4x0 系列卫星接收机的音视频电路（上）作者：沈永明 4x0 系列卫星接收机使用很广泛，由于生产厂家众多，用料鱼龙混杂，质量参差不一，用户在使用中普遍反映故障率较高，加上维修图纸资料奇缺，给维修带来了很大的困难。好在这些 4x0 系列卫星接收机的电路基本是相同的，笔者以雷霆 T430XP 为例，实绘了该机部分电路的线路图，并且分析其控制线路的特点，提出对其缺陷的改造方案及相关故障的检修方法，希望在实际应用中对有一定的动手能力的电子爱好者有所帮助。4x0 系列卫星接收机是在法国的 CD.TV410 单系统南瓜卡机的基础上，发展出来的多系统卡机。早在 19982000 年，法国人陆续推出了 XSAT 300/350、310/360、375 机型的 3x0 系列卫星接 收机，该系列机采用 LSI LOGIC（LSI 逻辑）公司的双芯片设计方案，即传输流解复用器 L64008/L64108 和 MPEG-2音视频解码器 L64005/L64105，如图 1 为 XSAT 350 的主板实物图。图 12001 年，XSAT 公司又推出了 CD.TV410 机型，该机型在承继 3x0 系列机的基础上，采用了大规模集成解复用器和解码器 SC2000 核心芯片的设计方案。SC2000 芯片（图 2）采用与其它芯片所不同的BGAP（Ball Grid Array Package：球栅阵列封装）封装方式，使得电性能、组装成品率得到了完善和提高。 图 2此外 410 机主板在设计之初，就注重其功能的可扩展性，使得烧友们很方便地就将它 DIY 成多系统机器，这也是 CDTV410 能成为经典机型（图 3）的原因所在。图 3自此之后，国内生产厂家陆续推出的 420/420S、430/430S/430XP 等后续 4x0 系列机型，均是在 410基础上的衍生机种，核心芯片之先有采用 SC2002，现今大多数采用 SC2005（图 4），其芯片功能大体相同。下面我们就来详细谈谈 4x0 系列卫星接收机的音视频电路以 430 接收机采用的 SC2005 芯片为例，其内部的 L64105 模块中包括 MPEG-2 音频/视频解码器、OSD 控制器、信道接口、视频显示接口、音频 PCM 接口电路。其组成方框图如下（图 5）。 图 5工作原理SC2005 接收来自一体化调谐器的 TS 流后，送到内部的 L64x08 模块中，由 L64x08 对数据进行解复用，获取相应音视频 PES 数据、程序特殊信息（PSI）、服务信息（SI）等数据。音视频 PES 数据通过L64x08 的接口输出，而 PSI、SI 等数据则被存储到外部的随机存储器（SDRAM）中，通过应用软件的控制，L64x08 的内嵌 CPU 对这些数据进行存取操作。L64x08 模块送出的数据是压缩的音视频 PES 数据，通过芯片内部的 L64105 模块并在存储器和嵌入式 CPU 的配合下，对 PES 数据进行解压缩，输出 16bit 音视频数据流。其中的视频数据流经 PAL/NTSC制编码器进行视频编码、D/A 转换后，产生模拟的全电视信号（CVBS）或 S 端子信号（Y/C），经过外部低通滤波后输出；音频数据流则经音频 DAC 电路转换成模拟音频信号，同样再经外部低通滤波后输出，另外 L64105 模块还支持 S/PDIF 数字音频输出。下面就来具体谈谈 4x0 系列数字卫星接收机的音视频电路音频压缩标准简介数字卫星接收机的音频解码遵循 ISO/IEC 11172-3 的 MPEG-1 Audio Layer1&2 标准和 ISO/IEC 13818-3 的 MPEG-2 Audio 标准。1、MPEG-1 Audio 音频技术规格简介MPEG-1 Audio 音频文件根据压缩质量和编码复杂程度的不同，可分为 MPEG-1 Layer1&2&3 三层，即系统的第一、二、三层音频编码，分别简称 MP1、MP2 和 MP3。MP1 和 MP2 采用 MUSICAM 压缩方法，它利用了声音的低声音频谱掩蔽效应，对于人耳听觉不太敏感的频率进行低码率编码，利用这一技术可以大大地降低音频编码速率，能在 192256Kbps 的速率下实现接近 CD 级的音质。MP3 是大家最为熟悉的，广泛应用在网络音乐上。不过 MP3 是一种有损的音频压缩编码，它采用ASPEC 压缩方法，即去掉人耳听觉不太敏感的频率，达到压缩的目的。 在 MPEG-1 的音频压缩中，采样频率可为 32KHz、44.1KHz 和 48KHz，可支持单声道（Monophonic）、双单声道（Dual Monophonic）、立体声模式（Stereo Mode）、联合立体声（Joint Stereo）等。2、MPEG-2 音频技术规格简介MPEG-2 Audio 又称为 MPEG-2 Multichannel（多声道）或 MPEG-2 BC（Backward Compatible：向后兼容），它是对 MPEG-1Audio 的扩充，增加了 16 KHz、22.05 KHz 和 24 KHz 采样频率，以提高用低比特率时的压缩率，使得编码器的输出码率范围，由 32384 Kbps 扩展到 8640 Kbps；增加了声道数，支持 5.1 声道和 7.1 声道的环绕立体声声，此外还支持 Dolby AC-3 编码。Dolby AC-3，全称 Dolby Surround Audio Coding 3，简称 AC-3，也称 Dolby Digital；直译为音响编码第三代。它是 Dolby（杜比）实验室于 1992 年提出的音频压缩格式。AC-3 是为改善高清晰度电视（HDTV）的音质而开发的，采用双通道的码率就可实现 5.1 通道的编码性能，可将前左、前右、中间、右后环绕、左后环绕五个独立的声道和一个 3120Hz 超低音通道的信号实行统一编码，成为单一的复合数据流。AC-3 和 MPEG-1 Audio 一样，可支持 32KHz、44.1KHz、48KHz三种采样频率，但码率可低至单声道的 32 Kbps，高到多声道 640 Kbps，以适应不同需要。音频信号处理电路1、音频解码器以 430 接收机为例，音频解码由 SC2005 芯片内部 L64105 模块的音频解码单元完成（图 6），解码过程中，主控 CPU 通过总线来控制音频解码器。音频解码器能够对 MPEG-1 Layer 1 &2 和 MPEG-2 这三种格式的音频数据流进行解码，形成数字音频信号，其中一组通过 S/PDIF 接口直接输出数字音频信号，另外的 PCM 格式的数字音频信号则经过音频 DAC 电路转换后，输出模拟立体声音频信号。 图 6PCM （Pulse Code Modulation），即脉冲编码调制，PCM 格式的数字音频信号是指模拟音频信号只经过采样、模数转换成而成信号，而未经过任何编码和压缩处理，如普通 CD 的 PCM 采样频率为44.1kHz，量化精度为 16bit，动态范围为 98dB。2、音频 DACDAC（DigitalAnalogConverter）即数模转换器，音频 DAC 电路的功能是将已解码的数字 PCM 数据转换成立体声模拟信号。在 SC2005 内部集成了音频 D/A 转换器，它是一种具有可编程锁相环（PLL）的立体声数模转换器，可将音频解码器输出的 PCM 音频数据转换成具有左、右声道的两路音频信号，同时音频 DAC 产生过采样时钟，作为参考时钟提供给 MPEG-2 解码器，以产生精确的音频系统时钟。3、S/PDIF 接口（1）S/PDIF 接口简介常用的数字输出接口为 S/PDIF（Sony/Philips Digital InterFace）接口，它是由 Sony 与Philips 公司联合制定的一种数字音频输出接口，广泛应用诸如 CD、DVD、DVB 等数字影音设备上。其主要作用就是改善音质，提高信噪比。相对于普通的音频模拟接口来说，S/PDIF 接口可以有效抑制因模拟连接所带来的噪音信号，同时也减少了由于音频 DAC 转换和电压不稳引起的信号损失。S/PDIF 接口有数字同轴接口和数字光纤接口两种。数字同轴接口数字同轴接口（Coaxial S/PDIF）采用阻抗为 75 的同轴电缆为传输线，通过电子脉冲来传输数字信号。在器材的背面板上有“COAXIAL”的标识。它的接头又分为 BNC 和 RCA 两种。数字同轴标准接头采用仪器上常见的 BNC 接头，其阻抗是 75，与 75 的同轴电缆配合，传输频带较宽，可保证阻抗恒定，确保信号传输正确。但目前市面上由于成本的考量，多采用 AV 端子的RCA（莲花插头）接头来代替，但 RCA 接口传输频带较窄，也没有稳定的阻抗特性，对音质的影响较大。为减小这种影响，可购买 BNC 转 RCA 的连接器件（图 7）。 图 7数字光纤接口数字光纤输出接口是利用光导纤维作传输线，将数字电脉冲信号转变成光脉冲信号，以便在光纤里进行传输，优点是受外界干扰影响极小，特别是中、低频的电磁干扰，而且传输频带宽、损耗小，还能防止由信号线产生的无用电磁辐射。但由于光纤连接的信号要经过发射器和接收器的二次转换，会产生时基抖动误差（Jitter），对音质有一定的影响。常用的光纤材料有塑料、石英、玻璃等，其中玻璃光纤（ST）是最昂贵的一种。光纤输出接口可分 Toslink 接口和 AT&T 接口两种，它们的区别在于传输接口标准及光纤材料不同，不能通用。Toslink 全名 Toshiba Link，是日本东芝（TOSHIBA）公司较早开发，并经日本 EIAJ（日本电子机械工业）认证的一种通用光纤输出接口（图 8），在器材的背面板上以“OPTICAL”作标识。Toslink 接口具有重量轻、截面小、抗电磁干扰能力强，但易受射频干扰，而且存在的时基误差，比一般数字同轴输出的误差要大。 图 8AT&T 是由 AT&T 公司（美国电话电报公司）所制定的标准，这种光纤接口，时基误差很小，多用于专业音响设备和通信设备。（2）给 4x0 接收机加装 S/PDIF 接口绝大部分的 4x0 接收机未安装 S/PDIF 接口，如果你具备带有数字音频解码功能的功放，或者带有数字音频解码的有源音箱时，可以为接收机添加 S/PDIF 接口作为数字音频输出，这样使用外置的音频 DAC进行解码，会达到更好的音质。给 4x0 接收机加装光纤输出接口4x0 接收机的主板上的 U2 为 Toslink 光纤输出接口位置（图 9），但未焊上相应的元器件， 只要将这些元件添加上去就具备光纤输出功能。 图 9具体加装过程如下：找一个 Toslink 光纤发射座（图 10），可在坏的 CD、DVD 机中拆一个，其中光纤发射座的 1 脚为信号端，2 脚为电源端，接5V 电源；3 脚为接地端。图 10由于主板只有一个安装孔，因此将发射座的一只固定脚剪掉（图 11）。图 11将主板 U2 位置的焊孔透空，把光纤发射座插入 U2 的位置上，焊好即可。由于只采用一个安装脚，发射座会有松动感，在底座滴几滴 502 胶来加强固定。将 U2 旁边未安装的