中国数字地面电视解调方案的设计探讨

芯片设计的主要挑战总是如何提供一款性能优越且成本相对较低的产品。对于DTMB这样较复杂的标准来说，做到这一点并不容易，需要仔细斟酌哪些特性是有用的，并能解决实际碰到的问题。当将DTMB与DVB-T、ATSC和ISDB-T进行比较时，DTMB在接收机成本方面处在劣势。因此，设计重点不仅在于如何降低解调芯片的成本，同时也在于如何降低接收机的整体成本。

降低接收机的整体成本无非有以下几种方式：将外部电路集成到芯片内；降低对外部电路的性能要求或者摈弃外部电路；仔细考虑合适的芯片封装形式；缩小PCB面积。此外，如果现有的其他制式的解调产品可以快速切换到DTMB制式，也能有效地降低设计成本和缩短产品上市时间。

任何解调产品的设计都是从仔细选择针对中频信号的高性能数模转换器(ADC)开始的。如果ADC的性能不好，后续的数字逻辑设计无法弥补性能损失。为保证系统的低成本，通常采用廉价的低频晶振。高级的解调芯片甚至可以复用高频头内部的基准时钟，以进一步降低系统成本。对于这类解决方案，芯片内需具备低噪声的锁相环以便产生内部工作时钟。

为减少使用昂贵的声表滤波器，采样频率应足够高。强大的滤波技术可以抑制不需要的邻频信号。同时，高速的芯片内部工作时钟也能有效地降低芯片面积。缩小芯片面积的关键设计准则是：让尽量少的逻辑尽量繁忙。

解调芯片不仅仅要面对恶劣的信道，同时也要应付实际应用中巨大的温度、电压和环境波动。采样速率、中频频率和信号功率都需要实时跟踪，才能保障不间断的正常接收。因此，在实际解调信号通路以外附加跟踪信号电路也对提升性能有很大帮助。

DTMB信号的帧同步很重要。对单多载波来说，可以通过PN序列的时域提取同步信息。回波的信息也可以通过基于PN序列的时域均衡器或者频率信道估计模块得到。

DTMB标准的性能提升有很大一部分要归功于信道编码部分，很深的交织器和很强的LDPC编码组合应用于修复受损的数据。当然，提高性能是需要付出代价的。时域解交织需要能存储超过一百万个符号的内存，现有解调芯片通常需要配合SDRAM来完成该功能。无论内置还是外置SDRAM都直接增加了成本，但内置SDRAM可显著降低封装和PCB的成本。外置SDRAM的功耗也不能忽视。幸运的是，交织算法要求SDRAM的时钟频率在40MHz左右，这有效地限制了整体功耗，降低了接口电路的设计难度。

LDPC编码以强大的纠错能力著称。它的解码算法是迭代的，第一次迭代的效果比后续迭代显著很多。由于LDPC解码的功耗很大，数据修复一旦完成应立即终止迭代，或者应该设置最大迭代次数，以避免在修复概率很低的数据上白白耗费功率。

DRX398yZ解决方案

DRX398yZ是Micronas公司即将推出的一款针对中国地面数字电视传输标准GB20600-2006的解调芯片。DRX3986Z同时支持国标单多载波的解调，主要针对IDTV以及将在国内各地使用的接收机产品设计(如USB电视棒)。DRX-Z系列芯片的集成度很高，内置了10b高速ADC、锁相环和解交织用SDRAM，只需搭配简单的无源晶体便可工作，可大大简化解调芯片的周边电路，让工程师轻松完成设计。

DRX398yZ接收中频或者低中频差分信号输入，支持常用的中频频率(如36MHz、36.125MHz及36.166MHz等)。芯片配备中频及射频两路自动增益控制信号(IF/RF AGC)，输出形式均为脉宽调制波形，需使用分立元器件搭建低通滤波器从而形成平稳的增益控制电压。这两个AGC输出管脚也可以配置成Open Drain状态，这样可以进一步扩大电压控制范围，配合更多种类的高频头。

该芯片的TS流输出波形也可配置，并行、串行输出模式皆可选，输出的TS数据的高低位也可翻转，以便最大限度地优化与各类解码芯片搭配的PCB设计。

DRX-Z系列芯片的驱动软件和Micronas其它解调产品线保持兼容。相对于传统解调芯片开放寄存器表的做法，Micronas公司的解调产品内置了总控微核，通过I²C接口接收各类控制指令，执行内部控制操作之后再将结果返回。因此，在驱动程序中，Micronas公司给客户开放了一组API接口进行控制。为便于客户的评估和集成调试，还提供参考设计电路板和基于Windows操作系统的评估软件。

Micronas公司相信这款全新的解调产品系列将帮助中国客户轻松完成数字电视产品的设计，从容应对快速增长的数字地面国标市场。

作者：
Paul van der Arend
总经理
张震宁
市场经理
微开半导体研发(上海)有限公司