緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇數(shù)字電視技術(shù)論文范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
2.有線電視網(wǎng)絡(luò)中數(shù)字電視技術(shù)的應(yīng)用
數(shù)字電視技術(shù)在我國的傳媒業(yè)普遍采用,其中最關(guān)鍵的技術(shù)就是數(shù)字電視機(jī)頂盒。它主要的作用就是將數(shù)字電視技術(shù)與有線電視網(wǎng)絡(luò)中心進(jìn)行連接,其實即是一種可以起到轉(zhuǎn)換作用的設(shè)備。數(shù)字電視信號通過電視機(jī)頂盒將模擬信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字電視信號,將各種圖像以及聲音通過壓縮的方式置換成數(shù)字流,機(jī)頂盒還可以把這些數(shù)字流進(jìn)行解碼處理再還原成之前的模擬信號,隨后再利用其它的音響設(shè)施以及顯示器提供圖像和聲音給使用客戶,這樣自然而然就形成了廣播電視節(jié)目。通過數(shù)字機(jī)頂盒可以將之前模擬有線電視信號技術(shù)置換成現(xiàn)代的數(shù)字有線電視信號技術(shù)。數(shù)字機(jī)頂盒是數(shù)字電視技術(shù)所產(chǎn)生的一種產(chǎn)物,機(jī)頂盒具有以下幾種功能:第一,機(jī)頂盒可以向電視用戶提供圖像和聲音,供客戶使用。第二,數(shù)字電視技術(shù)是基于機(jī)頂盒服務(wù)的。第三,機(jī)頂盒可以提供一些廣播數(shù)據(jù)信號,在進(jìn)行傳輸信號的時候是利用電纜進(jìn)行傳輸?shù)模糠中盘柺峭ㄟ^同軸混合網(wǎng)傳輸?shù)摹4送猓瑱C(jī)頂盒可以在交互式多媒體中應(yīng)用,用戶可以選擇很多種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能,比如說,軟件更新,升級,接收郵件,上網(wǎng),各種電臺的點播等,數(shù)字電視技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的功能越來越多。數(shù)字電視技術(shù)不管在網(wǎng)絡(luò)公司中還是廣播電視臺中都有著很深遠(yuǎn)的影響。我國目前在許多地域都采用了數(shù)字化電視技術(shù)和雙向網(wǎng)絡(luò)有線電視技術(shù)的改造工程,主要從三個方面可以體現(xiàn)出來:第一,客戶端;第二,雙向網(wǎng)絡(luò);第三,前一部分系統(tǒng)。用戶通過數(shù)字電視技術(shù)可以看到多個地方的衛(wèi)視臺,以及中央衛(wèi)視,所收到的信號十分的清晰化,接收信號時也更加地穩(wěn)定、安全。數(shù)字信號電視技術(shù)還可以使一些個性化服務(wù)的用戶滿足自己的需求,自己喜歡的游戲、想看的電影、電視都可以進(jìn)行點播,享受多種交互式點對點的娛樂和信息等服務(wù)
3.數(shù)字電視信號的有線電視網(wǎng)絡(luò)傳輸
和之前的模擬信號傳輸所不同的是,數(shù)字電視技術(shù)在傳輸中所利用的是HFC方式,利用的是AM-VSB頻分復(fù)用方式,利用了不一樣的頻率將各個節(jié)目進(jìn)行區(qū)分,主要可以使之前的數(shù)字信號符合現(xiàn)在的HFC網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)要求,將傳輸信道進(jìn)行編碼處理,其中包括了碼的流動量;R-S編碼;卷積交織;字節(jié)到字符的映射;差分編碼;基帶成型濾波和QAM調(diào)制,相容與數(shù)字信號的傳輸過程中,各個信號之間的可以進(jìn)行亂碼的調(diào)解,利用分解把流碼進(jìn)行分開,可以有效預(yù)防各種信號之間的干擾。從高頻載波形式上,MPEG-2與HFC在高頻段進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸時的模擬信號是相同的,采用混合傳輸,電纜傳輸、以及被光鏈路傳輸。數(shù)字電視技術(shù)方面SDL可以在調(diào)整的狀態(tài)下進(jìn)行傳輸,PDU,IP/IPX,ATM信元等都可以適用于復(fù)雜多變的殲敵數(shù)據(jù)傳送過程,SDL不依靠SONET/SDH結(jié)構(gòu),在DWDM層的上面位置,兼容性能非常好。它使數(shù)據(jù)信號傳送過程中更加的安全、可靠。SDL干擾頻器所接收到的信號遭到損壞的可能性大大減少。它在數(shù)字電視信息中的傳輸過程中以其高質(zhì)量的傳輸效果,占有非常重要的地位。
4.數(shù)字電視的環(huán)節(jié)組成
4.1信源編碼
它的主要功能作用是把圖像以及聲音轉(zhuǎn)變成數(shù)字化,達(dá)到模擬信號轉(zhuǎn)變數(shù)字信號的目的。
4.2復(fù)用
分復(fù)圖像、視頻以及各種數(shù)據(jù)合為一體的,以包為單位的數(shù)字信號源,再進(jìn)行分割和區(qū)分,最后就組合而成了一套節(jié)目流或者多套節(jié)目流。
4.3信道編碼與調(diào)制
信道適配其實就是信道編碼。實現(xiàn)信道編碼主要是依據(jù)各種數(shù)據(jù)流處理編碼,為此達(dá)到減少錯誤。還可以將一些基帶數(shù)據(jù)流存放于高頻波段中,由此轉(zhuǎn)變成頻帶信號。
4.4傳輸信道其中有HFC、衛(wèi)星、數(shù)字干線、無線等。
4.5SDL技術(shù)
SDL在數(shù)字電視技術(shù)中的傳輸過程中不僅兼容性能比較好,而且在調(diào)整傳送過程中,還可以有效克服復(fù)雜的數(shù)據(jù),尤其是對PDU,IP/IPX。ATM信元等多數(shù)類型的效果非常明顯。如果從本質(zhì)上看待SDL技術(shù),它是不受限于SONET/SDH結(jié)構(gòu)的,通過自身就可以連接達(dá)到實現(xiàn)于DWDM層中,兼容性能非常好,可以保證數(shù)字信號在傳輸過程中更加地安全、可靠,與此同時還可以使數(shù)字電視中的數(shù)字流轉(zhuǎn)化以及數(shù)據(jù)信息的安全性得以提升,主要是由于SDL干擾頻器可以從很大程度中減少各種損壞。在進(jìn)行數(shù)字信號的傳輸過程中SDL矩形高速流可以進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)信息的敘述,SDL貞中的L1可以同步于傳輸中的各種性能,大大減少出錯率。在進(jìn)行傳輸過程中,一旦發(fā)生突發(fā)性事件可以有效被制止。
我公司1550nm直調(diào)光發(fā)射機(jī)是上海凌云公司生產(chǎn)的TBT3155直調(diào)發(fā)射機(jī),是專為Overlay插播系統(tǒng)而設(shè)計的,針對插播系統(tǒng)的應(yīng)用,優(yōu)化設(shè)計了插播發(fā)射機(jī)的性能與結(jié)構(gòu),具有最大支持32個IPQAM頻點插播的能力;獨有的電控光衰減功能,可以在設(shè)定插播系統(tǒng)所需的光差值后,由程序自動根據(jù)主播光信號的大小來控制插播光信號,確保兩者差值自動控制在用戶設(shè)定的值。實現(xiàn)插播系統(tǒng)全程自動調(diào)節(jié),人性化、簡單易用的設(shè)計。同時以電控衰減器為核心的獨特的AGC電路實現(xiàn)光調(diào)制度的自動控制,可靈活地調(diào)節(jié)驅(qū)動電平的大小,同時確保了系統(tǒng)調(diào)試后電平的穩(wěn)定不變,從而大大簡化工程調(diào)試。在具體應(yīng)用時,我們在對應(yīng)的前端機(jī)房將要插播的信號通過一臺1550nm直調(diào)式光發(fā)送機(jī)調(diào)制后,與原有光纖傳輸?shù)男盘柦?jīng)光復(fù)用器耦合進(jìn)入同一芯光纖傳輸。在正常光纖傳輸組建的HFC網(wǎng)中,通過光纖放大器、光纖分配器把信號傳輸至各光節(jié)點,每個光節(jié)點再解調(diào)出對應(yīng)信號進(jìn)入千家萬戶。為提高整個傳輸系統(tǒng)的指標(biāo),我們要盡量避免二級光電轉(zhuǎn)換,IPQAM調(diào)制器可根據(jù)業(yè)務(wù)需求下移至分前端機(jī)房,甚至可下移至光站。通過1550nm直調(diào)技術(shù)將IPQAM信號直接從對應(yīng)的機(jī)房(節(jié)點)混入,實現(xiàn)IPQAM信號的異地插播。IPQAM數(shù)字信號的插入結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
1.1.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理邊緣IPQAM調(diào)制器把前端視頻服務(wù)器下傳的IP數(shù)據(jù)流重新封裝打包后,經(jīng)數(shù)字調(diào)制后直接送給1550nm直調(diào)制光發(fā)射機(jī),1550nm直調(diào)制光發(fā)射機(jī)與分前端下傳的數(shù)字電視信號經(jīng)光纖耦合器混合后傳輸至1550nm光放大器,經(jīng)HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸至用戶端。根據(jù)上述原理,我們可根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展需求,把IPQAM調(diào)制器下移至光節(jié)點,利用空間分割的方法獲取更大的下行帶寬,以滿足海量下傳業(yè)務(wù)所需的網(wǎng)絡(luò)信道。用戶端的互動電視VOD系統(tǒng)工作原理是:用戶從機(jī)頂盒上發(fā)出服務(wù)需求,通過HFC網(wǎng)絡(luò)(或電話等上行通道)上傳至視頻點播服務(wù)器,視頻點播服務(wù)器響應(yīng)機(jī)頂盒的點播請求,將節(jié)目傳輸流封裝打包經(jīng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸至IPQAM調(diào)制器;IPQAM將多個節(jié)目復(fù)用成節(jié)目流,通過QAM調(diào)制輸出射頻信號進(jìn)入HFC網(wǎng)絡(luò),經(jīng)HFC網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩魴C(jī)頂盒。
1.1.2系統(tǒng)的靈活性與擴(kuò)展性通過1550nm直調(diào)制光發(fā)射機(jī)不但可以插播數(shù)字信號,還可以插播模擬信號,IPQAM下行的頻段由當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)公司網(wǎng)絡(luò)頻率分配給定。由于HFC網(wǎng)絡(luò)的下行帶寬是有限的,利用1550nm直調(diào)技術(shù)與IPQAM技術(shù)的特點,我們可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況確定組網(wǎng)方式。由于傳統(tǒng)數(shù)字電視下行業(yè)務(wù)是采用外調(diào)制1550nm光發(fā)射機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)的,一個前端機(jī)房的下行在500~860MHz,若業(yè)務(wù)量不斷加大后,我們不需要重新再組建一個前端,只需要利用空間分割的分式把1550nm光發(fā)射機(jī)和IPQAM調(diào)制器下移至下一級節(jié)點即可。
1.2系統(tǒng)調(diào)試
1.2.1系統(tǒng)調(diào)試原則(1)頻道數(shù)與主路信號不重疊光接收機(jī)是不能分辨兩路光信號的,若是兩個重疊射頻信號,光接收機(jī)只能得到兩個同頻信號的疊加。(2)確定主路光信號與插播光信號的比例確定主路光信號與插播光信號的比例是系統(tǒng)能否取得成功的關(guān)鍵。
1.2.2系統(tǒng)調(diào)試中存在的問題當(dāng)完成1550nm直調(diào)光發(fā)射插入后,每個光節(jié)點都同時接收下行數(shù)據(jù)信號和插入窄播信號,網(wǎng)絡(luò)會存在以下問題。(1)當(dāng)下行數(shù)字信號頻道數(shù)遠(yuǎn)多于窄播插入信號頻道數(shù)時,窄播光波的接收光功率應(yīng)比數(shù)字信號光波的接收光功率低8~10dB。為保證數(shù)字信號信道的載噪比維持在50dB以上,數(shù)字信號光功率在-1~0dBm,我們只能把窄播光波的接收光功率降到-10~-6dBm。(2)當(dāng)數(shù)字信號和窄播信號傳輸?shù)念l道數(shù)相同或相近時,兩個信號進(jìn)入光接收機(jī)的接收光功率應(yīng)基本相同,此時,同二級光電轉(zhuǎn)換一樣,CNR有3dB的劣化,但廣播信號的非線性指標(biāo)不會有劣化,整體的系統(tǒng)指標(biāo)仍好于二級光電轉(zhuǎn)換模式。因此,利用1550nm光發(fā)射機(jī)與IPQAM調(diào)制器進(jìn)行組網(wǎng)的這種模式可解決多套本地電視節(jié)目和IPQAM并發(fā)流插入問題,可保持HFC網(wǎng)絡(luò)數(shù)字信號指標(biāo)基本不變的情況下,提高插入信號的性能指標(biāo),同時避免二級光電轉(zhuǎn)換;通過空間分割方式將IPQAM下移后可實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)分流,同時有效地提高了HFC網(wǎng)絡(luò)的下行有效帶寬,為今后的增值業(yè)務(wù)提供良好的基礎(chǔ)。
1.2.3調(diào)試(1)為確保主路光信號的傳輸指標(biāo),減小插播信號的影響,一般情況下我們把插播信號的光功率定的比主路信號光低6dB。①一般情況下,光接收機(jī)的正常接收光功率為0dBm。我們按這個參考值計算,若主路信號的光為-1dB,插播信號為-7dBm,這樣插播信號對主路信號的載噪比影響會較小。②如果我們按正常調(diào)制度下直調(diào)發(fā)射機(jī)的CNR為50dB,則此時-7dBm接收時載噪比會降低4~7dB,而接收機(jī)的輸出電平會比主路信號的低12dB。③我們既要保證接收機(jī)的輸出電平,又要提高插播頻道的載噪比,所以必須降低插播的頻道數(shù)。(2)由上述分析可知,模擬信號插播發(fā)射機(jī)信號調(diào)制度需比正常情況下提高12dB,在保證總功率不變的情況下,頻道數(shù)約為4個頻道。(3)飽和輸出功率如圖2所示,若光發(fā)射機(jī)是17dBm輸出,那么理想狀態(tài)下主路光信號的功率應(yīng)為16dBm,而插播光功率應(yīng)為10dBm。但實際上由于目前應(yīng)用的EDFA對于不同波長的增益譜不是平坦的,這給整個系統(tǒng)的調(diào)試帶來了一定的麻煩,因為廣播信號的波長域插播信號的波長有一定偏差。(4)加入EDFA的系統(tǒng)不同波長增益的差異使兩路光信號強(qiáng)度比例發(fā)生了變化,在插播系統(tǒng)中,有的甚至加入3級光放大,這使得我們必須考慮加入EDFA后,系統(tǒng)如何調(diào)試。由于EDFA波長增益的不確定性,實際應(yīng)用中,我們很難判斷經(jīng)過EDFA后,兩個波長的光功率比例是多少,我們也就無法判斷進(jìn)入接收機(jī)的光功率比例。為了解決這個問題,我們可以采用系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的方式。如圖3所示。我們基于這樣的一個事實,進(jìn)入接收機(jī)插播信號光功率比主路信號低6dB,那么,進(jìn)入接收機(jī)的插播光功率為-7dBm,主路信號為-1dBm(總功率按0dBm),相比較非插播的情況,主路信號進(jìn)入接收機(jī)的功率降低1dB,那么可以推出主路信號接收機(jī)的輸出電平將降低2dB,如圖4所示。反過來思考,如果我們插播光斷掉與打開的情況下,主路光信號的輸出電平會降低2dB,我們可以認(rèn)為進(jìn)入接收機(jī)的插播光信號光功率比主路低6dB,如圖5所示。
2系統(tǒng)指標(biāo)測試
雙向HFC網(wǎng)絡(luò)是以光纖為干線傳輸網(wǎng),以電纜為分配網(wǎng)組成的傳輸系統(tǒng),是下一代廣播電視網(wǎng)的重要組成部分,它是目前入戶率最高的多媒體通信網(wǎng)。數(shù)字電視信號是應(yīng)用數(shù)字壓縮技術(shù)進(jìn)行編碼,采用高效數(shù)字調(diào)制技術(shù)進(jìn)行調(diào)制,與傳統(tǒng)有線電視傳輸不同的是,傳輸網(wǎng)絡(luò)中入侵的干擾噪聲會對數(shù)字電視業(yè)務(wù)造成嚴(yán)重影響,直接表現(xiàn)為數(shù)字電視圖像出現(xiàn)馬賽克、寬帶業(yè)務(wù)掉線或掉包等嚴(yán)重故障,給用戶的服務(wù)帶來大量問題。
2.1前端機(jī)房測試記錄我公司頻率使用情況是:87~210MHz保留模擬頻道信號;218~386MHz傳輸互動電視節(jié)目信號;394~402MHz頻率預(yù)留;410~762MHz傳輸DVB信號;780~802MHz傳輸高清電視節(jié)目。主要測試互動電視頻段指標(biāo)和DVB數(shù)字電視頻指標(biāo),抽測十六個頻點。從測試結(jié)果來看,前端各項指標(biāo)良好。
2.2光節(jié)點測試記錄主要抽測十六個頻點,直接從光接收機(jī)的輸出測試口進(jìn)行測試(衰減20dBμV)。從測試結(jié)果來看,各項指標(biāo)均達(dá)到要求。
2.3用戶端測試記錄用戶端主要采用DS900手持式測試儀,主要測試電平、MER、BER的相關(guān)指標(biāo),并通過電視機(jī)直接觀看圖像質(zhì)量,直接到用戶端抽測十六個頻點,測試結(jié)果統(tǒng)計如表1所示。全網(wǎng)采用1550nm光傳輸技術(shù),實現(xiàn)光節(jié)點后的無源分配,廣播的MER指標(biāo)仍然較高,受到的影響較小,能滿足機(jī)頂盒的正常接收和解調(diào),而插播的IPQAM指標(biāo)也很好,其應(yīng)用是成功的。
2有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)常見的故障
2.1室內(nèi)布線故障有線數(shù)字電視在使用之前,需要對室內(nèi)進(jìn)行布線,而這個過程也是有線數(shù)字電視經(jīng)常發(fā)生故障的環(huán)節(jié),布線經(jīng)常不合理以及分配器的不合理等,都會對有線數(shù)字電視造成極大的影響,信號接收不正常也會導(dǎo)致電視使用的不正常。
2.2數(shù)字電視圖像形成故障數(shù)字電視圖像形成故障是常有發(fā)生的事,造成這類故障的因素有很多,例如,電視自身問題、電平信號問題等,本節(jié)僅從有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)的角度出發(fā)進(jìn)行分析,如果分支分配器、放大器等受到損壞的話,那么在載噪比不高的情況下,電平信號也會較低,從而造成有線數(shù)字電視出現(xiàn)無圖像的現(xiàn)象[3]。
2.3有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障現(xiàn)階段,有線數(shù)字電視主要是有線數(shù)字系統(tǒng)發(fā)揮出相應(yīng)的作用來實現(xiàn)的,但是,在實際有線數(shù)字系統(tǒng)運行的過程中,發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生接觸不良的問題,例如,接頭生銹等都會引發(fā)有線數(shù)字系統(tǒng)故障,在接觸不良故障的影響下,電平頻段偏低造成信號傳輸中斷,或少量信號傳輸存在斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象,使得無法正常使用電視來觀看節(jié)目。
3有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)維護(hù)措施
3.1合理進(jìn)行室內(nèi)布線在對室內(nèi)進(jìn)行布線的過程中,要根據(jù)實際的情況對室內(nèi)進(jìn)行合理的布線,尤其是在布線接頭處,必須保證布線有著很好的連接性,同時,室內(nèi)的布線更不能受到其他線路的影響。另外,要對分配器進(jìn)行合理布置,這樣才能有效解決室內(nèi)布線故障,對有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有效的維護(hù),進(jìn)一步保障有線數(shù)字電視運行的正常。
3.2合理選擇設(shè)備有線數(shù)字電視圖形故障的主要原因是信號不能正常傳輸,或是斷斷續(xù)續(xù)無法持續(xù)穩(wěn)定傳輸,在實際中發(fā)現(xiàn),造成這方面的故障主要是分支分配器、放大器受到損壞的緣故。對此,在有線數(shù)字維護(hù)的過程中,不僅要保證分支分配器、放大器的完好性,更好根據(jù)實際的使用情況合理的選擇設(shè)備,要盡量選擇阻抗相互匹配的分支分配器,以及選擇頻帶寬、線性好的放大器,這樣才能保障分支分配器和放大器質(zhì)量的同時,充分將其設(shè)備的功能發(fā)揮出來,提高有線電視信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性,才能有效解決數(shù)字電視圖像形成的故障。
3.3加強(qiáng)對系統(tǒng)的檢查有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障屢見不鮮,對人們的正常使用電視造成極大的影響,而引起這方面的原因主要是一些電纜接頭處的不良而引發(fā)的,因此,有線數(shù)字電視維護(hù)人員應(yīng)積極做好系統(tǒng)的檢查工作,并且,要將注意力集中在有線數(shù)字系統(tǒng)中電纜接頭的位置上,確保電纜接線頭的良好性,這樣才能保障有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)信號傳輸?shù)目煽啃裕拍艽_保有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的正常運行,通過加強(qiáng)對有線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的檢查工作,才能切實的提高有線數(shù)字電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。
1.1基于軟件的廣電系統(tǒng)
軟件無線電的最大特色在于其在底層硬件的支持之下,以軟件編程的模式來完成傳統(tǒng)廣電系統(tǒng)的所有技術(shù)功能,從而一舉改變了傳統(tǒng)的僅僅依賴硬件的方案。基于軟件的廣電系統(tǒng)正是通過此原理來構(gòu)建的數(shù)字化技術(shù)的廣電系統(tǒng)。最重要的核心模塊是“數(shù)字電視(廣播)通用調(diào)制”模塊,其主要功能一方面能夠進(jìn)行所有類別的廣播電視數(shù)字信號的產(chǎn)生,還包括為原始信號插入各類輔助功能信號,例如同步信號、時鐘信號以及糾錯冗余信號等等。通過靈活的軟件編程,一方面能夠方便地產(chǎn)生所需的各種格式的數(shù)字信號,從而使之能夠和各類底層協(xié)議模塊相互匹配,另一方面也能夠較方便地進(jìn)行升級換代,和幾乎所有的主流傳輸介質(zhì)相兼容。如果體制中增加了新的編碼模式,則不必更換硬件模塊,只需在軟件方面進(jìn)行接口和協(xié)議的改動即可完全適應(yīng)新的方式,因此設(shè)備的升級換代變得非常方便,節(jié)約了投資,設(shè)備的研發(fā)周期也大大縮短,新的功能能夠靈活地加入進(jìn)來。在具體的技術(shù)實現(xiàn)方面,由于當(dāng)前的光電通信底層網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)擁有很高的傳輸速率與很高的帶寬水平,而當(dāng)前的各類硬件價格正在不斷下降,升級更新周期也逐漸縮短,因此應(yīng)該將靈活的軟件模塊與固有的硬件模塊進(jìn)行協(xié)同配合設(shè)置,以實現(xiàn)技術(shù)收益的最大化。結(jié)合當(dāng)前的信息技術(shù)現(xiàn)狀,假若將整個的系統(tǒng)均交由軟件來設(shè)計與實現(xiàn),則軟件的執(zhí)行對于CPU等資源的耗費是必須考慮的。因此在全面考慮之下,其可行的方案為:
(1)底層信息傳輸系統(tǒng)以模塊化的方式進(jìn)行構(gòu)建,由不同的模塊提供針對性的軟件接口,共同構(gòu)建信道系統(tǒng),主要有調(diào)制解調(diào)模塊、頻率分配模塊、編譯碼模塊等等,這些模塊均接受中央處理單元的控制,軟件的使用主要體現(xiàn)在對信息傳輸系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置方面,例如調(diào)制解調(diào)模式的設(shè)置與選擇、信道編解碼方式的設(shè)置于選擇、信道加密解密模式的確定等等。
(2)具體模塊在實現(xiàn)方面則選擇硬件與軟件配合使用的模式,將各類負(fù)載合理地分配在軟件單元與硬件單元之上,為了減少軟件對于資源的消耗,可以在硬件方面做出一些調(diào)整,例如增加一些可編程芯片等。
1.2基于軟件的數(shù)字電視系統(tǒng)
當(dāng)前,我國比較通行的數(shù)字電視主要存在著DVB-S,DVB-C以及DVB-T等制式,而且由于用戶的原因,數(shù)字電視將在很長的一段時期之內(nèi)同時兼容各類制式。這些情況也直接體現(xiàn)在我國目前的主流數(shù)字電視接收機(jī)的廠商中,當(dāng)前的機(jī)頂盒也充分考慮了多種制式的現(xiàn)象,這也能夠推進(jìn)我國數(shù)字電視的推廣速度,使其覆蓋范圍擴(kuò)大,使用戶的投入減少。構(gòu)建的數(shù)字電視系統(tǒng),能夠結(jié)合不一樣的傳輸制式,來為其加載相對應(yīng)的軟件單元,從而實現(xiàn)終端與傳輸?shù)讓訁f(xié)議的匹配,已經(jīng)被證實是一種比較可靠的實現(xiàn)方法和解決方案。目前對這種技術(shù)進(jìn)行推廣的主要阻力來自于成本問題,由于數(shù)字電視最終歸屬于普通的家電類商品,如果定價偏高則會鮮有人問津。而隨著微電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,不少產(chǎn)品的成本正在逐步降低,因此給予軟件的數(shù)字電視產(chǎn)品最終會通過市場來反哺其研發(fā),實現(xiàn)良性的循環(huán)。
2軟件架構(gòu)總體設(shè)計
如圖1所示,軟件架構(gòu)中所涉及的靜態(tài)類包括幾個類別,分別是:視圖類(View)、控制器類(Controller)、模型類(DVBFilter)、業(yè)務(wù)類(DVBEpg)、工廠類(DVBFactory)、消息中心類(Noti?caction)和算法類(ConcreteStrategy)。這幾種類的具體職能體現(xiàn)了以下基本設(shè)計模式的綜合運用。
3MVC模式
MVC是一種復(fù)合設(shè)計模式,可以由幾種基本設(shè)計模式組成,實現(xiàn)方式因應(yīng)用場景各異,例如WEB應(yīng)用、APP應(yīng)用等。它的設(shè)計原則是將應(yīng)用程序劃分為三個層次:視圖層、控制器層和模型層,并規(guī)定層次之間通信的方式,將數(shù)據(jù)從視圖中分離出來,使得界面和數(shù)據(jù)可以單獨開發(fā),讓表現(xiàn)不依賴數(shù)據(jù)。在架構(gòu)設(shè)計中View會響應(yīng)輸入設(shè)備的操作,并描畫自身(Draw())。由于某些視圖類對描畫性能有要求,所以可以直接緩存需要的數(shù)據(jù)(CacheViewData);DVBFilter響應(yīng)數(shù)據(jù)設(shè)備的請求,對得到的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;Controller可以直接管理視圖類和模型類,控制它們的生命周期和通信,也可以通過工廠類和業(yè)務(wù)類間接維護(hù)。由于視圖類和模型類需要響應(yīng)系統(tǒng)事件,所以對平臺的依賴較大。因此,盡可能將邏輯處理放在控制類,便于重用。
4觀察者模式
MVC模式的設(shè)計重點之一就是三種類之間的信息交互。控制類觀察視圖、模型的狀態(tài),對感興趣的數(shù)據(jù)、狀態(tài)變化進(jìn)行處理。借鑒觀察者模式的特點,本文提出一種更為靈活的消息驅(qū)動方式。消息中心可以分為兩大類:應(yīng)用層消息中心(Notifaction)和系統(tǒng)層消息中心(OSNotifaction)。后者又可以細(xì)分為兩個子類:輸入設(shè)備消息中心(InputNotifaction)和數(shù)據(jù)設(shè)備消息中心(DemuxNotifaction)。系統(tǒng)層消息中心依附于獨立線程(threadID),獲取系統(tǒng)的事件(GetInfoFromOS())。視圖類依據(jù)自身的特點需要關(guān)心某些外部輸入設(shè)備的狀態(tài),例如鼠標(biāo)或者觸摸屏的點擊;模型類則一般需要關(guān)心外部數(shù)據(jù)設(shè)備的狀態(tài),例如媒體流設(shè)備數(shù)據(jù)的就緒。因此,二者分別需要將自己作為觀察者注冊到對應(yīng)的消息中心(Observer())。當(dāng)有系統(tǒng)事件發(fā)生的時候,消息中心分別通過(NotifyWithEventType())和(NotifyWithTableType())進(jìn)行通知,使得View可以執(zhí)行(InputEventProcess()),DVBFilter可以執(zhí)行(DataEventProcess())。在處理事件的過程中,如果需要對行為進(jìn)行擴(kuò)展,則需要向應(yīng)用層消息中心發(fā)送特定消息(NotifyWithMessage()),讓其觀察者即控制類進(jìn)行處理(BehaviourFunctionForView())、(BehaviourFunctionForModel()),完成視圖類和模型類之間的通信;通過(DataSourceFromModel())完成其間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。
5抽象工廠模式
控制類負(fù)責(zé)對業(yè)務(wù)進(jìn)行建模,根據(jù)不同的協(xié)議創(chuàng)建不同的功能模塊,它屬于兩個維度的變化。可以選擇抽象工廠模式構(gòu)建業(yè)務(wù)對象層次。抽象工廠模式用于創(chuàng)建兩個維度的產(chǎn)品線。抽象工廠代表了特定的協(xié)議類型,(DVBabstractFactory)制定具體工廠(DVBFactory)可以生產(chǎn)的DVB協(xié)議產(chǎn)品類型。(DemuxNotifaction())創(chuàng)建該協(xié)議的數(shù)據(jù)設(shè)備消息中心(DVBDemuxNotifaction),(Epg())創(chuàng)建該協(xié)議的EPG業(yè)務(wù)類(DVBEpg)。業(yè)務(wù)類則負(fù)責(zé)各種模型類的建立和維護(hù)。控制類根據(jù)應(yīng)用對協(xié)議的選擇,創(chuàng)建具體工廠,一種協(xié)議只有一個工廠,遵循單例模式。具體工廠實現(xiàn)每個具體產(chǎn)品的創(chuàng)建。產(chǎn)品的創(chuàng)建細(xì)節(jié)和工廠方法綁定。具體產(chǎn)品的協(xié)議特性由抽象產(chǎn)品決定(DVBabstractProduct)。這種設(shè)計讓具體工廠和具體產(chǎn)品緊耦合,工廠方法的個數(shù)和具體產(chǎn)品數(shù)目相同,但是為了遵循開閉原則,一般適用于產(chǎn)品類型固定的情況。
6模板模式和策略模式
工廠類完成業(yè)務(wù)功能的創(chuàng)建。業(yè)務(wù)功能的創(chuàng)建過程中指定需要收取哪些數(shù)據(jù),即創(chuàng)建哪些模型。由于機(jī)頂盒廠商對應(yīng)用的需求不同,即使在同一種協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)下,對數(shù)據(jù)的格式定義也不盡相同,例如某些自定義私有數(shù)據(jù),自定義私有描述符。為了解決上述問題,提供良好的擴(kuò)展性,將模板模式和策略模式相結(jié)合,達(dá)到在統(tǒng)一的解析架構(gòu)之中對可變的部分進(jìn)行分離的效果。模型類DVBFilter由業(yè)務(wù)類DVBEpg創(chuàng)建并維護(hù),負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收集和解析。一種業(yè)務(wù)類可以包括多個模型類,去收集數(shù)據(jù)格式特定的表。模型類通過(ProcessData())對數(shù)據(jù)中心獲取的原生表數(shù)據(jù)(TableData)進(jìn)行解析,形成視圖類需要的數(shù)據(jù)(ViewNeedData)。解析的過程包括解析頭部(ParseHead())和描述符(DescriptorProcess())兩個固定部分,是一個算法模板函數(shù)。不同的模型類由于數(shù)據(jù)格式的迥異,對這兩個部分的實現(xiàn)可能都不一樣,所以具體模型可以根據(jù)需要重載這些方法。(Filter4e)就是解析DVB協(xié)議中數(shù)據(jù)格式為4e的EIT表。對于同一種模型類,頭部解析是固定的,描述符的解析是可變的。這種變化體現(xiàn)在描述符的種類和數(shù)目不同,但是解析的骨架結(jié)構(gòu)固定。因此,可以設(shè)計有限個策略算法(StrategyA和StrategyB),每個策略都會解析一定類型的描述符(DescriptorProcess())。如果表1:架構(gòu)對需求的變化表變化類型變化內(nèi)容架構(gòu)修改內(nèi)容架構(gòu)修改層次視圖樣式組成視圖的元素以及布局視圖對觸點位置的計算方式InputEventProcess視圖行為視圖對事件的響應(yīng)方式,對數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化方式重寫控制器的響應(yīng)方式1.BehaviourFunctionForView2.DataSourceFromModel協(xié)議增加業(yè)務(wù)功能添加增加協(xié)議工廠類,包括工廠的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)層次1.工廠類2.業(yè)務(wù)類業(yè)務(wù)邏輯改變業(yè)務(wù)處理流程需要的表的類型,表的收取策略、以及表之間的關(guān)系1.業(yè)務(wù)類2.DataEventProcess3.BehaviourFunctionForModel數(shù)據(jù)描述符增加1.私有描述符的添加2.業(yè)務(wù)處理內(nèi)容變化業(yè)務(wù)處理過程中需要對新增加的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理1.業(yè)務(wù)類2.數(shù)據(jù)類解析的類型需要改變,可以通過具體策略算法重載(ConcreteStrategy)。7架構(gòu)對需求變化的處理由于軟件需求變化的要求不同,對架構(gòu)的修改程度也不同。表1是對需求變化的假設(shè)和架構(gòu)相應(yīng)做出的修改方案。從修改結(jié)果可以看出,按照對架構(gòu)內(nèi)容的修改程度的不同,由低到高可以分為函數(shù)和類兩個層次。不難看出這種軟件架構(gòu)可以讓因需求變化而作出的修改盡可能遵循開閉原則,所修改的內(nèi)容耦合性底,使得功能擴(kuò)展具備插件化,降低每次修改對整個軟件維護(hù)的影響,提高了迭代開發(fā)的效率。
1.2監(jiān)控部分:數(shù)字電視的監(jiān)控系統(tǒng)由五部分構(gòu)成,主要包括傳感器、微處理器和PC機(jī)等。它的主要作用就是對發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)、信號傳輸、電視機(jī)故障處理等進(jìn)行監(jiān)控,以此保證發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定工作。
2數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的技術(shù)與應(yīng)用
2.1數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)與模擬電視發(fā)射機(jī)技術(shù)。數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)和模擬電視發(fā)射技術(shù)都是全固態(tài)、單通道發(fā)射,兩者在大功率合成、供電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、控制單元等技術(shù)上存在互通的關(guān)系,在設(shè)計理念上,兩者都實現(xiàn)了設(shè)計的模塊化、智能化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化特點,綜上所述,數(shù)字電視發(fā)射機(jī)與模擬發(fā)射機(jī)存在很多相似之處。但是數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)與模擬技術(shù)又存在著一定的差異性。數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)在激勵器方面采用了信道編碼,這項技術(shù)是國標(biāo)規(guī)定的內(nèi)容,頒布國標(biāo)之后,信道編碼已經(jīng)順利解決了國標(biāo)部分的問題,伴隨著我國數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)的發(fā)展,中國廠商在發(fā)射機(jī)產(chǎn)品制造中解決了基帶預(yù)矯正、平均功率、低相噪本振和單頻網(wǎng)等技術(shù)難題,這些關(guān)鍵性技術(shù)難題的克服都離不開數(shù)字化技術(shù)水平的提高。
2.2調(diào)頻廣播發(fā)射的數(shù)字技術(shù)特點。數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展使得調(diào)頻廣播的發(fā)射具備了以下特點:抗干擾能力強(qiáng)、信號穩(wěn)定、電臺頻道變寬。調(diào)頻廣播的信號傳播受到自然環(huán)境、工業(yè)生產(chǎn)活動、家用電器干擾等等因素的影響,諸多因素在信號傳播過程中一旦一起參與進(jìn)來就難以被分辨出來,調(diào)頻收音機(jī)卻可以通過限幅變化切除掉干擾信號。數(shù)字調(diào)頻激勵器的引入,使得調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)改進(jìn)了同步指標(biāo),降低了傳播過程中的噪音影響,使人們獲得了更好的音頻質(zhì)量。數(shù)字音頻信號傳輸節(jié)約了系統(tǒng)同步性用時,提高了系統(tǒng)調(diào)試和維護(hù)的工作強(qiáng)度。調(diào)頻廣播系統(tǒng)是一個全方位的信息傳播平臺,具有較大的社會實用性。隨著科技的進(jìn)步,數(shù)字化技術(shù)還會不斷更新,數(shù)字化廣播也會有更長足的發(fā)展和進(jìn)步。
二、電工與電子技術(shù)課程與項目式教學(xué)法之間的融通
項目教學(xué)法是通過實施一個完整的項目而進(jìn)行的教學(xué)活動。在電工與電子技術(shù)課程教學(xué)實踐中,運用項目教學(xué)法,把理論與實踐教學(xué)相結(jié)合,充分地給學(xué)生提供動手的平臺,讓學(xué)生通過實踐活動獲得知識并發(fā)掘?qū)W生的實踐性創(chuàng)造潛能。中職學(xué)生采用項目教學(xué)法學(xué)習(xí)專業(yè)知識和實際操作技能,能夠讓學(xué)生在短期內(nèi)融入社會,并能很快地適應(yīng)社會的需求。在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下,通常是專業(yè)課教學(xué)多于實踐,學(xué)生往往缺乏實際操作的能力,不能很快地投入就業(yè)崗位之中。所以,通過項目教學(xué)法結(jié)合中職學(xué)生學(xué)習(xí)能力的特點,在授課的過程中,重點培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力。
1.設(shè)置項目的任務(wù)應(yīng)具有完整性和系統(tǒng)性
項目式課程的提出應(yīng)以工作項目為工作任務(wù),整個項目都應(yīng)包含實踐和理論的相關(guān)知識,以項目為主線,實施各項工作任務(wù)并考慮如何銜接相關(guān)的理論知識。讓學(xué)生運用理論知識來解決實際的問題。結(jié)合我校電工與電子技術(shù)課程的教學(xué)目標(biāo)和實訓(xùn)設(shè)備設(shè)計了萬用表組裝項目,此項目包括焊接、元器件的選用與檢測、電路的檢測與調(diào)試。通過此項目的練習(xí),完成了不同類型萬用表的使用任務(wù)和裝配要求,形成了相關(guān)內(nèi)容的知識體系,以適應(yīng)不同崗位的需求。
1.1模塊化電子系統(tǒng)集成系統(tǒng),包含有電子子系統(tǒng)和電子應(yīng)用系統(tǒng)兩個部分,研制和開發(fā)具有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的電子技術(shù)產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜且成本高但又非常重要的任務(wù),電子技術(shù)集成產(chǎn)品主要包括三個方面:現(xiàn)代技術(shù)的集成、加工技術(shù)的集成和企業(yè)管理的集成。電子系統(tǒng)的集成在于建立一系列的標(biāo)準(zhǔn)芯片或者是模塊,是信息、智力、知識密集型技術(shù),其耗能低,污染少,從電子產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處也可以肯定,這要通過電子技術(shù)的集成來滿足用戶需要的智能化應(yīng)用系統(tǒng),規(guī)模化將給電子技術(shù)企業(yè)帶來美好的前程,從而更好地開拓新電子技術(shù)領(lǐng)域,使得電子技術(shù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化,性能達(dá)到最大化。
1.2智能化電子技術(shù)的智能化,是電子技術(shù)具有類似人的智能,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,并要引入了計算機(jī)系統(tǒng),智能化裝備的基礎(chǔ)是計算機(jī)智能技術(shù),可以依據(jù)一定的程序,進(jìn)行有效的判斷并能做出決定。模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,自控技術(shù)、計算技術(shù)和精密機(jī)械的緊密結(jié)合又使電子產(chǎn)品具有更全面的功能,以求得到更高的控制目標(biāo)。
1.3網(wǎng)絡(luò)化隨著網(wǎng)絡(luò)成為人們?nèi)粘I钪蟹浅F占暗囊环N工具,給人類社會的發(fā)展和生活的進(jìn)步都帶來了巨大的變革,遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控技術(shù)也得到迅速發(fā)展,遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是電子技術(shù)產(chǎn)品。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,電子技術(shù)順應(yīng)了網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家電系統(tǒng),網(wǎng)絡(luò)化特性更加的明顯,人們只要在家里就可以分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂,電子技術(shù)產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
1.4人性化人性化是電子技術(shù)的一個特性,未來的電子技術(shù)更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,人是電子技術(shù)產(chǎn)品的使用者,電子技術(shù)產(chǎn)品的最終使用對象是人,它們之間的緊密結(jié)合使電子設(shè)備的精度和自動化程度必須達(dá)到相當(dāng)高的水平,賦予了電子技術(shù)需要來滿足人性化的需求,要具有更高級的人類思維能力,只有想不到?jīng)]有做不到的。電子技術(shù)產(chǎn)品不僅要具有最優(yōu)性能,人的智能、情感、人性也顯得越來越重要,特別是對家用機(jī)器人,要進(jìn)行色彩、造型、舒適度等方面的研究,電子技術(shù)產(chǎn)品都是受人類活動的啟發(fā)研制出來的,因此,必須要滿足人們對電子技術(shù)產(chǎn)品人性化需求。
1.5綠色化工業(yè)化給人們帶來高效率的工作和生活環(huán)境,同時又使得地球家園受到污染,危害人類未來的環(huán)境與健康。歐盟和我國相繼了《關(guān)于在電子電器設(shè)備中限制使用某些有害物質(zhì)指令》和《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》,從而提高了產(chǎn)品進(jìn)入市場的準(zhǔn)入門檻,對設(shè)計綠色的電子技術(shù)產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途,綠色化是電子技術(shù)未來發(fā)展的必然趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中,都要符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,報廢電子電氣設(shè)備必須合乎環(huán)境要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極小,資源利用率極高,才能使科技和環(huán)保實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
二、現(xiàn)代電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用
2.1電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電子技術(shù)是電工技術(shù)中的一個新興技術(shù),將電子技術(shù)引入電力系統(tǒng),并獲得廣泛應(yīng)用,對于未來輸電系統(tǒng)的性能也有顯著的影響。應(yīng)用首推應(yīng)是同步發(fā)電機(jī)勵磁系統(tǒng),作為電壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能;另一領(lǐng)域是交流電動機(jī)的變頻調(diào)速,它的應(yīng)用,節(jié)約了可觀的電能。電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)涉及到諸多方面,比如發(fā)電環(huán)節(jié)、配電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)等。在電力系統(tǒng)的綜合管理中,主要是將電子技術(shù)運用在抽水蓄電站運用中,通過對水泵水輪機(jī)的效率提升,可以有效的促進(jìn)整個電力應(yīng)用系統(tǒng)在發(fā)電、輸電以及配電運用過程中的綜合效果,在具體的系統(tǒng)環(huán)節(jié)中,每一個系統(tǒng)都不能離開供電技術(shù)的提升,這樣,就需要采用電子電器與電子電力技術(shù)的突破。從電力系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)來看,最需要解決的實際問題,就是要加強(qiáng)供電的可靠性,以此提高整個電能的質(zhì)量。其中,電子裝備主要是用于防止電網(wǎng)的瞬間斷電,因此,在加強(qiáng)可靠性的運用中,最主要局勢突出電能質(zhì)量的控制,改善整個輸電系統(tǒng)的綜合智能,在電力系統(tǒng)的發(fā)電環(huán)節(jié)中,針對發(fā)電機(jī)組的設(shè)備運行方式,將電子技術(shù)的應(yīng)用與整個設(shè)備的改善融合在一起,這樣,可以改善整個電氣設(shè)備的運行特征。同時,電子技術(shù)還可以運用到各個變電所,結(jié)合變電所的操作系統(tǒng)模式,全面改善系統(tǒng)的可操作性,在蓄電池充電過程中也可以使用電子裝置。現(xiàn)代電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用,對電力系統(tǒng)起到了非凡重要的作用
(1)首先,在數(shù)字移相器進(jìn)行滯后信號
遷移處理以及相位均衡的過程當(dāng)中,由阻容網(wǎng)絡(luò)以及運算放大器裝置所構(gòu)成的整個超前移相很明顯,模擬移相器連續(xù)傳遞函數(shù)的取值同圖1中所示的電阻值R以及C均存在密切關(guān)系。基于以上分析,通過對拉普拉斯變換復(fù)變量參數(shù)的引入與替代處理能夠獲取與系統(tǒng)連續(xù)信號對應(yīng)模擬角頻率以及拉普拉斯變換復(fù)變量虛部參數(shù)相關(guān)的移相器頻率特性傳遞函數(shù)。在針對相拼特性進(jìn)行深入分析的過程當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn),圖1中整個模擬移相器在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步處理過程當(dāng)中所表現(xiàn)出的移相讀數(shù)始終維持在0°~180°范圍之內(nèi)。進(jìn)而通過對校正系數(shù)的調(diào)節(jié)與計算,能夠在均方差最小原則的處理作用之下獲取頻域方差函數(shù)作用之下個點的min參數(shù),最終能夠獲取數(shù)字同步處理中所需要的全通濾波器最優(yōu)化解。
(2)其次,借助于插值重采樣作業(yè)方式
實現(xiàn)整個電子式互感器中傳輸數(shù)據(jù)的同步處理是現(xiàn)階段應(yīng)用比較普遍的一種處理方式。MU能夠兼容接受PPS或是B格式碼。與此同時,F(xiàn)PGA支持下的數(shù)據(jù)同步模塊能夠?qū)㈤g隔時間在1s范圍之內(nèi)的同步脈沖頭進(jìn)行均勻分割處理,并形成均勻性的4000個時間片。以上每個時間片的開始位置均與一個獨立的同步采樣脈沖信號相對應(yīng)。在此基礎(chǔ)之上,能夠?qū)⒋诉^程中所獲取的同步采樣脈沖信號作為基準(zhǔn)參數(shù)并進(jìn)行插值處理,借助于此種方式實現(xiàn)良好的采樣同步。特別值得注意的一點在于:為確保信號帶寬能夠在數(shù)字同步處理過程當(dāng)中得到有效拓展,并實現(xiàn)對混疊誤差的有效控制,需要在高壓采集板運行過程當(dāng)中引入采樣技術(shù),同時在MU當(dāng)中設(shè)計有抽取濾波器裝置,實現(xiàn)對采樣頻率的有效恢復(fù)。從某種程度上來說,建立在動態(tài)化二次拉格朗日差值運算基礎(chǔ)之上的差值分析能夠?qū)崿F(xiàn)4抽1模式的濾波抽取與差值計算。
2電子式互感器數(shù)字通信技術(shù)分析
結(jié)合信息模型分層分類思想方式,建立在IECE標(biāo)準(zhǔn)配置基礎(chǔ)之上的MU服務(wù)器基本模型結(jié)構(gòu)示意圖。從該MU服務(wù)器基本模型結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn):MU服務(wù)器模型在應(yīng)用過程當(dāng)中將所涉及到的12路采集信號進(jìn)行了兩路數(shù)據(jù)集的分配,與之相對應(yīng)的是差異性的采樣值控制塊綁定。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下,考慮到IEC標(biāo)準(zhǔn)配置對于測量值的發(fā)送以及保護(hù)值的發(fā)送要求存在一定的差異性,因此要求采樣值控制塊能夠?qū)崿F(xiàn)對與之相對應(yīng)電流信號以及電壓信號的集中式發(fā)送。實踐研究結(jié)果表明:在基于這一MU服務(wù)器模型應(yīng)用之下所表現(xiàn)出的數(shù)據(jù)信號集中式發(fā)送速率基本可以達(dá)到平均每秒4kbit單位。基于以上分析,在數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用過程特別需要關(guān)注的是對分布式采樣值控制塊的構(gòu)建。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下,采樣值控制塊讀寫操作以及報文傳輸操作這兩者之間存在著本質(zhì)性的差異性。報文傳輸操作能夠直接實現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接,在簡化了操作步驟的同時使得報文傳輸?shù)膶崟r性要求較高。而對于采樣值控制塊而言,其從本質(zhì)上來說屬于全部A協(xié)議集與T協(xié)議集的映射,在MMS當(dāng)中屬于復(fù)雜度最高的模塊。但在遠(yuǎn)程控制功能以及在線監(jiān)測功能的作用之下,采樣值控制塊的應(yīng)用對于數(shù)字通信的實時性要求角度。在此基礎(chǔ)之上應(yīng)當(dāng)構(gòu)建的IED對象與MMS對象之間的所表現(xiàn)出映射關(guān)系為。
電視是以科技進(jìn)步為依托的現(xiàn)代電子媒介,高清電視技術(shù)的出現(xiàn)必然給電視節(jié)目制作帶來新的活力,自從2005年9月1日,中國第一個《央視高清》頻道正式開播以來。按照國家廣電總局的規(guī)劃,2008年數(shù)字高清電視地面?zhèn)鬏斎嫱茝V;2009年央視新臺址全部啟用高清制作系統(tǒng),每天需要高清節(jié)目自產(chǎn)量達(dá)50h;而中國高清接收設(shè)備的發(fā)展早已超前于高清節(jié)目制作和播出,有統(tǒng)計資料表明,僅2005年國內(nèi)就賣出支持高清電視的接收機(jī)100萬臺以上,中國高清時代已經(jīng)大踏步走來。
一、標(biāo)清與高清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之對比
目前,中國執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)清晰度數(shù)字電視(英文縮寫SDTV,簡稱“標(biāo)清”)標(biāo)準(zhǔn),是1982年2月公布CCIR601,現(xiàn)改為ITU-RBT.601《演播室數(shù)字電視編碼參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)。分辨率720×576、總有效像素41萬、畫幅寬高比4:3、場頻50Hz、隔行掃描。記做576/50i。2000年8月公布GYfr155—2000《高清晰度電視節(jié)目制作及交換用視頻參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)》。對應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)ITU-RBT.709,這是中國規(guī)定的高清晰度數(shù)字電視(英文縮寫HDTV,簡稱“高清”)標(biāo)準(zhǔn)。分辨率1920×1080、總有效像素207萬、畫幅寬高比16:9、場頻50Hz、隔行掃描。記做1080/50i。高清畫面像素數(shù)5倍于標(biāo)清,16:9畫幅比標(biāo)清寬了1/3。其畫面細(xì)節(jié)的豐富度和色彩還原能力有了極大的提高。當(dāng)我們使用大屏幕寬屏電視機(jī)觀看高清節(jié)目時,那恢宏遼闊的寬幅畫面、清晰細(xì)膩的逼真圖像、豐富分明的層次、自然亮麗的色彩,無不帶給我們身臨其境的真實感和極大的視覺享受。
二、鏡頭
標(biāo)清鏡頭成像面積58.1mm2,寬高比4:3;高清鏡頭成像面積51.8mm2,寬高比16:9。兩者具有不同的感光成像面積,使得兩者的感光靈敏度不同。另外,由于鏡頭折射特性基本不變,而拍攝同樣大小的實景轉(zhuǎn)到不同面積的成像面上時,鏡頭焦距就要不同,這樣拍攝的景深也就不同了。和標(biāo)清比較,用高清鏡頭拍攝時靈敏度降低、景深范圍縮小。另外,由于高清圖像像素數(shù)5倍于標(biāo)清,其像素點細(xì)小到只有標(biāo)清的一半左右,而觀看高清圖像時一般都采用大屏幕電視機(jī),使得圖像對調(diào)焦誤差非常敏感。調(diào)焦稍有偏差,立刻就能在屏幕上看出來。這樣一來,高清鏡頭本身景深就小,拍攝的圖像對調(diào)焦誤差又敏感,再加上由于靈敏度低需開大一擋光圈,景深就更小了。因此,高清拍攝對聚焦操作提出了更高更嚴(yán)格的要求。
三、曝光
調(diào)整光圈的目的就是準(zhǔn)確地控制曝光量,曝光量直接影響到畫面的層次、細(xì)節(jié)、色彩飽和度。只有準(zhǔn)確把握曝光量。才能得到更完美的圖像。因為高清攝像機(jī)水平清晰度提高,其畫面寬容度更接近電影膠片,層次比標(biāo)清更加豐富。在拍攝景物時。需認(rèn)真觀察被攝景物的明暗程度及明暗部分的分布范圍,根據(jù)亮部和暗部的取舍及與拍攝主體的關(guān)系,確定曝光量并調(diào)整光圈的大小。高清攝像機(jī)還提供了伽馬曲線的調(diào)整。當(dāng)拍攝的景物高亮度部分比較大且超過了CCD所能表現(xiàn)的范圍時,圖像的高光部分就會出現(xiàn)泛白現(xiàn)象,導(dǎo)致高光部分層次和細(xì)節(jié)丟失。當(dāng)被攝景物處于比較暗的環(huán)境中,如果超過CCD的最低照度范圍,圖像暗部就會層次減少甚至丟失,表現(xiàn)為畫面一片漆黑。這時可以通過調(diào)整拐點、伽馬曲線和黑伽瑪曲線進(jìn)行畫面的補償和修飾。為了充分表現(xiàn)高清晰的畫面。更需要發(fā)揮照明的作用。如果光用得不好,畫面上有可能會模糊不清,這類似于焦點不實的現(xiàn)象。特別是如何有效地利用畫面水平方向的擴(kuò)展部分,這就更需要合理運用燈光照明技術(shù)。在陰天或多云天氣下拍攝時,需要燈光輔助以達(dá)到較好的成像效果。在亮度反差很大的晴天拍攝時,使用反光板等會得到效果較好的圖像。總而言之,高清拍攝時照明用燈量要比標(biāo)清多。高清拍攝時照明光線性質(zhì)的硬與軟對物體外觀的清晰度會產(chǎn)生很大的影響,從畫面的總體效果來說,由于硬光能勾劃出被攝景物的輪廓,質(zhì)感十分明顯,所以使我們感到空間感強(qiáng)。而柔光照明很容易產(chǎn)生平淡的無立體感的圖像,因而就不能提供最佳清晰度。但從畫面的局部效果來說,可能由于硬光造成過大的明暗反差,而使物體細(xì)部的再現(xiàn)能力降低。而柔光所造成的細(xì)膩的影調(diào)層次,相反能提高我們對物體細(xì)部的分辨能力,故此感覺畫面清晰度高。因此高清攝像照明時宜使用較軟的光線,這對提高畫面的清晰度是有利的。布光要均勻,光比要小,注意營造透視感。在拍攝現(xiàn)場為保證精確曝光,要使用專業(yè)監(jiān)視器和波形監(jiān)視器。波形監(jiān)視器的參數(shù)值可為曝光提供客觀標(biāo)準(zhǔn),專業(yè)監(jiān)視器可得到現(xiàn)場實拍圖像的主觀感覺。觀看圖像時要注意保持觀看環(huán)境黑暗,一般采用黑布將監(jiān)視器和觀看者頭部完全遮蓋住,觀看圖像層次是否豐富。亮度是否適中。
四、構(gòu)圖
高清電視比標(biāo)清電視畫幅變寬,16:9的寬畫幅比4:3標(biāo)清橫向加長了1/3,視角很寬。16:9的構(gòu)圖方式顯的大氣,而且包含了更多的信息量,這在拍攝大場面或大全景時非常有表現(xiàn)力。更接近電影的視覺效果。從電視畫面的角度看,構(gòu)圖就是鏡頭語言,通過畫面講述拍攝者要表達(dá)的內(nèi)容。在視覺效果上,需要掌握一些規(guī)律,尤其是使用16:9畫幅比進(jìn)行構(gòu)圖時。從突出主題出發(fā),畫面離不開線、形、色調(diào)、影調(diào)這四大元素。根據(jù)上述要求。在16:9的構(gòu)圖中,由于水平視角的增大,更需要留意線條在畫面上的延伸感,形成視覺上的透視感。由于畫幅變寬,景物增加,構(gòu)圖上要注意主體和陪襯體的合理位置,既要有對比又不失平衡,虛實的比例也要控制恰當(dāng)。采用搖攝時,由于水平方向視角變大導(dǎo)致水平運動的物體在屏幕上停留的時間變長,若按一般速度進(jìn)行橫向搖攝,觀眾就會感覺節(jié)奏緩慢拖沓。此時適當(dāng)加快搖攝速度,可加快鏡頭節(jié)奏及加強(qiáng)鏡頭動感。
五、聚焦
由于高清攝像機(jī)水平視場角大,清晰度高,景深范圍又比標(biāo)清小。畫面包容景物多,就使我們?nèi)菀缀雎阅承┘?xì)節(jié)。再加上攝像機(jī)的尋像器尺寸小,分解力低,使得我們在尋像器中看起來很清楚的畫面,放到大屏幕監(jiān)視器上會發(fā)現(xiàn)焦點并未調(diào)實。因此我們在拍攝現(xiàn)場要盡量使用專業(yè)監(jiān)視器,而且屏幕越大越好。比如屏幕20英寸,分解力1000線以上的專業(yè)監(jiān)視器就可以保證拍攝畫面清晰。標(biāo)清拍攝聚焦時,一般先將鏡頭變焦至最大推上去聚焦。因為此時景深最小,焦點是否調(diào)實較容易判斷。調(diào)實后再將鏡頭變焦拉回來到所需景別,這樣焦點就算調(diào)實了,而在高清拍攝時就不能這樣了。因為變焦鏡頭在變焦時,普遍存在著微量的像面漂移現(xiàn)象,不同焦距處的最佳焦點位置并不精確一致。這在標(biāo)清拍攝時不成問題,而在高清拍攝時就不允許了。因此高清拍攝時要先把鏡頭變焦至所需景別,把它作為定焦鏡頭直接在該焦距狀態(tài)下精確調(diào)焦,此時當(dāng)然離不開專業(yè)監(jiān)視器了。在沒有專業(yè)監(jiān)視器的情況下,我們可以借鑒電影拍攝的方法,先直接測量調(diào)焦距離,再將鏡頭上的調(diào)焦基線轉(zhuǎn)動至該調(diào)焦刻度值上。
六、清晰度
高清技術(shù)要求在整個制作環(huán)境、制作態(tài)度等方面要更加嚴(yán)謹(jǐn),對每一個環(huán)節(jié)的要求也大大增加了。一些細(xì)小的缺陷,在標(biāo)清時看不出來,而在高清大屏幕監(jiān)視器上卻非常刺眼。甚至一只蚊蟲落在頭上或者布景上,就會導(dǎo)致拍好的鏡頭前功盡棄。
七、兼容性
中國的現(xiàn)狀為標(biāo)清、高清兩種電視標(biāo)準(zhǔn)并存。為適應(yīng)由標(biāo)清到高清的平穩(wěn)過渡,高清節(jié)目制作也要考慮標(biāo)清接收機(jī)收看的問題。除去清晰度下變換問題,主要問題還是16:9畫幅如何轉(zhuǎn)為4:3畫幅。我們可以將16:9畫面橫向直接收縮為4:3畫面,但畫面要產(chǎn)生變形(變窄),此方法不可取。不變形的轉(zhuǎn)換方法有兩種:
7.1信封模式
相比較而言,數(shù)字音頻技術(shù)優(yōu)于其他音頻技術(shù)的一點是其數(shù)字化技術(shù),數(shù)字化技術(shù)能夠全面突破傳統(tǒng)音頻技術(shù)工作方式存在的不足之處。數(shù)字化音頻技術(shù)管理與計算機(jī)數(shù)據(jù)存儲器類似,能夠?qū)崿F(xiàn)音頻資源的存儲和共享,不僅能夠方便使用者快速找到自己需要的信息,還能夠加強(qiáng)對音頻信息的管理,實現(xiàn)廣播電視現(xiàn)代化管理。因此,數(shù)字化廣播電視工程必將成為未來電視廣播領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢。
(二)廣播系統(tǒng)
數(shù)字音頻技術(shù)中的數(shù)字廣播系統(tǒng)方面的技術(shù),主要涉及到壓縮編碼數(shù)字、無線傳輸以及運用組網(wǎng)等,壓縮編碼數(shù)字音頻信號主要是依據(jù)人耳的特點,對音頻碼率進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化,我們的耳朵在受到強(qiáng)度差別較大的音頻信號的影響過程中,對音頻較低的信號反應(yīng)并不強(qiáng)烈。因此,將這種特性應(yīng)用到數(shù)字音頻廣播傳輸系統(tǒng)中,能夠有效避免電視廣播工作中的問題,為電視廣播工作可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
二、廣播電視工程數(shù)字音頻技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
(一)數(shù)字調(diào)音臺
數(shù)字調(diào)音臺作為現(xiàn)代電視廣播工程中的重要組成部分,對廣播電視節(jié)目具有十分重要的作用。因此,在數(shù)字調(diào)音臺處理過程中,不僅要確保原有功能,提高廣播電視節(jié)目的整體質(zhì)量,避免電視節(jié)目中耳朵噪音、串音等問題的出現(xiàn),還要將數(shù)字技術(shù)融入到調(diào)音臺中,發(fā)展新型數(shù)字調(diào)音臺,增加切換模塊等功能,豐富數(shù)字調(diào)音臺功能,促使數(shù)字調(diào)音臺能夠適應(yīng)更多的環(huán)境,滿足個性化需求,發(fā)揮通路多,且體積小的作用。
(二)音頻嵌入技術(shù)的應(yīng)用
音頻嵌入技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在廣播電視節(jié)目制作過程中得到了廣泛應(yīng)用,通過運用數(shù)字音頻技術(shù)并建立數(shù)字音頻工作站,不僅能夠有效提高節(jié)目制作質(zhì)量,還能夠節(jié)約大量時間和人力,提高電視廣播工作效率。在視頻數(shù)據(jù)信息傳輸過程中,音頻信號僅能夠在特定范圍內(nèi)進(jìn)行信號傳輸,也就是嵌入音頻。因此,嵌入音頻主要是指將數(shù)據(jù)信息嵌入到特定范圍之中,在進(jìn)行視頻傳輸過程中,通過嵌入音頻技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)聲音與畫面同步進(jìn)行,在提高電視節(jié)目質(zhì)量過程中具有十分重要的作用。目前,嵌入音頻技術(shù)主要應(yīng)用于電視節(jié)目的前期與后期制作過程中,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,為電視廣播工作提供了更多幫助,促使廣播電視技術(shù)的發(fā)展逐漸細(xì)化,電視節(jié)目制作也會實現(xiàn)數(shù)字化建設(shè),并將嵌入音頻技術(shù)推廣和普及。另外,廣播電視的管理過程中,要結(jié)合自身實際情況與未來發(fā)展目標(biāo),制定科學(xué)、合理的發(fā)展戰(zhàn)略,建立以嵌入音頻技術(shù)為基礎(chǔ)的管理系統(tǒng),通過這種方式,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)督和控制,還能夠確保數(shù)據(jù)信息的完整性和準(zhǔn)確性。從而推動我國廣播電視進(jìn)一步發(fā)展。