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在看過下面兩篇文章後,
相信大部分的人都已經對於需要哪種訊號來源 及 如何調整好基本訊號來源有了基本的概念,
類比訊號、 數位訊號的基本概念
如何挑張好的電視卡產品? 訊號分接共享該如何弄清楚畫面?


接下來將以較簡單易懂的方式來說明 電視產品基本架構 相關晶片入門介紹
以下為訊號自輸入TV tuner後解成影像、音效兩部份,然後送至Bridge後送到電腦的示意圖,




接下來分為幾大主題來分別介紹市售產品在各階段所使用的晶片及方案,
大家日後在看到產品外觀上所使用的晶片,大致上就會比較有概念,也容易區分產品的定位,
今天要談的是電視卡上面的幾個重點主題如下:

1. TV Tuner (電視調諧器)
2. TV Decoder (電視影像解碼)
3. Audio Processor (音效處理)
4. Bridge (橋接器)
5. HW Encoders (硬壓晶片處理)


Ⅰ. 首先介紹 TV Tuner部分,TV Tuner的功能是什麼呢?

Tuner主要是接收電視台發出的類比訊號後,將訊號由200~800MHz的高頻,降至36MHz左右的中頻,然後傳送至解調器(Demodulator),一般常見的TV Tuner外觀像是一個鐵殼裝置,其實裡面是由一些複雜的元件所組成,也就是我們稱的Can Tuner,而市面上常見的TV Tuner廠牌有:Philips、LG、TVision、TN、TCL等等等.....
Can Tuner的差異蠻大的,各個廠商的產品品質參差不齊,而TV Tuner因為負責處理高頻這部份的訊號,因此對於接收效果又是影響比較大的一環,因此選擇上最好選用Philips或是LG的TV Tuner的電視卡表現上會較佳,

下圖外觀為鐵殼裝置的部份就是我們稱的Can Tuner:


近幾年由於環保意識抬頭,Can Tuner由於含鉛,因此被拒於歐盟環評之外,因此漸漸的新一代的矽晶片調諧器(Silicon Tuner)快速崛起,推出的廠家主要是Philips(NXP)與Xceive為主,由於把複雜的元件線路都給晶片化,TV Tuner的尺寸也越做越小,也利於電視卡體積的微縮,而近年來矽晶片調諧器越做越佳,甚至部份能做到不輸給Can Tuner的情況下,價格也更平易近人,Tuner的種類分為純類比(或純數位)的Analogy (or Digital) TV tuner;或是數位+類比通吃型的TV tuner (Hybrid Tuner),
如對Tuner種類有疑問可參考◎ 類比訊號、 數位訊號的基本概念 一文末端有詳細說明,
下圖為Compro E800 電視卡上的 Xceive XC3028 Hybrid Silicon tuner,由於體積較小,Tuner部分有特寫XD,




Ⅱ. 接下來則是TV Decoder (電視影像解碼)部分,TV Decoder 的功能是什麼?

TV Decoder主要功能為將由TV Tuner送出的影像訊號解開後,並且數位化,數位化之後才能進入電腦當中處理,
TV Decider有些人會稱之為Video Decoder,但稱之為video decoder易與影片解碼的Video decoder搞混,
因此這邊稱之為TV Decoder是較洽當且不易混淆的一種說法。

TV Decoder這部份牽涉到電視卡最重要部份"電視畫質",因為類比訊號轉成數位訊號的過程就直接牽涉到影像的品質,目前市場上有9/10bits進行取樣的模式進行ADC註1(8bits因效果差,淘汰就不談了),照帳面上來看,取樣數量越高效果會越好,但實際上人眼無法分辨那麼細微的差異,因此9bits與10bits沒有什麼太大差異,此時取樣技術的高低就成了畫質的關鍵部份。一般情況認為Philips的AD技術要比Conexant要來的優秀,實際狀況中2388X系列10bits取樣與Philips 9bits 取樣,效果相差不大。

另外以直覺性來說,越簡單的AD轉換過程(類比轉數位)可以達到最佳效果,但也有特例的狀況,像是M800所採用的Philips 7133晶片註2,雖然本身就具有TV Decoder功能,具備AD轉換的能力,但是廠商仍然額外加了一顆NEC 3D Y/C晶片(uPD64083)這一顆同樣具備TV Decoder功能的晶片,以往玩音響的人都知道,多條線就多隻鬼來影響音質,為何到了電視卡的領域看似多道程序的步驟反而對畫質提昇有所幫助?
原因在於訊號經過NEC晶片時,將類比訊號經過3D Y/C訊號處理後畫質變的很優,但此時已將類比訊號轉成數位訊號,但由於Philips 7133晶片本身也具備TV Decoder的能力,必須吃類比訊號(透過7133再轉成數位訊號),因此在NEC晶片將類比轉為數位後,又強制將已數位化的訊號轉回類比訊號讓7133晶片本身能夠接收,因此整個過程由NEC晶片(A/D轉換=>D/A轉換)再經由Philips 7133 (A/D轉換)送到Bridge橋接晶片,而由於NEC晶片至Philips 7133晶片組之間的傳輸是以s-video來傳輸(s-video本身為類比,但本身就是Y/C分離的訊號),因此中間對畫質所產生的影響非常小,而事實證明,M800在NEC晶片加入之下,的確將畫質推升至一個非常好的境界。

如對3D Y/C此名詞有疑問可參考

Y/C 分離到底是什麼東西? 一文有解釋Y/C分離如何使畫面清晰
如何挑張好的電視卡產品? 訊號分接共享該如何弄清楚畫面? 一文末端有Y/C分離於影響電視畫質影響說明

註1: ADC即為 類比/數位 轉換器;反之DAC則稱之為數位/類比轉換器
註2: Philips 7133晶片,本身即為一整合TV Decoder(電視影像解碼) / Audio Processor(音效處理) / Bridge(橋接器)的晶片組



當然後續也有晶片廠將3D Y/C及其他功能一併整合進入一顆單晶片的解決方案,如Conexant 23418這顆晶片,
這顆晶片不但具備TV Dcoder及Audio Processor,並且還具有3D Y/C功能及MPEG2 HW Encoder(硬壓功能,後面會介紹)。
下圖為全球首張Conexant 23418單晶片整合的電視卡 Compro H900



Ⅲ. Audio Processor (音效處理)部分,則是單純許多,Audio Processor的功能是什麼?
顧名思義,就是負責處理音效部分,大家常見的一些 Stereo(立體聲)/雙語 等音效選項都是由Audio Processor負責,從TV Tuner送出的訊號經由Audio Processor處理後成為數位化訊號送入Bridge(橋接器),就是大家熟知的PCI Audio(PCI音源),而目前很多晶片都整合了Audio Processor這部份的功能,如先前提到的Philips 7133及Conexant 23418晶片都整合進去囉。


Ⅳ. Bridge(橋接晶片),望文申意即為橋樑的作用,而這座橋負責電視卡與主機板之間往來重責大任
在TV Decoder及Audio Processor將數位化後的訊後丟給橋接晶片後,藉由橋接晶片把訊號傳給電腦做處理,
而電腦本身也可透過橋接晶片對電視卡做操控,這應該是整篇文章裡面最簡單瞭解的部份,簡單的說就是溝通橋樑,而橋接晶片也決定了電視產品的介面,像是PCI、PCIe、USB2.0、PCMCIA、Express card等介面,




到目前為止,電視卡的細部介紹到一個階段,等等!!?? 不是還有 硬壓晶片要介紹嗎??
別緊張,硬壓晶片處理並不是電視卡當中必要的流程,而上面Ⅰ~Ⅳ的介紹則為電視卡構成的必要要素,而Ⅰ~Ⅳ所構成的電視卡,是透過軟體來做Encoder的,也就是我們稱的『軟壓卡』,那為何要加入硬壓的介紹,看官就請往下看囉。

Ⅴ. HW Encoders (硬壓晶片處理)
所謂的硬壓電視卡就是電視訊號到了Bridge(橋接晶片)時並沒有直接傳送給電腦而是先送到HW Encoder晶片做處理,軟壓跟硬壓有何不同? 這顆硬壓晶片其實就是一顆設計過的高速CPU IC,專門負責幫你做encoder的動作,而軟壓就是少了這部份的硬體設計,所以可以使用軟體經過電腦CPU來做encoder的動作,換個角度來說,現在主機的CPU都相當高速,也不一定非得上一顆MPEG1/2硬壓晶片才能夠壓MPEG2,電腦的CPU本身就足夠應付現行的MPEG1/2軟壓,也不會消耗太多CPU資源,畢竟大部分電腦CPU都是閒置狀態居多,所以這部份軟壓卡就相當有優勢,因為軟壓卡本身比較便宜,而現在這個時代CPU又夠快,當然舊電腦及有較多工需求的使用者會比較合適,因此多半定位於較高階的電視卡才會有把硬壓晶片安置上去,而現行的電腦對於Divx / Xvid / h.264這幾種Encoder還算屬於比較吃力的狀態,因此未來一年,相信會冒出不少打著Divx / Xvid / h.264 HW Encoder晶片的產品問世,相當直得期待。

下面介紹一些常見的硬壓晶片:


以上暫時告一個段落,簡單介紹電視產品基本架構及相關晶片入門介紹,如果有不瞭解的地方,也歡迎提出來大家討論喔:)