不知不觉,一个学期已经过去,数电实验这门课也即将结束。回顾这个学期以来在数电实验课程中的学习,我发现自己既收获了很多,也付出了很多。
数电实验是一门结合理论并有所创新的课程。实验一——数字集成电路功能与特性测试让我熟悉了几个常用芯片74LS247、74LS163与74LS00。一方面数电理论课正好进行到这部分的内容,这次实验的学习让我更好的理解理论课的知识。另一方面,在接下来的实验三中,我需要用到其中的芯片与显示电路,这为接下来的实验做好了铺垫。实验二开始我们就与FPGA接触了。作为一个电子信息工程专业的学生,今后的研究与学习肯定会需要使用到FPGA,所以实验二与实验三的实际应用意义是很大的。
经过简单的熟悉QuartusII软件后,我们开始了最为重要的实验三——多功能数字钟的设计。可以说,实验三是本课程的核心所在。实验三耗时一个多月,我们经历了一个完整的开发周期。从数字钟功能设想到方案论证,再到软件编写与硬件焊接,再到最后的整机测试。我投入了大量的时间与精力,最后做出了集闹钟、报时、校时、秒表、倒计时、日期显示、12——24小时制转换等功能的多功能数字钟。在数字钟设计的过程中,我遇到了很多的问题。一开始我是用的是纯VHDL语言编写的方案开发数字钟,可是随着功能逐渐增多,我发现语言编写并不能很容易的加减功能。而且一旦在仿真中发现问题,我很难从源文件中查找出问题所在。于是在离验收日期只有一个星期的时候,我毅然选择了推到重来,放弃已有的程序,重新使用顶层原理图加底层VHDL语言的方案开发。后来的结果证明,这种方案不仅思路清晰,易于增减功能、检查错误,也能在一定程度上节约内部资源。最后,我花了4个晚上重新编写好软件程序,花了一个晚上焊接硬件并组装调试。这次成功的经验大大提升了我的信心,也让我懂得了敢于放弃,不怕重来的道理。
总的来说,本次数电实验课程让我收获很多。我会在今后的学习中更加努力。 最后,感谢老师一个学期以来的教导,祝老师身体健康,万事如意!
第二篇:数字电视课程总结报告
数字电视
总结报告
姓名:
班级
学号
1.数字电视系统的结构与组成
一套完整的数字电视系统由三个部分组成:数字电视前端系统、传输网络和用户终端系统。核心技术系统由信源编解码、复用和解复用、信道编解码、调制和解调、信道和显示器等六部分组成。
数字广播电视前端系统可分成四部分:信源部分、处理部分、传输部分和管理部分。1、信源部分,主要用来产生各种电视节目和数据信息,其来源包括卫星接收、电信接收、自制节目和互联网等,其主要设备包括数字卫星接收机、视频服务器、MPEG-2编码器、节目采编工作站、信息服务器、信息采编工作站等。
2、处理部分,主要是对各种数字信号进行处理,通过这些处理使系统提供的附加服务具有多样性和灵活性,并使广播电视运营商能方便地控制各种设备,其主要包括传输流处理器、传输流复用器、条件接收系统等。3、传输部分,主要是进行信道编码调制,针对不同的传输媒体采用不同的调制方式,如QAM、QPSK等调制方式。4、管理部分。是控制复杂化的数字前端的关键,要满足差错管理、设置管理、性能管理、安全性管理和用户管理等网络运行的基本要求。传输网络一般由HFC网络(负责传输节目流)和IP网络(家庭里多用ADSL,用于回传控制指令)构成 。终端负责解出节目流,还原音视频信号到电视里,并负责完成相应的认证。电视台的节目在前端由光调制后先通过HFC网络的骨干光纤环网传输到双向同轴电缆网络,然后传输到用户机顶盒,而用户的上行信息也通过HFC网络的规定频段上传到前端进行解调。
信源编解码是对视频、音频、数据进行编解码,目的是为提高数字通信传输
效率而采取的措施,通过各种编码尽可能地去除信号中的冗余信息,以降低传输速率和减少传输频带宽度。复用是将视频、音频和数据等各种媒体流按照一定的方法复用成一个节目的数据流,将多个节目的数据流再复用成单一的数据流的过程。接收端得解复用过程与发送端得复用相反,目的是使传输的电视节目数据包具备可扩展性、分级性和交互性。信道编解码是为提高数字通信传输的可靠性而采取的措施。调制解调是指为提高频谱利用率,把宽带的基带数字信号变换成窄带的高频载波信号的过程。信道有卫星广播、有线电视和地面广播信道等。电视接收机包括解调、信道解码、解复用、视音频解压缩和显示格式转换等。
2.模拟电视接收机的结构与组成
模拟电视接收机俗称机顶盒。由硬件和软件组成,分为4层:硬件、底层软
件、中间件和应用软件。硬件是数字电视机顶盒的硬件平台,主要实现音视频的解码。而电视节目内容重现、操作界面与数据广播业务实现,以及机顶盒和Internet互联等都需要软件来实现。
从信号处理和应用操作上看,数字机顶盒包含以下层次:
(1)物理层和链接层:包括高频调谐器、信道解调(QPSK、QAM、OFDM、
VSB 解调)、信道解码(卷积解码、去交织、RS 解码和能量扩散);
(2)传输层:包括解复用,把传输流分成视频、音频和数据包;
(3)节目层:信源解码:包括MPEG - 2 视频解码,MPEG/ AC - 3 音频
解码;
(4)用户层:包括服务信息、电子节目指南、 图形用户界面 (GUl)、浏
览器、遥控、条件接收和数据解码;
(5)输出接口:包括模拟视音频接口、数字视音频接口、数据接口、键盘
和鼠标等。
数字电视机顶盒硬件由网络接口模块,传输流解复用器,条件接收模块,
视音频解码器和后处理,嵌入式CPU存储器模块和接口电路组成。软件系统则由底层软件,中间件和应用软件组成。
3.扫描方式
显示器的扫描方式分为“逐行扫描”和“隔行扫描”两种。逐行扫描比隔行
扫描拥有列稳定显示效果。早期的显示器因为成本所限,使用逐行扫描方式的产品要比隔行扫描的贵许多,但随着技术进步,隔行扫描显示器现在已经被淘汰。但是我国的家用电视仍然采用隔行扫描方式。我国将在20xx年全面实施模拟数字化电视结束模拟广播电视。
4.数字电视标准
AVS(Audio Video coding Standard)标准是《信息技术 先进音视频编码》
系列标准的简称,是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准,也是数字音视频产业的共性基础标准。顾名思义,“信源”是信息的“源头”,信源编码技术解决的重点问题是数字音视频海量数据(即初始数据、信源)的编码压缩问题,故也称数字音视频编解码技术。显而易见,它是其后数字信息传输、存储、播放
等环节的前提,因此是数字音视频产业的共性基础标准。AVS标准三大特点为:
(1) 我国牵头制定的、技术先进的第二代信源编码标准——先进;
(2)领导国际潮流的专利池管理方案,完备的标准工作组法律文件——自
主;
(3) 制定过程开放、国际化——开放。
AVS将在标准工作组的基础上,联合家电、IT、广电、电信、音响等领域
的芯片、软件、整机、媒体运营方面的强势企业,共同打造中国数字音视频产业的光辉未来。AVS作为中国无线数字电视DMB-TH传输系统的解编码芯片组被强制标准融入机顶盒以及其他数码产品中。今后所有中国无线数字电视必须符合该标准进行接收传输。大大的提高了我国政府对电视产业的自主权。
5.H.261与MPEG1的区别
首先H.261是第一个使用的数字视频编码标准,设计相当成功。之后的视频
编码国际标准基本上都是基于该标准相同的设计框架,MPEG1就是基于H.261的框架。
H.261标准是一种用于双向通信的ITU标准,主要用于在综合业务数字网
ISDN上传输电视电话会议等低码率的多媒体领域。 采用p×64kbit/s的声像业务的图像编解码,其中p=1,2,…,32,为实现低成本,只用Y、U、V为4∶2∶0的一种格式。帧格式有两种,CIF(352?288)和QCIF(176?144)。采用基于运动补偿的帧间预测和对原始图像数据进行8×8共64个像素的DCT(设置自适应量化器;再采用Huffman或算术变字长编码(VCL)实现熵编码。图像输入以宏块MB为单位输入,MB中包含亮度信号Y的4个8×8像素方块,色度信号Cb、Cr的各一个8×8像素方块,共6个8×8像素方块。帧内帧I图像采用
帧内编码,不参考其它图像帧而只用本帧信息进行编码。
MPEG-1标准主要是针对活动图像及相应声音及数字存储媒体的压缩编码标准。用于高至1.5Mb/s的数字存储媒体的活动图像和相应的音频编码。基本目标是将活动的视频图像及伴音压缩编码处理成一个既包括视频又含音频信息的复合二进制比特流,同时保持图像和声音的同步,压缩比可高达200:1,相当VHS画质。MPEG-1视频编码算法对H.261的重要改进,增加了B图像帧(双向预测编码图像)和图像组的概念。
MPEG1的数据层包括:图像序列层(Video Sequence layer),图像组层(Group of Picture),图像层(Picture),宏块条/片层 (Slice),宏块层(Macro block),块层(Block layer)。解码器系统是经E1信道接收到的远端信号,通过HDB3解码和位定时提取电路。产生时钟信号并变为相应的NRZ码。该时钟和NRZ码进入可编程专用芯片,进行带有前后方保护电路的同步检测及提取后,在时序电路的控制下,通过去交织和RS纠错解码恢复MPEG系统数据流。数据流经过包头检测及MPEG1数据格式交换,到达MPEG1的视音频解码单元。经解码最后输出一路模拟视频信号和两路音频信号。
6.数字机顶盒信号的接收
MPEG传输流中传输的与控制字相关两个数据流就是ECM和EMM。ECM中除由业务密钥SK加密的CW,还含节目来源、时间、内容分类和节目价格等节目信息。它与加扰的节目码流复用一起传接收端。EMM中除由用户个人分配密钥PDK加密的SK,还含地址、用户授权信息,如用户可看的节目或时间段,用户付的收视费等。采用的是CA加密算法。用户端的解码器首先从传输流TS中分接出ECM和EMM码流,然后从智能卡读取用户个人分配密匙PDK,用PDK对EMM解密得到业务密匙SK,再利用业务密匙SK对ECM进行解密得到控制字CW,并将CW通过智能卡接口送给解扰器,解扰器利用CW就可以将加扰的传送流进行解扰解密了。
7.学习体会及建议
以前都是坐着看电视就可以了,从未了解数字电视背后的东西。选了这堂课
以后听过老师的讲解觉得老师已经为我们打开了一扇门,这扇门后面的世界让我们眼界大开,并鼓励我们向纵深处迈进。从以前到现在,数字电视的发展可谓是非常快速,见证了科技的发展。而且其中牵涉到各种物理学,对打开知识面促进很大,受益良多。通过老师的教授与介绍,此次只是粗略了解了一下数字电视技术,以后如果有机会将会深入了解这一门课程。