数字视频变换盒（英语：Set Top Box，简称STB），通常称作机顶盒或机上盒，是一个连接电视机与外部信号源的设备。它可以将压缩的数字信号转成电视内容，并在电视机上显示出来。信号可以来自有线电缆、卫星天线、宽带网络以及地面广播。机顶盒接收的内容除了模拟电视可以提供的图像、声音之外，更在于能够接收数据内容，使用户能在现有电视机上观看数字电视节目，并可通过网络进行交互式数字化娱乐、教育和商业化活动。
机顶盒机构
从结构上看，机顶盒一般由主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA（Conditional Access）接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分构成。
调谐解调器
调谐解调器部分的作用是将传输过来的调制数字信号解调还原成传输流，调谐解调器的不同就构成了不同的数字机顶盒。
主芯片
在主芯片中，首先根据传输流所传递的标志信息对接收到的传输流进行解复用，然后根据CA智能卡所传递的解扰信息对节目流进行解扰，解扰后的TS流送到视音频解码器中分别对其进行解码，还原成AV信号进行输出，同时，也分离出复用在TS流中的各类系统数据表，送给机顶盒处理器分别输出。
内存
对机顶盒而言，内存主要分为ROM和RAM。ROM一般采用串行flash，并行flash或者NAND flash。Flash用来存贮机顶盒的系统软件、驱动软件、应用程序以及一些用户信息，在系统断电时内容还可保留，同时Flash可以通过在线的方式对其上所载的软件进行更新，达到机顶盒软件升级的目的。RAM从SDRAM到DDR到DDR2到DDR3，主要是用来存储应用数据。
外部存储设备
外部存储设备一般指外挂式硬盘，大容量的硬盘可以用于存储节目流以满足用户的个性化需求。
智能卡接口
通过读卡器读取CA智能卡中的数据用于数字电视节目的解扰。除了标准的读卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）来完成对CA智能卡的读取。
回传通信接口
随着机顶盒应用的扩展，使用户对机顶盒的需求已经不单单停留在简单地收看视音频节目上了，交互式的需求使机顶盒中内嵌了回传设备，这些设备可以包括网络适配器、调制解调器等通信接口，用于满足用户将信息回传到前端。
其他设备接口
新技术的发展使机顶盒的物理接口也不断地增加，如RS232接口、红外遥控器接口、无线键盘接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同摄像机、DVD、PDA等众多设备进行连接。
数字机顶盒的功能
1、接收数字电视广播节目，提供高质量的视频和音频信号输出，这是机顶盒的最基本功能。
2、支持交互式应用。作为用户前段设备，机顶盒是用户控制交互电视的接口，所以具有回传信道，提供系统的交互操作，这也是机顶盒的最基本功能。
3、具有电子节目指南功能。它为用户提供一种使用方便、界面友好的操作窗口，用户通过交互操作，可以方便地看到所有频道上近期将播放的电视节目及选取自己所需的节目。
4、有条件接收功能。有条件接受的核心是加扰和加密，数字机顶盒应具有解扰和解密功能。
5、支持数据广播应用功能。向用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种信息。
6、软件在线升级功能。软件在线升级可看成是数据广播的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别改软件的版本号，在版本不同时接受该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新，
7、Internet接入和电子邮件。数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现Internet接入功能。用户可通过机顶盒内置的浏览器上网、发送电子邮件、网上购物、打IP电话等。同时机顶盒也可以提供各种接口与PC机相连，使用PC机接入Internet。
8、视频点播功能。该功能可让用户在所希望的时间和地点收看想看的节目，这是服务提供商的主要目标。有线电视数字机顶盒利用交互式的数据信道和广播信道，为实现该功能提供理想的技术支持。
机顶盒的工作原理
机顶盒各个模块在Internet的接入中，协同工作。用户首先通过发送命令请求一个URL。在使用PPP点对点协议的一次交易过程中，该命令最终到达Internet业务提供者的调制解调器公用机架上。然后通过动态分配法，该用户获得本次交易中使用的IP地址，并把请求送往Internet。当Internet的内容被找到之后，接着把它送到Internet业务提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器负责把它送到电缆电视网络，最后回到用户的机顶盒。在有线电视的机顶盒，信息内容被截获。机顶盒在电视机与电缆网络之间完成一个网管的任务。它的任务是管理IP的通信流量，具有控制用户进出网络的能力。一旦IP包到达机顶盒，把视频信号从该包中分离下来，对其中的数据进行译码，然后把它送到浏览器里准备在电视机上显示。
机顶盒分类
按照应用范围来划分，目前市场上的机顶盒基本上可分为：接收数字电视的数字电视机顶盒，接入通信网、计算机网和广播电视网的网络电视机顶盒以及多媒体机顶盒三类。
1、数字电视机顶盒
数字电视信号分为有线、卫星、地面三种传输方式，因此数字电视机顶盒（STB）相应地分为有线、卫星、地面三种类型，这三种机顶盒的主要区别在于解调部分的解调方式不同。
（1）卫星数字电视机顶盒（DVB-S）。卫星数字机顶盒用来接收数字卫星广播节目。该类机顶盒的主要功能是接收卫星数字电视广播，同时也支持数据广播、图文电视等应用。由于它的传输平台是卫星信道，支持交互式应用比较困难。
（2）地面数字电视机顶盒（DVB-T）。地面数字电视机顶盒的功能与卫星数字电视机顶盒类似，所不同的只是传输介质由卫星信道变成了地面广播信道。这类机顶盒所使用的频率和有线电视频率相同，但由于这种无线信道的传输环境比有线电视网络复杂得多，所以它的信号传输技术与有线电视机顶盒也有较大差别。
（3）有线数字电视机顶盒（DVB-C）。有线数字电视机顶盒的基本原理与卫星数字电视机顶盒、地面数字电视机顶盒相似，只是信号传输的介质是有线电视广播所采用的全电缆网络或光纤、同轴电缆混合网。由于有线电视网络具有较好的传输质量以及电缆调制解调器技术的成熟，使得这类机顶盒可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用。
2、网络视频机顶盒
网络视频机顶盒包括网络电视（WebTV）机顶盒与视频点播（VOD）数字机顶盒。网络电视机顶盒的功能是使现有模拟电视机用户通过工作电话交换网或双向CATV实现上网、收发电子邮件、游戏娱乐、网上学习等。视频点播数字机顶盒是一种基于宽带网、可实现上网和双向视频点播功能的机顶盒，也是目前国内需求量最大，被业界认为是发展前景最好的新产品。
3、多媒体机顶盒
多媒体机顶盒是对前两种机顶盒的综合，有时也成称为综合业务机顶盒或全功能数字机顶盒，实际上它是计算机、线缆调制解调器和电视机三者的结合，它几乎可以支持所有的广播和交互式多媒体的应用。
未来机顶盒除了给用户提供更好的服务以外，还向更加交互、更加灵活、更加开放和低成本方面发展。现代数字技术的高速发展，带动了有线宽带网络应用的蓬勃发展，许多限制看起来不可能的服务，将来都有可能变成现实。未来有线宽带网络上的应用，最大特点将是个性化服务的需求急速增加。新标准、新协议、新的服务将层出不穷，要求机顶盒的应用必须更加灵活，以适应未来不断变化的需求，给用户提供更好的服务。
机顶盒机构
从结构上看，机顶盒一般由主芯片、内存、调谐解调器、回传通道、CA（Conditional Access）接口、外部存储控制器以及视音频输出等几大部分构成。
调谐解调器
调谐解调器部分的作用是将传输过来的调制数字信号解调还原成传输流，调谐解调器的不同就构成了不同的数字机顶盒。
主芯片
在主芯片中，首先根据传输流所传递的标志信息对接收到的传输流进行解复用，然后根据CA智能卡所传递的解扰信息对节目流进行解扰，解扰后的TS流送到视音频解码器中分别对其进行解码，还原成AV信号进行输出，同时，也分离出复用在TS流中的各类系统数据表，送给机顶盒处理器分别输出。
内存
对机顶盒而言，内存主要分为ROM和RAM。ROM一般采用串行flash，并行flash或者NAND flash。Flash用来存贮机顶盒的系统软件、驱动软件、应用程序以及一些用户信息，在系统断电时内容还可保留，同时Flash可以通过在线的方式对其上所载的软件进行更新，达到机顶盒软件升级的目的。RAM从SDRAM到DDR到DDR2到DDR3，主要是用来存储应用数据。
外部存储设备
外部存储设备一般指外挂式硬盘，大容量的硬盘可以用于存储节目流以满足用户的个性化需求。
智能卡接口
通过读卡器读取CA智能卡中的数据用于数字电视节目的解扰。除了标准的读卡器外，在有些STB中也采用通用接口CI（Common Interface）来完成对CA智能卡的读取。
回传通信接口
随着机顶盒应用的扩展，使用户对机顶盒的需求已经不单单停留在简单地收看视音频节目上了，交互式的需求使机顶盒中内嵌了回传设备，这些设备可以包括网络适配器、调制解调器等通信接口，用于满足用户将信息回传到前端。
其他设备接口
新技术的发展使机顶盒的物理接口也不断地增加，如RS232接口、红外遥控器接口、无线键盘接口、Wi-Fi接口等等，使STB可以同摄像机、DVD、PDA等众多设备进行连接。
数字机顶盒的功能
1、接收数字电视广播节目，提供高质量的视频和音频信号输出，这是机顶盒的最基本功能。
2、支持交互式应用。作为用户前段设备，机顶盒是用户控制交互电视的接口，所以具有回传信道，提供系统的交互操作，这也是机顶盒的最基本功能。
3、具有电子节目指南功能。它为用户提供一种使用方便、界面友好的操作窗口，用户通过交互操作，可以方便地看到所有频道上近期将播放的电视节目及选取自己所需的节目。
4、有条件接收功能。有条件接受的核心是加扰和加密，数字机顶盒应具有解扰和解密功能。
5、支持数据广播应用功能。向用户提供股市行情、票务信息、电子报纸、热门网站等各种信息。
6、软件在线升级功能。软件在线升级可看成是数据广播的应用之一。数据广播服务器按DVB数据广播标准将升级软件广播下来，机顶盒能识别改软件的版本号，在版本不同时接受该软件，并对保存在存储器中的软件进行更新，
7、Internet接入和电子邮件。数字机顶盒可通过内置的电缆调制解调器方便地实现Internet接入功能。用户可通过机顶盒内置的浏览器上网、发送电子邮件、网上购物、打IP电话等。同时机顶盒也可以提供各种接口与PC机相连，使用PC机接入Internet。
8、视频点播功能。该功能可让用户在所希望的时间和地点收看想看的节目，这是服务提供商的主要目标。有线电视数字机顶盒利用交互式的数据信道和广播信道，为实现该功能提供理想的技术支持。
机顶盒的工作原理
机顶盒各个模块在Internet的接入中，协同工作。用户首先通过发送命令请求一个URL。在使用PPP点对点协议的一次交易过程中，该命令最终到达Internet业务提供者的调制解调器公用机架上。然后通过动态分配法，该用户获得本次交易中使用的IP地址，并把请求送往Internet。当Internet的内容被找到之后，接着把它送到Internet业务提供者（ISP）那里，再由ISP的路由器负责把它送到电缆电视网络，最后回到用户的机顶盒。在有线电视的机顶盒，信息内容被截获。机顶盒在电视机与电缆网络之间完成一个网管的任务。它的任务是管理IP的通信流量，具有控制用户进出网络的能力。一旦IP包到达机顶盒，把视频信号从该包中分离下来，对其中的数据进行译码，然后把它送到浏览器里准备在电视机上显示。
机顶盒分类
按照应用范围来划分，目前市场上的机顶盒基本上可分为：接收数字电视的数字电视机顶盒，接入通信网、计算机网和广播电视网的网络电视机顶盒以及多媒体机顶盒三类。
1、数字电视机顶盒
数字电视信号分为有线、卫星、地面三种传输方式，因此数字电视机顶盒（STB）相应地分为有线、卫星、地面三种类型，这三种机顶盒的主要区别在于解调部分的解调方式不同。
（1）卫星数字电视机顶盒（DVB-S）。卫星数字机顶盒用来接收数字卫星广播节目。该类机顶盒的主要功能是接收卫星数字电视广播，同时也支持数据广播、图文电视等应用。由于它的传输平台是卫星信道，支持交互式应用比较困难。
（2）地面数字电视机顶盒（DVB-T）。地面数字电视机顶盒的功能与卫星数字电视机顶盒类似，所不同的只是传输介质由卫星信道变成了地面广播信道。这类机顶盒所使用的频率和有线电视频率相同，但由于这种无线信道的传输环境比有线电视网络复杂得多，所以它的信号传输技术与有线电视机顶盒也有较大差别。
（3）有线数字电视机顶盒（DVB-C）。有线数字电视机顶盒的基本原理与卫星数字电视机顶盒、地面数字电视机顶盒相似，只是信号传输的介质是有线电视广播所采用的全电缆网络或光纤、同轴电缆混合网。由于有线电视网络具有较好的传输质量以及电缆调制解调器技术的成熟，使得这类机顶盒可以支持几乎所有的广播和交互式多媒体应用。
2、网络视频机顶盒
网络视频机顶盒包括网络电视（WebTV）机顶盒与视频点播（VOD）数字机顶盒。网络电视机顶盒的功能是使现有模拟电视机用户通过工作电话交换网或双向CATV实现上网、收发电子邮件、游戏娱乐、网上学习等。视频点播数字机顶盒是一种基于宽带网、可实现上网和双向视频点播功能的机顶盒，也是目前国内需求量最大，被业界认为是发展前景最好的新产品。
3、多媒体机顶盒
多媒体机顶盒是对前两种机顶盒的综合，有时也成称为综合业务机顶盒或全功能数字机顶盒，实际上它是计算机、线缆调制解调器和电视机三者的结合，它几乎可以支持所有的广播和交互式多媒体的应用。
未来机顶盒除了给用户提供更好的服务以外，还向更加交互、更加灵活、更加开放和低成本方面发展。现代数字技术的高速发展，带动了有线宽带网络应用的蓬勃发展，许多限制看起来不可能的服务，将来都有可能变成现实。未来有线宽带网络上的应用，最大特点将是个性化服务的需求急速增加。新标准、新协议、新的服务将层出不穷，要求机顶盒的应用必须更加灵活，以适应未来不断变化的需求，给用户提供更好的服务。
