樊菊萍

(山西廣播電視無線管理中心，山西 太原 030012)

根據(jù)2012年2月14日全國廣播影視科技會議發(fā)布的《地面數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃》意見稿《地面數(shù)字發(fā)展規(guī)劃》要求：“到2020年，地面數(shù)字電視綜合覆蓋率基本達(dá)到現(xiàn)有模擬電視覆蓋水平，全國地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)基本建成,地面數(shù)字電視接收機(jī)全面普及，地面電視公共服務(wù)水平得到較大提升，地面電視實(shí)現(xiàn)由模擬到數(shù)字的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,地面模擬電視信號停止播出”，地面電視將全面跨入數(shù)字時代！

數(shù)字電視技術(shù)主要分為地面數(shù)字電視、衛(wèi)星數(shù)字電視(DVB-S；DVB-S2)和有線數(shù)字電視(DVB-C；DVB-C2)三種。

地面數(shù)字電視廣播標(biāo)準(zhǔn)：

1) 美國 是ATSC、ATSC-H/M 標(biāo)準(zhǔn)

2) 歐洲 是DVB-T/H、DVB-T2 標(biāo)準(zhǔn)

3) 中國采用的是DTMB-A、 DTMB標(biāo)準(zhǔn)

4) 日本采用的是 ISDB-T 標(biāo)準(zhǔn)

地面數(shù)字多媒體廣播有T-DMB、CMMB、 DAB三種形式。

1 地面數(shù)字電視的技術(shù)特點(diǎn)

1) 支持單頻網(wǎng)組網(wǎng)工作，可以有效擴(kuò)大覆蓋面積。

2) 在一個模擬電視頻道內(nèi)可以傳送多套電視廣播節(jié)目，以64QAM調(diào)制為例，單位頻譜利用率可達(dá)6bt/Hz ，有效的提高了頻譜利用率。

3) 為了達(dá)到便攜接收、固定接收和高速移動接收的目的，提高抗多普勒頻移、抗多徑干擾的能力，采用了先進(jìn)的前向糾錯(FEC)技術(shù)。

4) 為了實(shí)現(xiàn)鄰頻發(fā)射，數(shù)字地面電視可以在現(xiàn)有的頻率范圍內(nèi)得到實(shí)現(xiàn)。

2 地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)

地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)由信源部分、傳輸部分、發(fā)射部分、發(fā)射輔助設(shè)備等組成。

1) 地面數(shù)字電視廣播系統(tǒng)的信源部分包括：衛(wèi)星接收系統(tǒng)、編碼器、復(fù)用器、單頻網(wǎng)適配器、同步基準(zhǔn)、傳輸適配器、條件接收系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)，也就是數(shù)字電視前端，大部分是利用衛(wèi)星接收機(jī)(IRD)接收來自衛(wèi)星或/和DSNG的節(jié)目信號(A/V或TS)，按照一定的編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼或轉(zhuǎn)碼后，形成符合標(biāo)準(zhǔn)的TS流，但是適配器和接收機(jī)必須符合地面數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)。

◆ 衛(wèi)星/微波/光纜接收系統(tǒng)：直接接收衛(wèi)星/微波/光纜上的數(shù)字電視信號，作為地面數(shù)字電視的信號源。

◆ 編碼器：將自辦的、或其他模擬電視信號、電視伴音信號按MPEG-2(或者M(jìn)PEG-4、H.264、AVS)編碼標(biāo)準(zhǔn)壓縮編碼成為符合DVB/ASI格式的TS流；

◆ 復(fù)用器：將多個單一TS流復(fù)用為一個多節(jié)目的TS流，統(tǒng)計(jì)復(fù)用器可以在動態(tài)情況下完成復(fù)用；

◆ 其他輔助設(shè)備：條件接收系統(tǒng)；用戶管理系統(tǒng)；單頻網(wǎng)適配器；同步基準(zhǔn)；傳輸適配器；

2) 光纖傳輸系統(tǒng)(SDH網(wǎng)絡(luò))、數(shù)字微波系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)及TS流接收、傳輸適配器組成發(fā)射機(jī)的傳輸部分。

數(shù)字電視信號(TS流)的傳輸方式主要有三種：1) 衛(wèi)星傳輸;2) 數(shù)字微波傳輸;3) 光網(wǎng)絡(luò)傳輸。

傳輸方式不同，網(wǎng)絡(luò)適配器所使用的接口也不同。

衛(wèi)星傳輸是地面數(shù)字電視信號的主要來源，最近幾年衛(wèi)星信號源已經(jīng)被廣泛采用，各個發(fā)射臺利用衛(wèi)星信號源作為主要節(jié)目來源，進(jìn)行地面數(shù)字電視覆蓋。

微波/光纜傳輸是通過建立微波、光纜傳輸鏈路，將前端打包好的數(shù)字電視節(jié)目源傳輸至各發(fā)射點(diǎn)；微波、光纜傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是可傳送容量大，可實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，節(jié)目交換，這點(diǎn)是衛(wèi)星傳輸不能比的。

3) 發(fā)射部分由數(shù)字發(fā)射機(jī)、發(fā)射鐵塔、天饋系統(tǒng)、配電系統(tǒng)及補(bǔ)點(diǎn)器組成 。

發(fā)射機(jī)是將經(jīng)由電視臺或者節(jié)目制作中心通過傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送來的MPTS信號，按照我國地面數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在激勵器中，完成信道編碼與調(diào)制；接著對數(shù)字基帶信號進(jìn)行預(yù)失真校正處理；經(jīng)D/A變換后，從模擬基帶信號直接上變頻到所需的發(fā)射頻率。激勵器輸出的RF小信號，并未達(dá)到功率要求，還需經(jīng)末級功率放大器放大到額定輸出功率后，通過發(fā)射天線發(fā)射，最后到達(dá)用戶處，供用戶接收。

在多部發(fā)射機(jī)共用一副發(fā)射天線時，需要在發(fā)射機(jī)和天饋線之間增加多頻道合成器(多工器)，我臺兩部數(shù)字發(fā)射機(jī)即使用多工器共用一部天線發(fā)射。

補(bǔ)點(diǎn)器起到補(bǔ)充覆蓋的作用。地面數(shù)字電視信號受地形地貌的影響，在覆蓋區(qū)域內(nèi)會存在陰影區(qū)；采用同頻轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，定向補(bǔ)充覆蓋，來彌補(bǔ)覆蓋不到的區(qū)域。

4) 發(fā)射輔助設(shè)備包括發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓器及機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)等。

3 地面電視可以最大限度的滿足本地用戶的需求

2012年2月14日全國廣播影視科技會議發(fā)布的《地面數(shù)字電視發(fā)展規(guī)劃》意見稿中指出：“在直播衛(wèi)星戶戶通的服務(wù)地區(qū)，可以在頻率資源允許的情況下，發(fā)展地面數(shù)字電視覆蓋網(wǎng)，并利用地面數(shù)字電視優(yōu)先播出本地電視節(jié)目，不斷豐富當(dāng)?shù)貜V播電視基本公共服務(wù)的形式和內(nèi)容”

4 DUT-8313(1 kW)地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)原理

我臺是2017年中央無線覆蓋工程-數(shù)字地面電視的補(bǔ)點(diǎn)單位，中央覆蓋工程為我臺配備了兩部數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，分別發(fā)射30頻道和32頻道，頻率分別為650 MHz和666 MHz。DUT-8313(1 kW)地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)是成都德芯數(shù)字科技股份有限公司最新一代高效率地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)。支持單頻網(wǎng)和多頻網(wǎng)組網(wǎng)方式；支持單載波和多載波模式；提供 470 MHz～ 566 MHz、 606 MHz～806 MHz 帶寬；采用高增益、高線性、 LDMOS 進(jìn)口功放模塊；并且具有AGC功能，保持設(shè)備恒定功率輸出，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定可靠和優(yōu)越性能。DUT-8313(1kW)地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)符合國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)規(guī)格和參數(shù)要求。

4.1 特點(diǎn)

◆ 完全符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 28435-2012。

◆ 發(fā)射機(jī)的射頻輸出頻譜完全符合 GB20600-2006 頻譜模板要求。

◆ 為了提升發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率，采用低功耗超線性設(shè)計(jì)，有效的降低了非線性失真。

◆ 為了保障產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性，設(shè)計(jì)了大環(huán)路 AGC 功能，保持功率恒定輸出。

◆ 支持 LED 燈及觸摸液晶顯示屏指示主要報警和監(jiān)控信號。

◆ 為了適應(yīng)不同的工作環(huán)境，配備高效率功放開關(guān)電源，輸入電壓范圍寬。

◆ 開關(guān)電源并聯(lián)均流輸出,保證了設(shè)備穩(wěn)定性。

◆ 發(fā)射機(jī)具備自我保護(hù)、故障自我診斷功能來降低故障率。

◆ 具有多重防雷措施和完善的保護(hù)裝置來保障發(fā)射機(jī)安全工作。

◆ 發(fā)射機(jī)具備遙控遙測接口，以方便進(jìn)行監(jiān)測(遠(yuǎn)程/本地)發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)。

◆ 對發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)有實(shí)時監(jiān)控和報警功能。

◆ 智能化全數(shù)字面板控制,操作簡單、方便。

◆ 采用先進(jìn)的風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫制冷設(shè)計(jì)方案。

◆ 模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來的安裝維修方便，結(jié)構(gòu)外形美觀，大方。

4.2 原理簡介

DUT-8313(1kW) 地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)由主、備兩個激勵器(選配)；主、備前級推動單元(選配)；三路功率分配器、三路功率合成器、3個400W功率放大器、輸出濾波器、供電電源組、防雷保護(hù)、顯示屏監(jiān)控單元和散熱系統(tǒng)等組成。

數(shù)字電視廣播激勵器將通過傳輸網(wǎng)絡(luò)輸入的傳輸碼流(TS流)經(jīng)過信道編碼與調(diào)制單元(滿足國標(biāo)GB20600-2006中規(guī)定的內(nèi)容)處理后，輸出的數(shù)字IQ信號送入D/A(AD9789)進(jìn)行D/A變換，并將D/A轉(zhuǎn)換信號送入上變頻處理單元轉(zhuǎn)換成射頻信號，進(jìn)入可變增益放大器(ADL5330ACPZ)進(jìn)行功率控制和開機(jī)輸出功率緩釋放，最后進(jìn)行模擬濾波及射頻開關(guān)機(jī)保護(hù)，輸出射頻信號。輸出的射頻信號送入自動增益控制(AGC) ，經(jīng)過AGC單元控制，和前級推動單元放大輸出，又經(jīng)過射頻切換選擇主備推動后，進(jìn)入每一路功率分配器分別推動3個400 W功率放大器放大后，再經(jīng)過3路功率合成器完成整機(jī)功率合成，進(jìn)入輸出濾波器，最后通過天饋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)射頻信號的無線發(fā)射，完成信號覆蓋。

5 發(fā)射機(jī)調(diào)試

5.1 主路(前級推動單元(主) )調(diào)試

1) MGC狀態(tài)，輸出功率600～700 W試運(yùn)行：按“鎖定”鍵3秒解鎖后，確認(rèn)前級推動單元主工作于MGC狀態(tài)(MGC燈亮，如果工作于AGC狀態(tài)，應(yīng)按AGC/MGC鍵，使之指示到MGC狀態(tài))，在“射頻輸入衰減”菜單(如果未在“射頻輸入衰減”菜單，可按“選擇”切換到該菜單)，原始值為31 dB，按“前級功放”鍵開啟功放輸出，再按▼(下)鍵，RF衰減值減小，隨著該值減小發(fā)射機(jī)功率開始增加，當(dāng)總輸出功率600～700 W時停止，此時檢查發(fā)射機(jī)各功放輸出、合成器、濾波器和天饋連接處溫度應(yīng)正常(略高于環(huán)境溫度)，運(yùn)行約30分鐘各接頭溫度、駐波、電壓電流應(yīng)正常，否則應(yīng)及時關(guān)機(jī)排除發(fā)熱原因。

2) MGC狀態(tài)，輸出功率900～1 000 W試運(yùn)行：繼續(xù)減小“射頻輸入衰減”值，當(dāng)前級推動單元指示功率“正?！?，觸模屏顯示整機(jī)功率900～1 000 W停止，觀察約1小時，功放輸出各連接處略有溫升且均勻?yàn)檎?。這時檢查前級激勵器的液晶顯示屏顯示設(shè)備的工作狀態(tài)是否正常；

3) 切換至正常工作狀態(tài)：觀察發(fā)射機(jī)工作正常后，解鎖后按AGC/MGC鍵，使發(fā)射機(jī)工作于AGC狀態(tài)，現(xiàn)在發(fā)射機(jī)即工作于出廠設(shè)置的最佳工作狀態(tài)，整機(jī)功率指示約為1 000 W。

5.2 備份(前級推動單元(備))調(diào)試

1) 通過操作監(jiān)控單元液晶觸模屏，點(diǎn)擊“射頻切換器”進(jìn)入下級菜單，將工作狀態(tài)切換到備用激勵器和備用前級推動單元；

2) 調(diào)試備前級推動單元：其調(diào)試方法和主前級推動單元相同，只是不需要在小功率狀態(tài)試運(yùn)行，直接在MGC狀態(tài)調(diào)試發(fā)射機(jī)整機(jī)功率到900～1 000 W，然后切換到AGC即可。但是注意最后調(diào)試完成后再將發(fā)射機(jī)切換到主激勵器/推動單元工作狀態(tài)。同時設(shè)置為激勵器/推動單元自動選擇狀態(tài)。

6 結(jié)束語

現(xiàn)在，DUT-8313(1 kW)地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)在我臺已經(jīng)運(yùn)行一年多了，它優(yōu)越的性能、工作的穩(wěn)定可靠、界面的清晰可見以及它支持 LED 燈及觸摸液晶顯示屏指示監(jiān)控信號和主要報警，以達(dá)到對發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控和報警功能為我們的安全播出提供了保障。目前，廣播電視數(shù)字傳播形式是我國電視信息化的最佳途徑，地面數(shù)字化廣播的發(fā)展為我國的模擬向數(shù)字化創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了我國數(shù)字技術(shù)信息大發(fā)展。