ATSC-тюнер

Несколько программ MPEG объединяются, а затем отправляются на передающую антенну. В системе цифрового вещания США приемник ATSC затем декодирует TS и отображает его на телевизоре.

ATSC , ( Комитета по передовым телевизионным системам ) Тюнер , часто называемый приемником ATSC или тюнером HDTV , представляет собой тип телевизионного тюнера , который позволяет принимать цифрового телевидения (DTV) телевизионные каналы , использующие стандарты ATSC передаваемые телевизионными станциями в Северной Америке . части Центральной Америки и Южной Кореи . Такие тюнеры обычно интегрируются в телевизор , видеомагнитофон , цифровой видеомагнитофон (DVR) или телеприставку , которые оснащены выходными аудио/видеоразъемами различных типов.

Другой тип телевизионного тюнера — адаптер цифрового телевидения (ДТА) со сквозным аналоговым входом .

Технический обзор

Термины «тюнер» и «приемник» используются широко, и, возможно, его более уместно называть приемником ATSC, при этом тюнер является частью приемника (см. Метонимия ). Ресивер генерирует аудио- и видео(AV) сигналы, необходимые для телевидения, и выполняет следующие задачи: демодуляция ; исправление ошибок ; транспортных потоков MPEG демультиплексирование ; декомпрессия ; AV-синхронизация ; и переформатирование мультимедиа в соответствии с оптимальным входным сигналом для телевизора. Примеры переформатирования мультимедиа включают: чересстрочную развертку в прогрессивную или наоборот; разрешение изображения; преобразование соотношения сторон (16:9 в 4:3 или обратно); частоты кадров преобразование ; и масштабирование изображения . Масштабирование является примером изменения разрешения. Обычно он используется для преобразования изображения с низким разрешением в изображение с высоким разрешением. Это позволяет пользователю устранить почтовый ящик или столбчатый ящик , растянув или обрезав изображение. Некоторые приемники ATSC, в основном в HDTV телевизорах , растягиваются автоматически, либо обнаруживая черные полосы, либо считывая Активное описание формата (AFD).

Операция

Тюнер ATSC работает путем генерации аудио- и видеосигналов, принимаемых из эфирного телевидения . Тюнеры ATSC обеспечивают следующие функции: выборочная настройка; демодуляция; демультиплексирование транспортных потоков; декомпрессия; исправление ошибок; аналого-цифровое преобразование; AV-синхронизация; и переформатирование мультимедиа для оптимального соответствия конкретному типу экрана телевизора.

Выборочный тюнинг

процесс, при котором радиочастота (РЧ) телевизионного канала выбирается приемником из диапазона передаваемых РЧ Селективная настройка — это -сигналов. Тюнер обычно выполняет функцию гибкого выбора частоты, а также подавление нежелательных внеполосных сигналов.

Демодуляция

«Демодуляция» означает преобразование сигнала от тюнера в сигнал, который телевизор может использовать для воспроизведения изображения и звука без дальнейшего учета частоты, на которой он был передан. Это отделение стандартного группового сигнала от радиочастотной несущей, которая использовалась для его передачи по воздуху (или по коаксиальному кабелю или по другой среде на большие расстояния). ATSC, реализованный в США, использует модуляцию 8VSB , которая требует меньше энергии для передачи. передавать, в отличие от также предлагаемой модуляции COFDM (используемой в европейском DVB-T , которая менее подвержена многолучевым искажениям и, следовательно, лучше принимается в мобильных установках).

Транспортный поток

В США несколько цифровых сигналов объединяются, а затем передаются от одной антенны для создания эфирного вещания. С помощью обратного процесса ( демультиплексирования ) приемник ATSC сначала принимает объединенный транспортный поток MPEG , а затем декодирует его для отображения одного из его составляющих сигналов на телевизоре.

Декомпрессия

Поскольку цифровые сигналы, передаваемые по воздуху, сжимаются (упаковываются меньше), как только они принимаются тюнером ATSC, эти сжатые пакеты цифровых данных затем распаковываются (распаковываются до исходного размера). Система ATSC использует сжатие с потерями , поэтому, хотя размер распакованных данных такой же, как исходный размер сжатых данных, полученные данные не совсем такие же, как исходные данные, подаваемые в систему на передающем сайте, но они достаточно близки, чтобы большинство людей не заметят разницы.

Исправление ошибок

Исправление ошибок — это технология, которая используется тюнером ATSC, чтобы гарантировать возможность исправления любых отсутствующих данных. Например, иногда помехи или сигнал низкого качества приводят к потере некоторых данных, которые принимает тюнер ATSC. Благодаря исправлению ошибок тюнер имеет возможность выполнить ряд проверок и восстановить данные, чтобы сигнал можно было просматривать на телевизоре. Исправление ошибок работает путем добавления к сигналу некоторой дополнительной информации перед передачей, которую можно использовать при приеме для заполнения пробелов. Таким образом, коррекция ошибок имеет эффект, противоположный сжатию: она увеличивает объем передаваемых данных, а не уменьшает его, как сжатие, и улучшает качество и надежность сигнала, а не уменьшает его. Сжатие удаляет избыточные (и некоторые неизбыточные) данные, а исправление ошибок добавляет некоторые избыточные данные. Причина использования исправления ошибок, а не просто меньшего сжатия и сохранения уже существующей избыточности, заключается в том, что системы исправления ошибок специально разработаны для получения максимальной выгоды от очень небольшого количества избыточных данных, тогда как естественная избыточность данных не выполняет эту работу так эффективно, поэтому с коррекцией ошибок чистый объем необходимых данных все еще меньше.

• В стандарте ATSC (ATSC-E) есть подраздел, который позволяет вещательным компаниям добавлять дополнительные (и переменные типы) исправления ошибок в свои вещательные потоки.
• Эта служба исправления ошибок не является обязательной ни в США, ни в Канаде.
• Неизвестно, сколько приемников HDTV поддерживают этот стандарт исправления ошибок.
• Для передачи HDTV с разрешением 720 или 1080 дополнительные коды исправления ошибок на 1–3% помогут снизить некоторые худшие характеристики ATSC со слабыми сигналами в неблагоприятных условиях многолучевого распространения.
• Прием значительно ухудшается из-за электромагнитных помех в полосе пропускания от коротких волн до ОВЧ и УВЧ от близлежащих компьютеров всех видов [легких], портативных Wi-Fi и широкополосного Интернета [от среднего до сильного], микроволновых печей [вспыхивают при включении], сотовых телефонов и вышек, на которых они работают. общаться и даже линии электропередачи с электронными передачами .

AV-синхронизация

AV-синхронизация — это согласование аудио- и видеосигналов, отображаемых на цифровом телевидении в нужное время. AV-синхронизация гарантирует, что звук не отстает от видео, отображаемого на телевизоре, и наоборот, поэтому звук и видео синхронизируются.

Переформатирование изображения

Переформатирование медиа чрезвычайно важно, поскольку форматирование изображений на телевизорах существенно различается в зависимости от используемой технологии. Например, некоторые телевизоры имеют чересстрочное изображение, тогда как другие имеют изображение с прогрессивной разверткой . Разные телевизоры имеют разное соотношение сторон .

Мандаты правительства США

Основная статья: Переход на цифровое телевидение в США

FCC : выдала следующие требования для устройств, ввозимых в США

• К 1 июля 2005 г. все телевизоры с размером экрана более 36 дюймов (91 см) должны быть оснащены встроенным тюнером ATSC DTV.
• К 1 марта 2006 г. все телевизоры с размером экрана более 25 дюймов (64 см) должны быть оснащены встроенным тюнером ATSC DTV.
• К 1 марта 2007 г. все телевизоры, независимо от размера экрана, и все интерфейсные устройства, включающие тюнер (видеомагнитофон, DVD-плеер/рекордер, цифровой видеорегистратор), должны иметь встроенный тюнер ATSC DTV.

Устройства, выпущенные до этой даты, все еще могут продаваться без встроенного тюнера ATSC DTV; По закону об отсутствии цифровых тюнеров необходимо сообщать потребителям, и большинство розничных продавцов известных брендов понесли штрафы Федеральной комиссии по связи за несоблюдение этих требований.

Действующие правила указаны в Кодексе федеральных правил США (CFR).

Отключение аналогового телевещания

Информацию о маломощных телевизионных станциях см. в разделе « Переход на цифровое телевидение в США» .

В начале 2006 года был принят Закон о сокращении дефицита США 2005 года. стал законом, который призывает полноценные эфирные телевизионные станции прекратить аналоговое вещание к 17 февраля 2009 года. (данный срок ранее несколько раз переносился). 11 февраля 2009 г. Обязательная дата вещания DTV была снова перенесена на 12 июня 2009 года, хотя станциям было разрешено переключаться раньше. Задержка позволила распространить больше купонов на покупку конвертеров.

По состоянию на 12 июня 2009 г. телевизоры и другое оборудование с устаревшими тюнерами NTSC не могут принимать эфирные передачи с телевизионных станций США, за исключением случаев, когда трансляция ведется с ретранслятора или маломощного передатчика. Однако станции класса А прекратили аналоговое вещание 1 сентября 2015 года, после чего последовало полное отключение всех маломощных и ретрансляционных станций к 13 июля 2021 года. В Канаде аналогичная дата прекращения аналогового телевидения была установлена ​​на 1 сентября 2011 года (за исключением в некоторых отдаленных северных регионах).

Высказывались опасения, что отключение электроэнергии в США приведет к тому, что миллионы телевизоров, не подключенных к кабельным и спутниковым сетям, «погаснут » . Зрители, которые не перешли ни на телевизор с цифровым тюнером, ни на приставку, в конечном итоге потеряли свой единственный источник телевидения, если только они не полагались только на вышеупомянутые неполномощные вещатели. Законопроект Конгресса разрешил субсидировать конвертеры таким образом, чтобы зрители могли смотреть новые цифровые передачи на своих старых телевизорах. Переход продолжился: после даты перехода 12 июня 2009 г. около 235 000 человек запросили купоны.

Два купона на 40 долларов были доступны для каждого адреса в США. номинально с 1 января 2008 г. по 31 марта 2009 г.; каждый купон можно было использовать для покупки одной одобренной коробки-конвертера, соответствующей критериям купона . Срок действия купонов истек через 90 дней после первоначальной отправки по почте и не подлежал продлению. Все домохозяйства имели право на получение купонов из первоначально выделенных 990 миллионов долларов, после чего дополнительные купоны на 510 миллионов долларов должны были быть доступны домохозяйствам, которые полагались исключительно на прием эфирного телевидения. 4 января 2009 года купонная программа достигла потолка в 1,34 миллиарда долларов США. и любые дальнейшие запросы потребителей были помещены в список ожидания.

Мандаты канадского правительства

Основная статья: Цифровое телевидение в Канаде

В Канаде Канадская комиссия по радио, телевидению и телекоммуникациям (CRTC) установила 31 августа 2011 года датой прекращения предоставления услуг аналогового эфирного телевизионного вещания на 31 крупном рынке страны, включая все столицы провинций. плюс Оттава (столица страны) и большинство других крупных городских центров.

По состоянию на конец 2008 года работали 22 канадских передатчика цифрового телевидения в эфире , и все существующие переходные лицензии на цифровое телевидение прямо запрещают в качестве условия лицензии трансляцию более четырнадцати часов в неделю программ, которых еще нет в аналоговой службе. В отличие от США, здесь не планируется субсидировать закупку преобразователей ATSC и не требуется, чтобы вновь импортированные приемники декодировали цифровой сигнал. Канадские розничные торговцы также не обязаны раскрывать информацию о неспособности нового оборудования принимать цифровое телевидение. Таким образом, канадский рынок наводнен устаревшим новым оборудованием NTSC , которое по закону не может быть экспортировано в США. Ограниченное количество приемников ATSC имеется в канадских розничных магазинах как приемники телевидения высокой четкости (HDTV). Конвертерные коробки ATSC CECB впервые стали продаваться по всей стране в октябре 2008 года, при этом такие сети, как Best Buy и Home Hardware, предлагали ограниченный выбор по более высоким ценам, чем в США, без государственных субсидий. Тюнеры ATSC также могут присутствовать в телевизорах, выпущенных в последнее время, а также в DVD-рекордеры , приемники HDTV FTA и для персональных компьютеров ТВ-тюнеры .

По состоянию на начало 2012 года почти все канадские вещательные компании транслируют сигнал ATSC, за некоторыми исключениями для маломощных и региональных станций. Эти сигналы можно надежно настроить в большинстве городов с помощью хорошей внутренней антенны и тюнера ATSC. Сигналы ATSC, базирующиеся в США, можно надежно настроить с помощью наружной антенны и тюнера ATSC на канадских рынках в пределах 60 миль от радиовещательных вышек США. Эти рынки включают Торонто (из Буффало), Виндзор (из Детройта и Толедо), Ванкувер (из Сиэтла и Такомы), Монреаль (из Берлингтона и Платтсбурга), Оттаву (из Уотертауна и Платтсбурга) и Фредериктон (из Преск-Айла). Комнатные антенны (как пассивные, так и усиленные) легче устанавливать, но наружные антенны лучше подходят для настройки станций на больших расстояниях.

Настройка и работа

Большинство тюнеров ATSC имеют относительно простые экранные меню и автоматически выводят пользователя на экран настройки при первом включении. Это позволяет пользователю выбирать часовой пояс и режим летнего времени (поскольку все станции передают время в формате UTC ), а также выполнять поиск станций. Сканирование «прослушивает» каждый канал от 2 до 69 и приостанавливается, когда обнаруживает цифровую несущую волну . Если он может декодировать станцию, он считывает ее данные PSIP и добавляет свои виртуальные каналы в карту каналов. Если PSIP не передается, используется номер физического канала, и каждый транспортный поток нумеруется в соответствии с его TSID (преобразованным из шестнадцатеричного ) или последовательно начиная с .1, .2, .3 и т. д., в зависимости от тюнера. .

Несколько телевизионных станций используют или использовали временный канал для передачи своих сигналов цифрового телевидения и после прекращения аналоговой передачи перемещают свою цифровую передачу либо обратно на свой старый аналоговый канал, либо на третий канал (иногда бывший аналог другой местной станции). , выбранный на выборах цифрового канала в США. Для этого всем зрителям необходимо повторно просмотреть или вручную добавить новый канал и, возможно, удалить старый. Выполнение полного повторного сканирования обычно приводит к отбрасыванию других каналов, если они не могут быть приняты в тот момент, когда сканирование проходит через их физический канал, поэтому это обычно нежелательно, хотя многие тюнеры ATSC имеют только эту опцию. Некоторые имеют функцию «легкого добавления», которая не удаляет то, что уже отображено в памяти. Некоторые позволяют пользователю вводить физический канал и неотображенный подканал, заставляя тюнер искать физический канал. В зависимости от тюнера это может автоматически добавлять или не добавлять станцию ​​и ее цифровые подканалы на карту и/или в список пользователей. избранное ». Это также может оставить старое «мертвое» отображение каналов на месте, так что будет новый 8.1, мертвый 8.1, новый 8.2, мертвый 8.2 и т. д. В большинстве случаев телевизионные станции не будут иметь фактическую частоту, на которой они находятся. в настоящее время используется на их веб-сайте. Если автоматическое сканирование не улавливает сигнал, а тюнер имеет возможность ручного сканирования частоты, попробуйте узнать фактическую частоту у инженера станции. Это может позволить оставаться на одной частоте (канале) вместо «сканирования». " (слишком быстрое перемещение) и позволяют выполнять настройку антенны, наблюдая только проблемный канал.

Другие ошибки, которые появляются в тюнере, на самом деле являются результатом неверных данных, отправленных одной или несколькими станциями, часто включая отсутствующие электронной программы передач данные . Многие тюнеры ATSC запоминают информацию EPG для каждой станции, но только в течение нескольких часов после просмотра канала на этой станции. Некоторые вообще не помнят (отображают только баннер нужного канала), а некоторые сохраняют данные в течение нескольких дней (хотя для получения расширенной информации требуется оставаться на связи с каждой станцией более нескольких секунд). Ресиверы DirecTV с тюнерами ATSC могут загрузить руководство в любое время, в то время как другие устройства TiVo загружают данные руководства отдельно. Для этого также можно использовать TV Guide On Screen , но очень немногие тюнеры ATSC включают это (что требует загрузки всех данных гида для всех каналов с одной конкретной станции). Станции, передающие неправильное время, также являются серьезной проблемой, поскольку это может исказить или испортить направляющие данные для всех станций, пока правильное время не будет снова получено от другой и правильно установленной станции.

Ручная настройка

Каждый номер цифрового канала OTA состоит из основного номера и подканала, например 4.1, 4.2 и т. д. Тире — альтернативная форма представления: 4–1, 4–2... Точка и тире взаимозаменяемы; они оба означают одно и то же. Номера основных каналов относятся к тем же радиочастотам, что и раньше. Однако теперь номера « виртуальных каналов » (технически известные как номера логических каналов ) стали обычным явлением. Таким образом, цифровые сигналы канала 4 теперь могут фактически транслироваться на канале 43 или на любой другой частоте. Когда тюнер ATSC выполняет сканирование каналов, он находит сигнал на канале 43, узнает, что этот материал называется «Канал 4», и запоминает это сопоставление. Пользователь может настроиться на «4», а тюнер будет знать, что нужно настроиться на 43. Прежде чем сканирование будет выполнено, можно будет получить доступ к программам напрямую путем ручной настройки, введя 43–1, 43–2... После сканирования доступ к программам обычно осуществляется путем ввода 4–1, 4-2 и т. д., но все же возможно получить к ним прямой доступ по номеру 43, если это не то же самое, что уже назначенный канал. Если станции меняют свои частоты вещания, может быть возможен прямой доступ к новым частотам, если они также не совпадают с уже назначенным каналом, и в этом случае он будет переходить на этот канал вместо частоты, но обычная процедура такова: для повторного сканирования всех каналов, которое просто назначит несколько версий любых перекрывающихся каналов.

См. также

• DVD-рекордеры ATSC
• Цифровое вещание
• Цифровое переключение
• Цифровое наземное телевидение
• Телевидение высокой четкости в США
• QAM-тюнер
• тюнер (радио)
• Виртуальный канал

Библиография

• «Часто задаваемые вопросы о приеме эфирного цифрового телевидения» . Форум АВС. 29 марта 2002 г. Архивировано из оригинала 22 мая 2006 г. Проверено 5 июня 2006 г.
• «Понимание широкополосных кремниевых тюнеров для широкополосных кабельных и телевизионных приложений: учебное пособие» . Дизайнерская линия цифрового телевидения. 17 мая 2006 г. Архивировано из оригинала 28 сентября 2007 г. Проверено 5 июня 2006 г.
• «Предварительное назначение каналов цифрового телевидения (DTV)» . Проверено 16 июня 2009 г.
• «Таблица телевизионных частот» . Проверено 16 июня 2009 г.

Внешние ссылки

• Информационный сайт DTV FCC. Архивировано 25 июля 2011 г. на Wayback Machine.
• Информация о патентах и ​​роялти 27 декабря 2006 г.
• Использование технологии ТВ-тюнера для полностью цифровых кабельных сетей