机顶盒是一个连接电视机与外部电视信号源的设备， 它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。机顶盒一般由主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、 CA(Conditional Access)接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分构成。伴随科技与互联网的发展，机顶盒已经逐渐成为家庭娱乐的主导者，机顶盒功能越来越复杂，集成度越来越高，智能机顶盒成为电视、网络和各类应用之间的智能设备，为家庭提供通信、娱乐、家电控制、安防等丰富多彩的综合服务。

      不容小觑-Si2144，Si218x

　　除了主控运算单元，机顶盒最关键的部分要数调谐器和和解调单元，本方案推荐采用的是Silicon labs公司的Si2144业界最先进的数字机顶盒(STB)调谐器。Si2144使用标准COMS工艺制造，采用业内领先的QFN封装，尺寸为3 x 3mm，设计占用PCB板面积仅需86mm²，能够有效减少电路板面积和BOM成本。

【Si2144】

Description

The Si2144 is the industry's most advanced digital Set-TopBox (STB) tuner supporting all worldwide cable andterrestrial TV standards for digital TV reception. Like theprevious generations of Silicon Labs' digital TV tuners, theSi2144 maintains very high linearity and low phase noise todeliver superior picture quality compared to competingsilicon tuners.

Available in an industry-leading 3x3 mm QFN package, theSi2144 delivers the lowest-cost, most design-friendly andarea-efficient digital STB solution available today.Afullyintegrated RF front-end eliminates the need for anexternal balun, LNAs, SAW filters, and inductive powersupply filtering. Also included is a fully-integratedloop-through function with a zero-power mode switch(ZPS) for additional board area and BOM savings. Anon-chip 1.8 V LDO enables single-supply operation, whilea dual-supply option offers additional system flexibility. TheSi2144’s excellent immunity to LTE interference andharmonic rejection mixer with outstanding immunity toWi-Fi interference eliminate the need for external filtering.For advanced digital broadcast standards with high-orderconstellations, such as DVB-T2 and DVB-C2, the Si2144'ssuperior integrated phase noise delivers industry-leadingreception performance.

The Si2144 delivers a higher number of received stationscompared to other silicon tuners. Incorporating worldwidefield experience from prior generations of digital tuners inmass production, the Si2144 delivers the highest toleranceto real-world reception conditions.

Features

- Worldwide digital STB tuner

- ATSC/QAM, DVB-T2/T/C2/C, ISDB-T/C, DTMB

- 1.7 MHz, 6 MHz, 7 MHz, 8 MHz, and 10 MHz channel

bandwidths

- Conforms to NorDig, DTG, and ARIB

- Lowest BOM for a silicon digital Set Top Box tuner

- No balun, SAW filters, or wire-wound inductors

- Integrated loop-through with zero-power mode

- Integrated LNAs and complete tracking filters

- Best-in-class real-world reception

- Industry-leading phase noise performance

- High immunity to Wi-Fi and LTE interference

- Low power consumption

- 3.3 V and 1.8 V power supplies

- Integrated 1.8 V LDO for 3.3 V single-supply

operation

- Single Low-IF (LIF) output to SoC and/or demodulator

- Standard CMOS process technology

- Smallest footprint for a silicon digital TV tuner

- 3x3 mm, RoHS-compliant 24-pin QFN

Applications

- Digital tuner modules

- Digital cable and terrestrial STB

- Digital PVR, DVD and Blu-Ray disc recorder

　　该款数字机顶盒调谐器支持全球所有有线和地面STB标准，包括ATSC/QAM、DVB-T2/C2/T/C、ISDB-T/C和DTMB，其支持的频道带宽包括1.7MHz、6MHz、7MHz、8MHz、10MHz。此外，Si2144符合NorDig、DTG 、ARIB 标准的要求，具有非常低相位噪声，支持被动环路输出功能，在RF输入端无需巴伦变压器、低噪声放大器以及相应滤波器，而且芯片内部集成了所有跟踪滤波电感。高集成度、高性能可有效降低有线、地面、混合型地面/卫星和基于IP的STB产品的成本、设计难度和功耗。

　　图：业界最先进的数字机顶盒(STB)调谐器Si2144

　　本方案推荐的解调器是业内占有率第一、全球首颗支持最新DVB-S2X规范的解调器Si218x，同样是由Silicon labs公司推出的。Si218x单芯片解调器支持新兴和既有的各种标准，包括地面(DVB-T/T2、ISDB-T)、卫星(DVB-S/S2/DSS/S2X)和有线(DVB-C/C2、ITU-T J83 Annex A/B/C)接收标准。

【Si218x】

Si2183/82/81/80 Digital ISDB-T TV Demodulators

The Si2183/82/81/80 integrates digital demodulators for ISDB-T and all of the first, second and third generation DVB video broadcasting standards, ISDB-T/DVB-T2/C2/S2X/S2/T/C/S, ISDB-T/DVB-T2/S2X/S2/T/C/S, ISDB-T/DVB-S2X/S2/T/C/S, and ISDB-T/DVB-T/C respectively, in a single advanced CMOS die. Leveraging Silicon Labs' proven digital demodulation architecture, the Si2183/82/81/80 achieves excellent reception performance for each media, while significantly minimizing front-end design complexity, cost and power dissipation.

Connecting the Si2183/82/81/80 to a terrestrial and cable hybrid TV tuner or digital only tuner, such as Silicon Labs' Si2177, Si2151, and Si2141 results in a high-performance and cost optimized TV front-end solution.

Silicon Labs’ multi-standard demodulator can accept a standard IF (36 MHz) or low-IF input for terrestrial and cable standards. The ISDB-T demodulator supports all modes specified by current ABNT NBR 16.601 and ABNT NBR 15.604 specifications. The main features of the ISDB-T mode are three layers decoding, TMCC decoding, support for differential demodulation, partial reception decoding, and AC1, AC2 decoding. The DVB-T2 demodulator supports all modes specified by current DVB-T2-V1.3.1 standard. The main features of the DVB-T2 and T2-Lite modes are 256 QAM with rotated constellations, SISO and MISO support, FEF management, fully autonomous signal acquisition including automatic L1 signaling parsing, scrambling of L1 post-signaling, 600 kHz acquisition range, support for all pilot patterns, and DVB-T2/T auto-detection.

The satellite demodulation functionality allows demodulating widespread DVB-S, DIRECTV™ (DSS), DVB-S2, and DIRECTV™ (AMC) legacy standards, as well as new Part II of DVB-S2 (S2X) satellite broadcast standard. Broadcast services, variable coding and modulation (VCM), 8, 16, 32 APSK modulations and code rates, new shorten roll-off factors, are the main specifications of the new DVB-S2 demodulator. A zero-IF interface allows for a seamless connection to market proven satellite silicon tuners. It also integrates DiSEqC™ 2.0 LNB interface for satellite dish control and an equalizer to compensate for echoes in long cable feeds from the LNB to the satellite tuner RF input.

The Si218x offers an on-chip blind scan algorithm for DVB-S2X/S2/S and DVB-C2/C standards, as well as a blind lock function. The Si218x programmable transport stream output interface provides a flexible range of output modes and is fully compatible with all MPEG decoders or conditional access modules to support any customer application.

Features

DVB-C2 (ETSI EN 302 769)

16-QAM to 4096-QAM OFDM demodulation

6 MHz and 8 MHz bandwidth

Notch management

DVB-T2 (ETSI EN 302 755-V1.3.1) with T2-Lite (Annex I)

Bandwidth: 1.7, 5, 6, 7, or 8 MHz and extended BW

Supports up to 255 PLPs

FEF management

NorDig Unified 2.4 and D-Book 7 V3 compliant

DVB-S2 (ETSI EN 302 307-1)

QPSK/8PSK demodulator

DVB-S2X (ETSI EN 302 307-2)

QPSK/8PSK, 8/16/32APSK demodulator

Roll-off factors from 0.05 to 0.35

DVB-C (ETSI EN 300 429) and ITU J.83 Annex A/B/C

QAM demodulator and FEC decoder

1 to 7.2 MSymbol/s

ISDB-T (ABNT NBR 16.601 and 15.604)

6, 7, and 8 MHz bandwidth

Partial reception supported

AC1 and AC2 decoding

DVB-T (ETSI EN 300 744)

OFDM demodulator and enhanced FEC decoder

NorDig Unified 2.4 and D-Book 7 V3 compliant

DVB-S (ETSI EN 300 421) and DSS

QPSK demodulator and enhanced FEC decoder

1 to 45 MSymbol/s for all satellite standards (<40 MSps in 32APSK)

LDPC and BCH FEC decoding for T2/C2 and S2X/S2 standards

I2C serial bus interfaces (master and host)

Firmware control for upgradeability

Flexible TS output interface (serial, parallel, and slave)

DiSEqC™ 2.0 interface and Unicable support for satellite

Fast lock times for all media

Low power consumption

Two power supplies: 1.2 and 3.3 V

7 mm x 7 mm, QFN-48 pin package, Pb-free/RoHS compliant

Pin-to-pin compatible with all Si216x/8x single demods family

API compatible with all single and dual demods families

　　单通道Si218x解调器与Silicon Labs之前的解调器系列产品采用相同的7mmx7mm QFN-48封装，提供引脚兼容方案，可简化电路板设计，最小化成本并降低研发难度。双通道Si218x2解调器也是采用引脚兼容的8mm x 8mm QFN-68封装，采用创新的片上Crossbar架构，使得系统设计人员能够凭借高性价比的解决方案满足各种多接收器应用。Si218x和Si218x2解调器共享相同的API软件，这使设计时能够轻松的扩展和适配应用软件到Si218x解调器，升级现有的TV和STB产品以支持ISDB-T和最新数字视频广播标准。

　　图3：Si2183结构框图

　　本方案在解码单元和音视频输出单元推荐了3颗晶体管。这几颗小小的晶体管助一臂之力，管用!

　　在解码单元推荐的是Central公司的增强型N沟道MOSFET：CMPDM7002AG ，该晶体管具备2Ω的 RDS( ON)，低至0.15V的Vds( ON)。

【CMPDM7002AG】

DESCRIPTION:

The CENTRAL SEMICONDUCTOR CMPDM7002A and CMPDM7002AG are special versions of the 2N7002 Enhancement-mode N-Channel Field Effect Transistor, manufactured by the N-Channel DMOS Process, designed for high speed pulsed amplifier and driver applications. These special devices offer low rDS(ON) and low VDS (ON).

　　在音频放大输出推荐的是Central公司的NPN型晶体管CMPT3904， VCE压差<0.3V， 工作温度可达150度，具有更好的增益特性，信号放大效果佳，提升音频信号的质量。

【CMPT3904】

　　在视频放大输出推荐的是Central公司的增强型N沟道MOSFET：CMUDM7005，支持低导通电阻 RDS(ON)0.14 欧姆和低阈值电压500MV， 具有更好的增益特性，信号放大效果佳，提升视频信号的质量。

　　相关元件供应

　　型号：SI2144-A20-GM         品牌：SILICON LABS

　　型号：SI2183-B60-GM         品牌：SILICON LABS

　　型号：SI2144-A20-GMR       品牌：SILICON LABS

     【数字电视机顶盒】

　　顾名思义，机顶盒指电视机顶上的盒子，是扩展电视机功能的一种家电。机顶盒根据接收的信号种类分为模拟机顶盒和数字机顶盒。模拟机顶盒接收模拟信号，数字机顶盒接收数字信号。数字机顶盒是一种多媒体终端，有类似于家用电脑的硬件体系结构和专用的实时操作系统及应用软件。

　　机顶盒各个模块在Internet的高速接入中，协同工作。用户首先通过发送命令请求一个URL。在使用PPP点对点协议的一次交易过程中，该命令最终到达Internet业务提供者的调制解调器共用机架上。然后通过动态分配法，该用户获得本次交易中使用的IP地址，并把请求送往Internet。当Internet的内容被找到之后，接着把它送到Internet业务提供者(ISP)那里，再由ISP的路由器负责把它送到电缆电视网络，最后回到用户的机顶 盒。在有线电视的机顶盒，信息内容被截获。机顶盒在电视机与电缆网络之间完成一个网关的任务。它的任务是管理IP的通信流量，具有控制用户进出网络的能力 一旦IP包到达机 顶 盒，把视频信号从该包中分离下来，对其中的数据进行译码，然后把它送到浏览器里准备在电视机上显示。

　　由于Cable Modem要求用户要配置一部电脑才能上网，影响了用户层的扩展，而使用机顶盒则不需电脑，一部电视机足矣，因而机顶盒的市场前景可能看好。信息使用者从企业向家庭过渡，网络带宽从窄带向宽带过渡，用户入网设备从PC机向带机顶盒(STB)的电视过渡，使用界面从Windows向电视遥控键界面过渡，信息内容从为企业服务向为人民生活服务过渡，是网络服务发展的大方向，机顶盒(STB)显然是这个大方向上的一个阶段。

　　产品功能

　　数字电视机顶盒能够接收MPEG-2数字电视传输流和各种数据信息，通过解调、解复用、解码和视音频编码，在模拟彩色电视机上观看数字电视节目和各种数据信息。数字电视机顶盒的基本功能是接收数字电视广播节目，同时具有所有广播和交互式多媒体应用功能，包括：

　　(1)电子节目指南：它为用户提供一种容易使用，界面非常友好，可以快速访问想看节目的方式，用户可以通过该功能看到各个频道上将播放的电视节目。

　　(2)支持交互式应用如准视频点播、视频点播、互动游戏等。

　　(3)高速数据广播：能为用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网络等各种信息。

　　(4)因特网接入和电子邮件：数字电视机顶盒通过内置的电缆调制解调器便可实现因特网接入功能。用户可以通过机顶盒内置的浏览器上网，发送电子邮件，也可以提供各种接口与PC相连，使用PC接入因特网。

　　(5)软件在线升级：可看成是数据广播的应用之一。数据广播服务器将升级软件传送给机顶盒，机顶盒能识别该软件的版本号，在版本不同时接收该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新。

　　(6)有条件接收：有条件接收的核心是加扰和加密，数字电视机顶盒应具有解扰和解密功能。

　　随着数字电视和网络技术的发展，数字电视机顶盒的功能将更加完善，尤其是单片PC技术的发展，将促使数字电视机顶盒在物理结构上将各部分硬件高度集成，形成STB核心芯片，从而减小体积，降低成本，提高性能。外部接口将更加丰富，通过USB接口可以和数码相机连接，通过IDE接口可以挂接硬盘实现节目存储等。交互式机顶盒将成为数字电视机顶盒的主流，用户在模拟彩色电视机上不仅能收看数字电视，还能实现娱乐和上网。