數(shù)字視頻變換盒（英語：Set Top Box，簡稱STB），通常稱作機頂盒或機上盒，是一個連接電視機與外部信號源的設備。它可以將壓縮的數(shù)字信號轉成電視內容，并在電視機上顯示出來。信號可以來自有線電纜、衛(wèi)星天線、寬帶網(wǎng)絡以及地面廣播。機頂盒接收的內容除了模擬電視可以提供的圖像、聲音之外，更在于能夠接收數(shù)據(jù)內容，使用戶能在現(xiàn)有電視機上觀看數(shù)字電視節(jié)目，并可通過網(wǎng)絡進行交互式數(shù)字化娛樂、教育和商業(yè)化活動。
機頂盒機構
從結構上看，機頂盒一般由主芯片、內存、調諧解調器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲控制器以及視音頻輸出等幾大部分構成。
調諧解調器
調諧解調器部分的作用是將傳輸過來的調制數(shù)字信號解調還原成傳輸流，調諧解調器的不同就構成了不同的數(shù)字機頂盒。
主芯片
在主芯片中，首先根據(jù)傳輸流所傳遞的標志信息對接收到的傳輸流進行解復用，然后根據(jù)CA智能卡所傳遞的解擾信息對節(jié)目流進行解擾，解擾后的TS流送到視音頻解碼器中分別對其進行解碼，還原成AV信號進行輸出，同時，也分離出復用在TS流中的各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)表，送給機頂盒處理器分別輸出。
內存
對機頂盒而言，內存主要分為ROM和RAM。ROM一般采用串行flash，并行flash或者NAND flash。Flash用來存貯機頂盒的系統(tǒng)軟件、驅動軟件、應用程序以及一些用戶信息，在系統(tǒng)斷電時內容還可保留，同時Flash可以通過在線的方式對其上所載的軟件進行更新，達到機頂盒軟件升級的目的。RAM從SDRAM到DDR到DDR2到DDR3，主要是用來存儲應用數(shù)據(jù)。
外部存儲設備
外部存儲設備一般指外掛式硬盤，大容量的硬盤可以用于存儲節(jié)目流以滿足用戶的個性化需求。
智能卡接口
通過讀卡器讀取CA智能卡中的數(shù)據(jù)用于數(shù)字電視節(jié)目的解擾。除了標準的讀卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）來完成對CA智能卡的讀取。
回傳通信接口
隨著機頂盒應用的擴展，使用戶對機頂盒的需求已經(jīng)不單單停留在簡單地收看視音頻節(jié)目上了，交互式的需求使機頂盒中內嵌了回傳設備，這些設備可以包括網(wǎng)絡適配器、調制解調器等通信接口，用于滿足用戶將信息回傳到前端。
其他設備接口
新技術的發(fā)展使機頂盒的物理接口也不斷地增加，如RS232接口、紅外遙控器接口、無線鍵盤接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同攝像機、DVD、PDA等眾多設備進行連接。
數(shù)字機頂盒的功能
1、接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，提供高質量的視頻和音頻信號輸出，這是機頂盒的最基本功能。
2、支持交互式應用。作為用戶前段設備，機頂盒是用戶控制交互電視的接口，所以具有回傳信道，提供系統(tǒng)的交互操作，這也是機頂盒的最基本功能。
3、具有電子節(jié)目指南功能。它為用戶提供一種使用方便、界面友好的操作窗口，用戶通過交互操作，可以方便地看到所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目及選取自己所需的節(jié)目。
4、有條件接收功能。有條件接受的核心是加擾和加密，數(shù)字機頂盒應具有解擾和解密功能。
5、支持數(shù)據(jù)廣播應用功能。向用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網(wǎng)站等各種信息。
6、軟件在線升級功能。軟件在線升級可看成是數(shù)據(jù)廣播的應用之一。數(shù)據(jù)廣播服務器按DVB數(shù)據(jù)廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別改軟件的版本號，在版本不同時接受該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新，
7、Internet接入和電子郵件。數(shù)字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現(xiàn)Internet接入功能。用戶可通過機頂盒內置的瀏覽器上網(wǎng)、發(fā)送電子郵件、網(wǎng)上購物、打IP電話等。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC機相連，使用PC機接入Internet。
8、視頻點播功能。該功能可讓用戶在所希望的時間和地點收看想看的節(jié)目，這是服務提供商的主要目標。有線電視數(shù)字機頂盒利用交互式的數(shù)據(jù)信道和廣播信道，為實現(xiàn)該功能提供理想的技術支持。
機頂盒的工作原理
機頂盒各個模塊在Internet的接入中，協(xié)同工作。用戶首先通過發(fā)送命令請求一個URL。在使用PPP點對點協(xié)議的一次交易過程中，該命令最終到達Internet業(yè)務提供者的調制解調器公用機架上。然后通過動態(tài)分配法，該用戶獲得本次交易中使用的IP地址，并把請求送往Internet。當Internet的內容被找到之后，接著把它送到Internet業(yè)務提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器負責把它送到電纜電視網(wǎng)絡，最后回到用戶的機頂盒。在有線電視的機頂盒，信息內容被截獲。機頂盒在電視機與電纜網(wǎng)絡之間完成一個網(wǎng)管的任務。它的任務是管理IP的通信流量，具有控制用戶進出網(wǎng)絡的能力。一旦IP包到達機頂盒，把視頻信號從該包中分離下來，對其中的數(shù)據(jù)進行譯碼，然后把它送到瀏覽器里準備在電視機上顯示。
機頂盒分類
按照應用范圍來劃分，目前市場上的機頂盒基本上可分為：接收數(shù)字電視的數(shù)字電視機頂盒，接入通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的網(wǎng)絡電視機頂盒以及多媒體機頂盒三類。
1、數(shù)字電視機頂盒
數(shù)字電視信號分為有線、衛(wèi)星、地面三種傳輸方式，因此數(shù)字電視機頂盒（STB）相應地分為有線、衛(wèi)星、地面三種類型，這三種機頂盒的主要區(qū)別在于解調部分的解調方式不同。
（1）衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒（DVB-S）。衛(wèi)星數(shù)字機頂盒用來接收數(shù)字衛(wèi)星廣播節(jié)目。該類機頂盒的主要功能是接收衛(wèi)星數(shù)字電視廣播，同時也支持數(shù)據(jù)廣播、圖文電視等應用。由于它的傳輸平臺是衛(wèi)星信道，支持交互式應用比較困難。
（2）地面數(shù)字電視機頂盒（DVB-T）。地面數(shù)字電視機頂盒的功能與衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒類似，所不同的只是傳輸介質由衛(wèi)星信道變成了地面廣播信道。這類機頂盒所使用的頻率和有線電視頻率相同，但由于這種無線信道的傳輸環(huán)境比有線電視網(wǎng)絡復雜得多，所以它的信號傳輸技術與有線電視機頂盒也有較大差別。
（3）有線數(shù)字電視機頂盒（DVB-C）。有線數(shù)字電視機頂盒的基本原理與衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒、地面數(shù)字電視機頂盒相似，只是信號傳輸?shù)慕橘|是有線電視廣播所采用的全電纜網(wǎng)絡或光纖、同軸電纜混合網(wǎng)。由于有線電視網(wǎng)絡具有較好的傳輸質量以及電纜調制解調器技術的成熟，使得這類機頂盒可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應用。
2、網(wǎng)絡視頻機頂盒
網(wǎng)絡視頻機頂盒包括網(wǎng)絡電視（WebTV）機頂盒與視頻點播（VOD）數(shù)字機頂盒。網(wǎng)絡電視機頂盒的功能是使現(xiàn)有模擬電視機用戶通過工作電話交換網(wǎng)或雙向CATV實現(xiàn)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件、游戲娛樂、網(wǎng)上學習等。視頻點播數(shù)字機頂盒是一種基于寬帶網(wǎng)、可實現(xiàn)上網(wǎng)和雙向視頻點播功能的機頂盒，也是目前國內需求量最大，被業(yè)界認為是發(fā)展前景最好的新產品。
3、多媒體機頂盒
多媒體機頂盒是對前兩種機頂盒的綜合，有時也成稱為綜合業(yè)務機頂盒或全功能數(shù)字機頂盒，實際上它是計算機、線纜調制解調器和電視機三者的結合，它幾乎可以支持所有的廣播和交互式多媒體的應用。
未來機頂盒除了給用戶提供更好的服務以外，還向更加交互、更加靈活、更加開放和低成本方面發(fā)展。現(xiàn)代數(shù)字技術的高速發(fā)展，帶動了有線寬帶網(wǎng)絡應用的蓬勃發(fā)展，許多限制看起來不可能的服務，將來都有可能變成現(xiàn)實。未來有線寬帶網(wǎng)絡上的應用，最大特點將是個性化服務的需求急速增加。新標準、新協(xié)議、新的服務將層出不窮，要求機頂盒的應用必須更加靈活，以適應未來不斷變化的需求，給用戶提供更好的服務。
機頂盒機構
從結構上看，機頂盒一般由主芯片、內存、調諧解調器、回傳通道、CA（Conditional Access）接口、外部存儲控制器以及視音頻輸出等幾大部分構成。
調諧解調器
調諧解調器部分的作用是將傳輸過來的調制數(shù)字信號解調還原成傳輸流，調諧解調器的不同就構成了不同的數(shù)字機頂盒。
主芯片
在主芯片中，首先根據(jù)傳輸流所傳遞的標志信息對接收到的傳輸流進行解復用，然后根據(jù)CA智能卡所傳遞的解擾信息對節(jié)目流進行解擾，解擾后的TS流送到視音頻解碼器中分別對其進行解碼，還原成AV信號進行輸出，同時，也分離出復用在TS流中的各類系統(tǒng)數(shù)據(jù)表，送給機頂盒處理器分別輸出。
內存
對機頂盒而言，內存主要分為ROM和RAM。ROM一般采用串行flash，并行flash或者NAND flash。Flash用來存貯機頂盒的系統(tǒng)軟件、驅動軟件、應用程序以及一些用戶信息，在系統(tǒng)斷電時內容還可保留，同時Flash可以通過在線的方式對其上所載的軟件進行更新，達到機頂盒軟件升級的目的。RAM從SDRAM到DDR到DDR2到DDR3，主要是用來存儲應用數(shù)據(jù)。
外部存儲設備
外部存儲設備一般指外掛式硬盤，大容量的硬盤可以用于存儲節(jié)目流以滿足用戶的個性化需求。
智能卡接口
通過讀卡器讀取CA智能卡中的數(shù)據(jù)用于數(shù)字電視節(jié)目的解擾。除了標準的讀卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）來完成對CA智能卡的讀取。
回傳通信接口
隨著機頂盒應用的擴展，使用戶對機頂盒的需求已經(jīng)不單單停留在簡單地收看視音頻節(jié)目上了，交互式的需求使機頂盒中內嵌了回傳設備，這些設備可以包括網(wǎng)絡適配器、調制解調器等通信接口，用于滿足用戶將信息回傳到前端。
其他設備接口
新技術的發(fā)展使機頂盒的物理接口也不斷地增加，如RS232接口、紅外遙控器接口、無線鍵盤接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同攝像機、DVD、PDA等眾多設備進行連接。
數(shù)字機頂盒的功能
1、接收數(shù)字電視廣播節(jié)目，提供高質量的視頻和音頻信號輸出，這是機頂盒的最基本功能。
2、支持交互式應用。作為用戶前段設備，機頂盒是用戶控制交互電視的接口，所以具有回傳信道，提供系統(tǒng)的交互操作，這也是機頂盒的最基本功能。
3、具有電子節(jié)目指南功能。它為用戶提供一種使用方便、界面友好的操作窗口，用戶通過交互操作，可以方便地看到所有頻道上近期將播放的電視節(jié)目及選取自己所需的節(jié)目。
4、有條件接收功能。有條件接受的核心是加擾和加密，數(shù)字機頂盒應具有解擾和解密功能。
5、支持數(shù)據(jù)廣播應用功能。向用戶提供股市行情、票務信息、電子報紙、熱門網(wǎng)站等各種信息。
6、軟件在線升級功能。軟件在線升級可看成是數(shù)據(jù)廣播的應用之一。數(shù)據(jù)廣播服務器按DVB數(shù)據(jù)廣播標準將升級軟件廣播下來，機頂盒能識別改軟件的版本號，在版本不同時接受該軟件，并對保存在存儲器中的軟件進行更新，
7、Internet接入和電子郵件。數(shù)字機頂盒可通過內置的電纜調制解調器方便地實現(xiàn)Internet接入功能。用戶可通過機頂盒內置的瀏覽器上網(wǎng)、發(fā)送電子郵件、網(wǎng)上購物、打IP電話等。同時機頂盒也可以提供各種接口與PC機相連，使用PC機接入Internet。
8、視頻點播功能。該功能可讓用戶在所希望的時間和地點收看想看的節(jié)目，這是服務提供商的主要目標。有線電視數(shù)字機頂盒利用交互式的數(shù)據(jù)信道和廣播信道，為實現(xiàn)該功能提供理想的技術支持。
機頂盒的工作原理
機頂盒各個模塊在Internet的接入中，協(xié)同工作。用戶首先通過發(fā)送命令請求一個URL。在使用PPP點對點協(xié)議的一次交易過程中，該命令最終到達Internet業(yè)務提供者的調制解調器公用機架上。然后通過動態(tài)分配法，該用戶獲得本次交易中使用的IP地址，并把請求送往Internet。當Internet的內容被找到之后，接著把它送到Internet業(yè)務提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器負責把它送到電纜電視網(wǎng)絡，最后回到用戶的機頂盒。在有線電視的機頂盒，信息內容被截獲。機頂盒在電視機與電纜網(wǎng)絡之間完成一個網(wǎng)管的任務。它的任務是管理IP的通信流量，具有控制用戶進出網(wǎng)絡的能力。一旦IP包到達機頂盒，把視頻信號從該包中分離下來，對其中的數(shù)據(jù)進行譯碼，然后把它送到瀏覽器里準備在電視機上顯示。
機頂盒分類
按照應用范圍來劃分，目前市場上的機頂盒基本上可分為：接收數(shù)字電視的數(shù)字電視機頂盒，接入通信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和廣播電視網(wǎng)的網(wǎng)絡電視機頂盒以及多媒體機頂盒三類。
1、數(shù)字電視機頂盒
數(shù)字電視信號分為有線、衛(wèi)星、地面三種傳輸方式，因此數(shù)字電視機頂盒（STB）相應地分為有線、衛(wèi)星、地面三種類型，這三種機頂盒的主要區(qū)別在于解調部分的解調方式不同。
（1）衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒（DVB-S）。衛(wèi)星數(shù)字機頂盒用來接收數(shù)字衛(wèi)星廣播節(jié)目。該類機頂盒的主要功能是接收衛(wèi)星數(shù)字電視廣播，同時也支持數(shù)據(jù)廣播、圖文電視等應用。由于它的傳輸平臺是衛(wèi)星信道，支持交互式應用比較困難。
（2）地面數(shù)字電視機頂盒（DVB-T）。地面數(shù)字電視機頂盒的功能與衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒類似，所不同的只是傳輸介質由衛(wèi)星信道變成了地面廣播信道。這類機頂盒所使用的頻率和有線電視頻率相同，但由于這種無線信道的傳輸環(huán)境比有線電視網(wǎng)絡復雜得多，所以它的信號傳輸技術與有線電視機頂盒也有較大差別。
（3）有線數(shù)字電視機頂盒（DVB-C）。有線數(shù)字電視機頂盒的基本原理與衛(wèi)星數(shù)字電視機頂盒、地面數(shù)字電視機頂盒相似，只是信號傳輸?shù)慕橘|是有線電視廣播所采用的全電纜網(wǎng)絡或光纖、同軸電纜混合網(wǎng)。由于有線電視網(wǎng)絡具有較好的傳輸質量以及電纜調制解調器技術的成熟，使得這類機頂盒可以支持幾乎所有的廣播和交互式多媒體應用。
2、網(wǎng)絡視頻機頂盒
網(wǎng)絡視頻機頂盒包括網(wǎng)絡電視（WebTV）機頂盒與視頻點播（VOD）數(shù)字機頂盒。網(wǎng)絡電視機頂盒的功能是使現(xiàn)有模擬電視機用戶通過工作電話交換網(wǎng)或雙向CATV實現(xiàn)上網(wǎng)、收發(fā)電子郵件、游戲娛樂、網(wǎng)上學習等。視頻點播數(shù)字機頂盒是一種基于寬帶網(wǎng)、可實現(xiàn)上網(wǎng)和雙向視頻點播功能的機頂盒，也是目前國內需求量最大，被業(yè)界認為是發(fā)展前景最好的新產品。
3、多媒體機頂盒
多媒體機頂盒是對前兩種機頂盒的綜合，有時也成稱為綜合業(yè)務機頂盒或全功能數(shù)字機頂盒，實際上它是計算機、線纜調制解調器和電視機三者的結合，它幾乎可以支持所有的廣播和交互式多媒體的應用。
未來機頂盒除了給用戶提供更好的服務以外，還向更加交互、更加靈活、更加開放和低成本方面發(fā)展。現(xiàn)代數(shù)字技術的高速發(fā)展，帶動了有線寬帶網(wǎng)絡應用的蓬勃發(fā)展，許多限制看起來不可能的服務，將來都有可能變成現(xiàn)實。未來有線寬帶網(wǎng)絡上的應用，最大特點將是個性化服務的需求急速增加。新標準、新協(xié)議、新的服務將層出不窮，要求機頂盒的應用必須更加靈活，以適應未來不斷變化的需求，給用戶提供更好的服務。
