万户，服务大众，造福社会）。爱国者芯片被广泛应用到机顶盒领域（最初的“爱国者I号”结构简单，不支持加扰功能，主要应用则以免费的数字机卫星机顶盒为主，基本不涉及到支持条件接收的机顶盒产品），据不完全统计，芯片销量已经超过1000万片。为适应不同市场的需要，新一代的爱国者芯片在功能方面做了改进，优化内部结构，增加了新的功能，逐渐由只提供低端产品方案过渡到可提供高端产品应用，从而彻底打破了国外芯片垄断高端机顶盒方案的局面，使得市场向多元化发展，出现百花齐放，百家争鸣的局面，这对于广大用户而言，无疑是天大的好消息。

聊了半天，现在切回正题。Hi2023集成一个高性能的CPU，（图9）与前面的爱国者芯片一样，兼容8051指令集，内部包括一个128*8比特的ROM，一个256*8比特的RAM，一个16K*8比特的程序/数据存储SRAM，两个串口，四个定时器/计数器，5组通用可编程I/O，每组8个.一个16位处理器，具有13个中断源，2级优先级的中断控制器。工作频率108MHz。芯片还集成了高性能的DMA及视频编码器，大大优化了产品性能，能解码输出高品质电视画面和高保真立体声；能够直接接收直播星传输的200套以上高质量电视节目；支持自动识别PAL/NTSC两种制式；有默认频点搜索及网络自动搜索功能；提供信息服务和EPG节目指南功能；人性化的用户操作界面，极大地方便了用户的使用。视频解码支持ISO/IEC13818-2(MPEG-2)MP@MLM支持多画面，支持N/PAL两种不同的制式，支持画中画和画外画功能，音频支持ISO/IEC13818-3的第一级和第2级解码音频输出普通/I2S格式可任选，同时支持SPDIF输出。3路独立的PWM（脉冲宽度调制）信号输出可直接控制晶振或其它需要进行细小调节的元件。音视频单元都设有特殊的看门狗电路，如出现视频出现死机现象，单片机将进行全局复位；但如果是音频出现死机，但图像仍然正常播放，则只有音频部分复位。系统支持两路TS传送流（分为主通道和辅助通道数据）输入，可支持串行或并行TS流信号，码率最多支持到96M比特。主通道内设24个过滤器，可进行解扰及过滤器动态分配，辅助通道为录像通道（可作PVR录像功能），内设16个过滤器，可录加扰或解扰后码流。增加专用显示端口，提供4位静态或动态数码管的输出驱动（可直接操作专用寄存器完成LED的控制），支持数码管显示。更有意思的是Hi 2023提供两路完全相同的游戏杆接口（不过目前只支持与任天堂兼容的手柄，其它的就无能为力了），可以独立工作。当然仅有功能卓越的处理器还是不够的，还需要其它的元件，例如存储器，主板上面使用的程序存储器是富士通公司的29LV160BE，2兆地址空间(这是按照字节计算出的结果，如果按照字算就只有1兆了)，电源使用3.3V，属于低电压方式。目前这个牌子的FLASH已经很少见到，自从AMD公司与富士通合作，就只有“SPANSION”的产品，无论是AMD还是富士通都比较少见了（该元件应该是04年产品，可能是早期的库存。注：仅为笔者拙见，仅供参考）。而用于系统运行和图像存储功能的这里用的是三星公司的KS641632K，拥有4个独立的存储空间，可通过2条地址片选信号进行处理，每个空间为2M字节。上面提过，视频信号可以直接从CPU直接输出，而音频只有数字信号输出，采用的是标准或者I2S模式，因此如果需要输出模拟音频信号的话就必须增加一颗音频模转换芯片。那么这可芯片再哪里呢？细心的读者会发现，在几个大个的电解电容的环抱中，我们可以找到一颗8条腿的芯片－CS4334（图10）（大名鼎鼎的CIRRUS LOGIC，专门制作音频数模、模数转换及音频DSP的全球制造厂商），是一颗常见24位数模转换元件，其性价比较高，广泛被应用于机顶盒市场（市场占有率最高的是台湾普诚的PT8211，但其指标并不理想，较CS4334差不少，所经常出现在对指标要求并不严格的机顶盒中。）。该芯片采用单电源，使用5V电压作为电源供应，支持去加重功能（早期的磁带录放机都会存在高频信号信噪比不良的情况，于是引入了一种新的降噪电路。在录制节目前预先将信号的高频部分适当的提高即“加重”后再录制，提高高频信号会造成高频过冲，在播放的是时候会将高频信号适当的进行衰减即“去加重”，这样信号中的过冲部分就被修复了，同时高频噪声信号也一同被衰减掉，从而改善高频信噪比。注：通常加重及去加重的频响曲线都是相对应的，即某个频率的信号加重提升了多少，去加重就要降低多少。），支持I2S格式的输入信号。高达96比特的动态范围，总谐波失真大于88dB，极低的相位抖动，再加上后面的低噪声运算放大器，就形成了完美的立体声输出系统，可以满足用户在观看清晰图像的同时，体验高保真的音频信号所带来的愉悦感受。

调谐器使用的和银河专用机相同，依然是夏普公司制作的BS2S7HZ6306，它的特点在介绍银河机的时候已经讲过，这里就不重复了。我们要重点介绍的是负责处理信道解码的芯片。文章开始的时候我们讲过，本机属于海尔CPU加中天联科的方案，CPU我们上面介绍过了，下面说说中天联科公司（是一家专注于数字电视、多媒体和通信领域的芯片设计和应用系统开发的高新技术公司）制造AVL1108 ABS-S专用芯片。（图11）早在2006年8月中天联科就率先推出了ABS-S卫星信道接收芯片AVL1108，是国内第一款支持ABS-S标准的卫星数字电视信道解调接收芯片（早期只有一家公司可以制作，不过现在又多了国芯公司GX1121）。AVL1108主要功能包括基带信号解调和信道解码，用于将卫星调谐器输出的ABS-S基带信号转换成TS流，并通过简单的接口提供给后端解码芯片。接收信号经过匹配滤波器、符号时钟恢复环路、载波频率和相位跟踪环路、均衡器、前向纠错解码器，之后生成TS流，输送给后端解码芯片也就是我们说的CPU。AVL1108是业内首款在8PSK解调模式下，符号速率达到45Msps，净码流速率达到120Mbps的卫星信道接收芯片，可提供更多频道接收和高清晰度电视传输。通过标准I2C总线控制接口，后端处理芯片可以方便的控制AVL1108，并通过它间接控制调谐器，控制方法依然使用标准I2C总线。通过AVL1108提供的DiSEqC接口，可以对高频头（指的是我们常见的低噪声放大模块LNB，属于室外单元）进行配置。只需通过简单的阻容网络就可以与前端调谐器连接，进行射频自动增益控制，也就是我们常说的AGC。针对ABS-S信号格式进行专门优化处理，能够实现完美的时钟同步和卓越的前向纠错性能。集成双通道高性能差分模数转换器（ADC），具备消除直流、IQ补偿和相位补偿功能。具备极强的抵御相位噪声能力，可以在频偏达到5MHz的环境中快速锁定信号，并能维持精确的时钟同步。TS流输出可根据不同的需求进行控制，可以输出串行或并行TS流信号。

由于是直播星专用机，软件的处理大同小异，功能方面与银河机差别不大。但结构部分仍然有很大差异，希望厂商可以做修改，进一步提高整机性能，提高整机的性价比。■