DVS3148视频编码器的原理及维护

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飞利浦DVS3148编码器是数字压缩上行站系统的重要设备之一，符合MPEG-2/DVB-S标准。该系统是通过将模拟视音频信号经A/D转换-编码以及复用转变为单一的符合MPEG-2标准的打包节目码流，再经QPSK（DVB-S）调制为70MHZ中频信号来进行工作的。

性能
DVS3148视频编码器的主要功能是按ISO/IEC13818-2标准定义的MPEG-2 MP@ML（主型主级）将输入的视音频信号压缩编码，输出包含数字压缩的视音频和一些基本的参考时钟信号的PES流。编码流通过复用器的通信接口与数字压缩系统监控电脑进行通信，用户可通过监控电脑设置、修改视音频编码器的主要性能参数。同时，编码器具有完善的自动检测报警显示系统，其显示面板能显示设备的工作状态、性能参数和出现故障的部位。

1、可设置、修改的性能参数：
·比特率在2-15Mbps范围内可选
·水平分辨率可选每行720、528、480或352像素
·场频率可选50或59.94Hz
·宽高比可选4：3或16：9
·可选带或不带B帧的压缩
·可选自动3：2下拉检波和相反的处理
2、自动检测报警显示
视频编码器能自动检测设备温度、电源、风扇以及各功能模块的运行情况。当出现故障时，能显示出现故障的部位。
·温度报警
当编码器内温度超过60?C时报警
·风扇报警
当风扇坏了或停转时报警
·电源报警
当AC电源或DC电源故障时报警
·功能报警
编码器内各功能模块板都有自动检测功能，当编码过程中出现故障时，板上的故障红灯会点亮，同时面板LCD会显示出现故障的编码环节。
显示的编码功能报警信息与对应的故障模块板的关系如下：

工作原理
DVS3148视频编码器由8个功能模块板组成，每个功能模块都插在一块底板上，通过底板互相连接构成系统，并通过机箱后面的接口板与其它设备相连接。接口/显示板具有数字视频信号的串、并行输入口，并通过与复用器接口的连接，和复用器和数字压缩系统监控电脑进行通信。编码器的系统方框图。

1、模块板的功能： 接口/显示权（Interface板）--接收串、并行输入的数字视频信号以及LCD显示。

格式板（Format板）--将A/D转换器输出的数字亮度、色度信号Y、Cb、Cr转换为MP@ML格式的视频信号。

像素板（Pixel板）--进行帧预测（Frame Prediction)和场预测（Field Prediction).场预测是利用前面解出来的场的数据对当前作独立的预测；帧预测是利用前面解出来的帧的数据对当前帧作预测。

DCTQ板--以图像数据进行DCT离散余弦变换和量化。对8像素×8行的图像块进行DCT变换，产生图像块的DCT系数。量化是将每个DCT系数的比特数目减少的过程。

水平/分类板和矢量板（Horizon & Vector 板）--进行运动估计（Motion Estimation)和运动补偿（Motion Compensation)。运动估计是对运动物体的位移做出估计，即对运动物体从上一帧（场）到当前帧（场）位移的方向和像素数做出估计，也就是求出动运矢量。运动补偿即根据运动矢量计算出预测误差。

管理/可变长度编码板（Regul板）--对量化后的DCT系数进行可变长度编码VLG。可变长度编码是利用量化后的DCT系数的统计特性，对频繁出现的值指配短码字，而用较长码字传送不频繁出现的值，使总的比特数减少，实现有效的降比特率。同时与复用器连接，从复用器中读取许多重要信息。例如：PES流中的一些重要参数，如stream id、copyright、original or copy、PES priority的设定值是在开机时由复用器提供的，每秒从复用器接收程序参考时钟PCR90000次，用来形成共同的系统时钟，确保系统正确同步。另外，管理编码器的输出，当接收到复用器输入缓冲发生溢出的信号时，控制编码器停止输出，直至复用器可以接收数据，以防止数据丢失从而造成图像的损失。

2、编码器的工作原理：
从接口板输入的数字亮度、色度信号Y、Cb、Cr，经格式板转换为MP@ML格式的视频信号，再经DCTQ板将原始图像与经运动估计、动动补偿计算出的预测误差值所生成的差分图像数据进行DCT变换和量化，再经管理/VLC板进行VLC编码生成输出的PES流。

维护
DVS3148视频编码器结构较为复杂，集成块较多，产生的热量大，要求机内保持良好的通风散热，而且很容易受环境温度和灰尘的影响。虽然编码器安装有多台排风扇，但因机柜内设备很多，风扇向上排风，上层设备阻挡了风道，使排风不畅，热量不能有效排出，粉易造成热能聚积、机内温度过高而使编码器工作失常，因此我们在机柜后面加安一台电风扇，利用风扇加强冷热空气的交换，并且在机房内安装空调设备，使机房环境温度保持在20?C左右，定时抽湿。编码器运行中，降温是靠风扇来完成的，在空气循环过程中，灰尘也就带入机内，时间长了灰尘的堆积就会影响正常散热，灰尘还会造成风扇轴的磨损，使风扇停转，影响正常的通风散热，引发许多问题。因此，除尘就成为维护工作的一个主要任务。

我们每周定期清洁机底的空气过滤器以及机顶的出风口，检查一下风扇的运行情况，确保机内保持良好的通风散热，同时检查机箱后面板的接线是否接触良好。每季度定期清洁插板上、机箱内接口、插槽上以及风扇上的灰尘（注意：由于电路板上使用了许多效应集成电路，特别是结型场效应管极易受静电冲击而损坏，故在卸装插板时手腕必须带上静电放射器，并确保静电放射器良好接地，以防止在卸装过程中静电损伤集成块），避免灰尘影响插板上元器件、集成块的散热以及插板接触的稳定性。我们深切体会到，把机房的防尘和设备除尘工作做好，可以大大减低编码器的故障率。

故障排除
当编码过程中出现故障时，功能模块板上的报警指示红灯会点亮，同时在显示屏上显示报警信息，处理故障时，可根据报警信息和监控电脑的报警信息，结合每块功能板的功能进行处理。为了方便处理故障，应该设置一整套功能模块板作为备份。我们在使用过程中曾出现以下故障，现把故障现象、分析以及得处理过程汇总为以下几点：

故障1 解调监视为黑屏，复用器报警，编码器无报警，监控电脑显示：NO serial communication possible between Video Encoder and Tokenmux。分析：据现象，编码器无报警，即编码器应该无故障，估计时编码器和复用器之间连接线接触不好造成通信中断。

处理过程：将编码器和复用器之间的插座重新插一遍后恢复正常。

故障2 数字压缩设备解调监视为黑屏或图像定格，复用器无报警，监控电脑无警显示，编码器报警显示为：FORMAT NOK，HORIZON NOK，FRAME PREDICTION NOK，FIELD PREDICTION NOK，MOTION ESTIMATI ON NOK，ERROR LENGTH NOK，DCT/Q NOK 其中的一种或两种报警。

分析：由于DVS3112视频编码器出现过类似的故障，使用久了，就会经常出现多得接触不良，造成编码器故障。

处理过程：根据表一所示，将有报警的板卸下，清洁板上的接口，重新装上后，恢复正常。

故障3 解调监视为黑屏，复用器SUIB模块报警，编码器显示屏无显示，打开前面盖板发现第三块水平/分类板和七块管理/可变编码板报警指示灯点亮，其余板指示灯全部熄灭（正常为绿灯），电源正常。

分析：根据现象，功能板指示灯全部熄灭，表明这些板可能有元器件损坏。

处理过程：卸下所有板进行检查，发现DCT变换/量化板的集成块011C17RC（07139941）烧裂，装上新的DCT变换/量化板、恢复正常。

故障4 解调监视为彩条测试信号，复用器无报警，监控电脑无报警显示，编码器报警显示：INPUT lnvalid（没有输入信号）。

分析：根据现象，编码器无输入信号，输出自己产生的彩条测试信号，因此，解调监视为彩条测试信号。这可能是第九块接口/显示板故障或接触不好造成的（因为输入信号是通过接口/显示板输入的），也可能是A/D转换器故障造成。

处理过程：经检查A/D转换器正常，卸下第九块接口/显示板，清洁接口，重新装上开机后恢复正常。