彩電塔地面無線數字電視發射機概述論文

隨着廣播電視事業的不斷髮展，模擬電視廣播的播出質量越來越不能滿足電視觀眾對電視圖像的質量要求，數字電視技術給電視觀眾帶來了福音。自2004年8月遼寧電視塔試播地面無線數字電視開始至今，電視塔發射地面無線數字電視廣播已有十幾年了。多年來，傳輸發射中心本着採用更先進的廣播電視技術，推進地面無線數字電視發射業務的發展理念，其間經歷了最初利用電視機房33頻道的天饋線，在33頻道沒有播出的時間段，試播地面無線數字電視廣播的階段，取得了數字電視播出的第一手資料。目前，在已經開通的CH20、CH32、CH36、CH44、CH46和CH48等頻道的數字電視發射系統中，分別採用了大連東芝和北京廣播器材廠的1KW數字電視發射機。下面，以CH46所用1KW數字電視發射機為例，對其原理和功能等進行分析和介紹。

11KW數字電視發射機系統組成

數字發射機由激勵器、功率放大器、功放電源、顯示控制器、功分器、合成器以及電源開關板、冷卻風機等組成。

2單元介紹

2.1激勵器

數字激勵器是由調製器、變頻器和數字補償器組成，調製器將輸入的TS信號調製成國際制式的射頻信號，非線性失真補償功能可以改善功率放大器造成的IM劣化，是信噪比保持不變。失真補償功能是採集發射機輸出端信號反饋給補償器，進行補償達到穩定補償的效果。

2.1.1激勵器的功能

(1)採用頻率合成方式，可以在470MHz~890MHz的UHF電視頻道內進行輸出選擇。(2)內含失真補償器，可以對非線性失真和線性失真進行自適應補償。(3)具有把兩個系統的TS輸入信號進行自動切換的功能。

2.1.2特性

(1)全頻道數字電視激勵器，覆蓋中國UHF頻段所有頻率。(2)採用非直線性預失真補償器，確保良好的IM性能，當週圍温度變化時性能不發生變化，保持穩定輸出。(3)具備自動電平控制(ALC)功能，當輸出功率發生變化時也能自動地將功率控制在額定範圍，保持穩定的輸出功率。(4)通過激勵器面板的控制鍵修改激勵器設定參數，參數可通過LCD確認。狀態、記錄報警可通過LCD查詢，狀態確認簡單。

2.2功率放大器

本風冷功率放大器(以下簡稱PA)，是東芝在長期製造大功率模擬發射機的技術經驗的基礎上開發研製的，具有以前數字功率放大器全部優異性能，應用於小型數字發射機中。本PA可以在UHF指定的頻道內將低電平信號放大到額定功率，繼承和運用在模擬發射機成熟技術，具有優異性能和高可靠性。由於使用了高增益和高效率的LD-MOSFET，從而使功率放大階段數量減少到三階。此外，高增益特點可以實現只在末級放大器採用AB類放大類型。因此，失真的概率被降到最低。同時在功放內部使用內置微處理器監控PA內部運行情況，被監控的狀態包括：FET工作電流、輸出功率、線路電壓。測量的模擬信號被轉換成數字信號，然後以串行數據的方式提供給外部(RS485接口)。同時還具有完善的自我保護功能，防止輸出反射損害，防止温度過熱，使用了高效風扇，提高了冷卻效果。從而保障運行穩定性。

2.3功放電源

電源設備是開關式穩壓電源，可接受三相AC220V並輸出DC220V84A。出於減小體積、減輕重量以及提高能效的考慮，使用大約200KHz的開關頻率，使用電源MOSFET作為開關元件。

2.4功分器和合成器

在電視發射機中，功率分配與功率合成技術得到了廣泛的應用。在某些場合需要將一路高頻信號的能量，分成兩路放大器，均為模塊化、積木式設計。利用功率合成器對這些功放模塊的輸出功率進行功率合成。或多路信號能量輸出，均勻地互不影響地分配給多路負載，完成這一任務的器件叫功分器；也可反過來將多路信號能量合成一路輸出，完成這一任務的器件稱為合成器。功率分配器和功率合成器在發射機中都是重要的無源器件之一。功率分配的基本要求是輸出功率按一定比例分配，各輸出端之間要互相隔離，輸入輸出必須匹配；同時為了獲得更大功率，通過合成網絡將各放大器輸出功率合成。數字電視發射機都採用多個功率利用多個功率放大電路同時對輸入信號進行放大,然後設法將各個功放的輸出信號相加,這樣得到的總輸出功率可以遠遠大於單個功放電路的輸出功率，這就是功率合成技術。

2.5控制單元

控制單元用來控制和監視數字發射機的運行狀態。該單元從其他單元獲得模擬信號和其他信息，並能夠通過彩色圖形化界面顯示發射機的運行狀態。控制面板可在面板上進行控制，也可以通過外部接口實現遙控。發射機控制單元保存以下信息：狀態、數據、與報警有關的情況等；另外具有日誌功能。

2.6空冷系統特性

(1)風扇內置在發射機內部。不需要寬闊的放置空間。(2)低噪聲、PA的冷卻通過風扇進行。和風機相比噪聲非常低。(3)風扇的交換簡單。風扇小巧，交換非常簡單，不需要特殊的工具。

3數字電視發射機的技術優勢

數字電視發射機系統的作用是將輸入的數字信號進行調製、放大以及進行功率的分配和合成等處理，最後變成射頻信號輸出至天饋線系統。採用數字電視發射機具有如下主要特點：(1)具有更大的`覆蓋範圍、更優的覆蓋效果跟模擬電視發射機不同，地面數字電視發射機覆蓋所需的最小場強明顯減小，在同一個信號覆蓋區域內，地面數字電視發射機的發射功率比傳統模擬發射機的發射功率要小很多。也就是説，在相同功率下，數字發射比模擬發射的抗干擾能力強，覆蓋範圍更大，並且信號覆蓋效果和質量明顯改善。因此，機房現有的發射頻點功率均是1KW功率等級，節約能源。如擴大服務範圍，通過採用單頻網技術進行科學優化，有效擴大地面數字電視廣播網絡的覆蓋，接收終端不會產生同頻干擾現象。(2)節目容量增加、頻譜使用率更高隨着電視頻道和節目的增多，高清電視的逐步普及，大大增加了信號傳輸發射的數據量，如果使用模擬電視發射機，在一個8MHz的帶寬內只能傳輸1路電視信號，採用數字電視技術，一個頻道可同時發射至少4—8套標準清晰度的電視節目，可以充分利用頻率資源。減少頻率污染。(3)數字電視發射機發射的信號質量高，傳輸穩定可靠模擬電視發射機發射的電視信號中無法濾除疊加的噪聲，在長距離傳播過程中，視頻信號和音頻信號的質量明顯下降，而數字信號在發射傳輸過程中，可以避免像模擬信號在傳輸中產生的噪聲積累、干擾和失真；由於信號在數字編碼過程用使用了糾錯編碼技術，因此信號具有非常強的抗干擾能力；使信噪比保持不變，接收端的信號質量與發送端基本一樣，無誤碼地恢復數字電視信號，只要發射的電磁波場強達到接收終端需要的標準，不受信號發射傳輸距離長短的限制。(4)數字電視發射機具有模擬發射機不可比擬的優勢數字信號均採用大規模或超大規模集成電路進行處理，因而功耗低、設備體積小、重量輕、故障率低、維護方便、工作穩定可靠。(5)設備操作智能化數字設備具有靈活和實用的人機交互界面，使設備操作和維護更為簡單。

參考文獻

[1]李廣順,李肖羣,李偉.遼寧廣播數字傳輸系統概述[J].電大理工,2014(2):11-13.

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