李國新

包頭市廣播電視微波監(jiān)測中心 內蒙古 包頭市 014010

1 發(fā)射機改頻技術可行性分析

按照電視工作波段分類，可分為米波（包括I、III波段）和分米波（IV、V波段）。此次國家700MHz移頻規(guī)劃相關波段為分米波段。早期的發(fā)射設備為了滿足優(yōu)異的指標，功放單元基本是按照波段來進行設計，這為利舊改頻中的重點和難點的功放指標調整提供了可能。

1.1 發(fā)射機組成

包頭市本地節(jié)目41CH使用的500W地面數(shù)字電視發(fā)射機由兩臺數(shù)字自適應校正激勵器、系統(tǒng)控制器、兩個350W功率放大器、兩個2.5kW開關電源、六腔帶通濾波器、分配/合成器、定向耦合器、風冷系統(tǒng)等組成。

500W數(shù)字發(fā)射機組成框圖如圖1所示。

圖1 500W數(shù)字發(fā)射機組成框圖

1.2 改頻重點

1.2.1 激勵器改造

激勵器是整個發(fā)射系統(tǒng)的核心部分，承載著數(shù)字信號調制、變頻、放大和驅動等功能。激勵器工作頻率為470～870MHz連續(xù)可調，符合GB/T 14433-1993規(guī)定。包頭市廣播電視微波監(jiān)測中心使用的激勵器內置中間推動級，在改頻時需對激勵器工作在33CH時進行指標測試，必要情況下對推動級功放單元進行匹配調試和功放管的靜態(tài)偏置電壓調整，以保證其在33CH工作時的線性指標。

1.2.2 功率分配合成器改造

數(shù)字500W發(fā)射機分配合成器采用3dB功率合成方式，通過采用寬邊耦合帶狀線的方式實現(xiàn)，既滿足了大功率的功率合成與分配，又保證功分器具有良好的隔離度，且電路體積較小。在改頻時應將分配合成器進行指標測試，看是否滿足改頻后33CH發(fā)射機使用的要求，根據(jù)測試情況再重新調試或更換，以滿足頻響、隔離度、插損、阻抗匹配等指標的要求。本次改頻帶寬為64MHz，因此只需在原有基礎上進行微調即可。

1.2.3 350W功放單元改造

350W功放單元是一個獨立的插件，包含前級放大器、末級放大器、分配器、合成器、采樣電路和監(jiān)控電路組成，各單元電路均安裝在一塊散熱基板，使用的場效應管為BLF888A。

末級功放改造是本次發(fā)射機改頻項目重中之重，其技術指標可以影響到整機工作的穩(wěn)定性、可靠性、以及整機的技術參數(shù)。在改頻時除了對功放單元內部的分配合成部分進行調試外，還對功放電路板進行重新調試，例如將功放板上的老化電容進行了更換；對輸出匹配電容進行調整；將功放管柵偏壓進行調整使功放管靜態(tài)電流工作在1.5A左右。

1.2.4 輸出濾波器改造

濾波器單元其主要作用為提高帶外諧波抑制能力，避免帶外諧波干擾。一般均使用6腔帶通腔體濾波器，在改頻時應對各腔體重新調試，若改頻頻率超過濾波器設計帶寬，只能更換處理。

1.2.5 定向耦合器改造

耦合單元為整機提供正反向檢波電壓、大環(huán)AGC控制電壓、激勵器校正所需的反饋射頻信號及檢測射頻信號。當頻率的改變引起耦合量的變化，導致檢波電壓、AGC電壓和反饋信號的變化，在改頻后需對其進行耦合量的調整，以便真實的反映發(fā)射機的工作狀態(tài)。

1.2.6 系統(tǒng)控制器改造

系統(tǒng)控制器主要負責發(fā)射機和各功能組件的集中管理，承擔主備激勵器的切換，實現(xiàn)與功放、主備激勵器、開關電源和遠程PC機等的通信。在改頻時只需要進行功率參數(shù)校準和保護門限的校正。

1.3 改頻難點

此次改頻由41CH改至33CH，難點在于要確保改頻后的發(fā)射機各項指標符合國家標準。具體分析如下：

1.3.1 設備的穩(wěn)定性

對設備改頻前的運行情況應有充分的了解，機房環(huán)境是否理想，機房散熱以及防灰塵條件是否良好，查閱以往工作日志，設備狀態(tài)是否穩(wěn)定。任何電子設備在運行時都有嚴格的溫度范圍要求，溫度偏高會導致電子元件的性能降低，使用壽命縮短，降低絕緣性能，從而加速元器件及材料的老化，縮短設備的使用壽命。因此，在改頻前應對發(fā)射機各部件的狀態(tài)進行全面的檢測和評估，對于一些老化的有隱患的元器件必須更換。

1.3.2 功放線性

末級功放改造是本次發(fā)射機改頻項目重中之重，功放指標的好壞決定整機的指標好壞，影響接收用戶的接收效果。為了滿足末級功放改頻到33CH上的良好指標，除了對功放單元里的分配合成進行調試外，還對功放板輸出匹配電容進行調整，對場效應管的靜態(tài)工作點進行調整，使功放管工作在線性區(qū)間。

1.3.3 功放效率

功放的線性度和效率是一對矛盾體，線性輸出的結果是以犧牲效率為前提。因此在改頻中除了要保證功放的線性外，還得保證功放的效率，在滿足功放的線性指標的同時最大限度的提高功放的效率。

1.4 指標測試

發(fā)射機改頻時主要對功放的頻響、整機的帶肩比和MER進行測試。

頻響測試框圖如圖2所示。

圖2 功放頻響測試框圖

發(fā)射機改頻前功放頻響如圖3所示。

圖3 改頻前功放頻響

改頻后功放頻響如圖4所示。

圖4 改頻后功放頻響

改頻后發(fā)射機主要指標測試：

（1）帶肩比指標如圖5所示；

圖5 改頻后發(fā)射機帶肩比指標

（2）MER指標如圖6所示。

圖6 改頻后發(fā)射機MER指標

通過改頻后實測指標與國家標準對比，改頻后的設備指標和性能完全符合要求并完全滿足備機應急播出。主要指標比較如表1所示。

表1 改頻后發(fā)射機主要指標與國標對比

2 發(fā)射機利舊改頻效益分析

此次改頻是利用包頭市更換下來的本地41CH改頻到33CH備機，改頻帶寬64MHz。改頻的帶寬不是太寬，大部分設備可以利舊，只需要進行二次調試和校準，主要是保證功放的指標以及整機的指標。通過利舊改頻所產生的效益：（1）利舊改頻這種方式較購置一部新發(fā)射機大約節(jié)約資金20%～40%。在舊設備狀態(tài)良好的情況下，通過改頻做法對其作為備機使用完全可行，同時達到節(jié)約資金和避免浪費的目的。尤其對資金不充裕的地區(qū)而言，經濟效益明顯。（2）對利舊設備進行改頻需要設備拆裝、調試、試機等工序，這是難得的技術交流、實操練手和業(yè)務提高的機會，對促進本單位技術人員技術維護經驗積累和技術維護能力提高都有很大作用。

結束語

通過發(fā)射機利舊改頻實踐，從技術方面而言數(shù)字發(fā)射機的改頻思路可行。改頻前要對被改頻發(fā)射機進行技術評估，原則上設備整體狀況良好、關鍵指標優(yōu)良。要尋求與專業(yè)廠家的合作，主要解決技術工藝、精密儀器的使用，確保指標調整、測試精準達標。