單縣電視臺模擬電視發(fā)射機更新、改造的建議

王海濤

（單縣電視局技術(shù)播出中心 山東 單縣 274300）

目前許多縣級電視臺都面臨發(fā)射機更新改造的問題，單縣電視臺也面臨同樣的問題。 經(jīng)過分析論證和考察學(xué)習(xí)，對單縣電視臺模擬電視發(fā)射機更新、改造提出以下建議。

1 影響因素

1.1 經(jīng)濟因素

由于我們是縣級小電視臺，經(jīng)濟條件有限，因而發(fā)射機的更新改造必須考慮我們電視臺的承受能力。

1.2 數(shù)模共存的因素

我國的模擬向數(shù)字電視的過渡期不可能一步完成，對中央一套、山東衛(wèi)視來說，數(shù)模共存期可能要長些，對于我們自辦頻道來說，數(shù)模共存期可能要短些，因而在考慮發(fā)射機更新改造時應(yīng)考慮到這些因素，對各個發(fā)射機的更新改造次序要做到心中有數(shù)。

1.3 技術(shù)因素

對數(shù)字電視發(fā)射機來說， 最基本的要求是功率放大器應(yīng)有足夠高的功率增益、良好的線性、足夠?qū)挼膭討B(tài)范圍；發(fā)射機應(yīng)有足夠高頻率精度和頻率穩(wěn)定度、低的相位噪聲，以保證被發(fā)射的信號具有盡可能低的誤碼率和高的信噪比。 目前，國內(nèi)模擬電視發(fā)射機主要有電子管發(fā)射機、速調(diào)管發(fā)射機、全固態(tài)發(fā)射機等幾種類型，電子管發(fā)射機、全固態(tài)發(fā)射機通過適當?shù)募夹g(shù)改造都能組成數(shù)字電視發(fā)射機，其中以電子管發(fā)射機的線性最好， 全固態(tài)發(fā)射機的可靠性最好。

由于電子管使用數(shù)千伏的高壓， 限制了可靠性的提高，而全固態(tài)的可靠性遠高于前者。 現(xiàn)在先進的中頻效正技術(shù)，如數(shù)字實時自動效正技術(shù)、多點折線性效正技術(shù)等，使得全固態(tài)電視發(fā)射機已經(jīng)滿足了數(shù)字電視發(fā)射機的線性要求。 對于縣級電視臺來說， 由于發(fā)射機不需要很大的發(fā)射功率，全固態(tài)電視發(fā)射機的高可靠性和可維護性將使得它成為首選的發(fā)射設(shè)備。

值得一提的是，全固態(tài)發(fā)射機也有單通道、雙通道之分，而只有單通道發(fā)射機經(jīng)過改造可用作數(shù)字發(fā)射機，雙通道發(fā)射機不適合用做數(shù)字電視發(fā)射機。 這是因為數(shù)字發(fā)射機的輸入信號是將視頻信號和音頻信號（DVB 格式）按MPEK 標準進行編碼壓縮，并與其它數(shù)字信息復(fù)用打包后形成MPEG 傳輸數(shù)據(jù)流（TS 流），因此信號傳輸時只需要一個傳輸通道。 如把雙通道發(fā)射機改造成數(shù)字發(fā)射機， 需作比較大的改造，改造后將損失非常可觀的數(shù)字平均功率。 因此選擇發(fā)射機型時盡可能選擇單通道機型。

2 電視發(fā)射機的發(fā)展動態(tài)

2.1 數(shù)字發(fā)射機的主要特點及相關(guān)技術(shù)

以R/S 公司的NH/NV7000 為例，談一下數(shù)字發(fā)射機的主要技術(shù)特點。

采用LDMOS 管放大技術(shù)。功率放大器采用LDMOS 管與采用雙極性相比具有增益高、線性好的特點。 LDMOS 管的增益可達14DB 以上， 采用LDMOS 管的功放模塊增益可達60DB 左右。

功放模塊的頻率范圍寬。 PA 模塊的頻率范圍為470MHz－860MHz,對DVB-T 和ATSC 兩個系統(tǒng)都適用。 需要指出的是，由于VHF 波段的脈沖噪波嚴重，對COFDM 系統(tǒng)及為不利， 故歐洲的DVB-T 系統(tǒng)的工作頻段主要放在550MHz－750MHz。

數(shù)字激勵器技術(shù)。 數(shù)字激勵器主要包括編碼器、數(shù)字預(yù)效正、調(diào)制器、頻率合成器、控制單元等。

對DVB-T 系統(tǒng)來說，對于視頻信號采用標準的MPEG-2壓縮編碼， 對音頻信號采用MPEG-1 Layer II 第二層音頻編碼，也稱MUSICAM。 音頻編碼的壓縮系統(tǒng)利用了聲音的低音頻掩蔽效應(yīng)， 對于人耳不太敏感的頻率進行低碼率編碼，大大降低了音頻編碼速率。R/S 公司的DVB-T 編碼器集成在一個模塊中，有4 個物理的ASI 接口，成對使用，編碼器可自動設(shè)置編碼方式，為分層調(diào)制做準備，對非分層編碼兩條通道可選做主備通道，編碼器能用于多頻網(wǎng)和單頻網(wǎng)，對單頻網(wǎng)有一個GPS 接收器。

對ATSC 系統(tǒng)來說， 信源編碼中的視頻編碼和復(fù)用部分均采用了MPEG-2 標準，均為TS 流接口，音頻部分則采用了杜比AC-3 環(huán)繞立體聲編碼。R/S 公司的ATSC 編碼器包括數(shù)據(jù)隨機發(fā)生器、糾錯編碼器、數(shù)據(jù)交織器、格式編碼器、復(fù)用和導(dǎo)頻插入等。

對于數(shù)字發(fā)射機來說，性能優(yōu)良的中頻非線性預(yù)校正電路將極大改善采用AB 類功放的發(fā)射機性能， 提高發(fā)射機效率。 目前，進口數(shù)字發(fā)射機采用較多的中頻非線性預(yù)效正技術(shù)有多點折線預(yù)效正技術(shù)、前饋校正技術(shù)、全數(shù)字實時效正技術(shù)等。

2.2 進口全固態(tài)發(fā)射機的發(fā)展情況

以R/S 公司的NM/NH7000 系列發(fā)射機為例，介紹一下新一代R/S 公司的數(shù)模兼容全固態(tài)電視發(fā)射機的主要特點。

激勵器部分

NM/NH7000 系列發(fā)射機采用全數(shù)字激勵器，可實現(xiàn)數(shù)模兼容，可滿足從地面數(shù)字電視標準DVB-T 到ET300744 和大家熟知的PAL、SECAM 和NTSC 等各種標準， 該系列設(shè)備兼容IRT 或NICAM 產(chǎn)體聲，并可實現(xiàn)美國數(shù)字電視標準。 它包括以下模塊：模擬電視、DVB-T 或ATSC 編碼器、調(diào)制器、頻率合成器、控制發(fā)射機的控制器單元、帶顯示的控制面板、模塊和電源。頻率合成器的參考頻率可由內(nèi)置的GPS 接收機或外部模塊提供，在發(fā)生故障和錯誤的時侯，位于底板上的緊急控制回路可保持發(fā)射機正常運行。

功率放大器NV7000/NH7000 系列發(fā)射機采用先進的防凍液水冷技術(shù)，發(fā)射機運行可靠穩(wěn)定。 冷卻部分包括一個水泵單元， 每個發(fā)射機機柜都帶有兩臺串連的水泵， 保證了100%的冗余度。 為了保證－30 度溫度下正常工作，每一個水泵單元都裝備有一臺三路混合器，以保證入水溫度穩(wěn)定。 每臺水泵的散熱器安裝在發(fā)射機機柜外。 為了冗余的需要，散熱器裝有兩個風(fēng)扇，其中一個處于工作狀態(tài)，別一個處于備用狀態(tài)。

2.3 國內(nèi)全固態(tài)電視發(fā)射機的發(fā)展情況

目前國產(chǎn)的全固態(tài)電視發(fā)射機在有些方面也考慮了以后向數(shù)字發(fā)射機的過渡升級問題，如10KW 功率等級全固態(tài)發(fā)射機向單通道方向發(fā)展，功率等級采用LDMOS 管，易于向數(shù)字發(fā)射機過渡，功放部分消除了中間推動功放，實現(xiàn)發(fā)射機功放單元的無單故障點。 但激勵器部分仍沿用以前的模擬電視模式。 對于冷卻部分，由于國內(nèi)水冷系統(tǒng)的加工工藝難以和發(fā)射機配套，因此國產(chǎn)的全固態(tài)電視發(fā)射機目前都采用風(fēng)冷系統(tǒng)。

3 模擬電視發(fā)射機過渡到數(shù)字發(fā)射機需考慮的問題

3.1 激勵器

激勵器主要包括視音頻處理、調(diào)頻、本振、變頻和小功率放大器，發(fā)射機的絕大部分技術(shù)指標由激勵器決定。 模擬電視發(fā)射機激勵器和數(shù)字電視發(fā)射機激勵器的大部分不能通用。

3.2 功率放大器

模擬電視發(fā)射機有雙通道發(fā)射機和單通道發(fā)射機之分，而數(shù)字電視發(fā)射機只能采用合放式，分放式的功率放大器要經(jīng)過改造才能用于數(shù)字電視發(fā)射機。 如果圖像功放和伴音功放采用完全相同的功放模塊， 則需要將功率放大器的輸入功率分配器和輸出功率合成器加以改造， 如果所有功放模塊不一樣，改造就比較困難。 一種簡單的辦法就是將伴音載波功率放大器廢棄不用，只用圖像載波功率放大器。另外， 由于數(shù)字電視發(fā)射機對功率放大器的線性要求比模擬電視發(fā)射機高得多，因此，把模擬發(fā)射機改造成數(shù)字發(fā)射機時，功率放大器的輸出功率要適當下降，這由整機監(jiān)控電路實現(xiàn)。

3.3 RF 輸出濾波器

模擬發(fā)射機的主要能量集中在圖像載頻、 伴音載頻、色度副載波這些離散頻率點上，無用發(fā)射也集中在三個頻主的組合處。 當采用聲表面波濾波器做殘留邊帶濾波時，色度和亮度調(diào)制信號在帶外的無用發(fā)射總能滿足國家標準要求。 對離散型的無用發(fā)射，一般采用多個陷波器來濾除。 但這種陷波器式的濾波器不能用于數(shù)字電視發(fā)射機，因為數(shù)字電視發(fā)射機的帶外無用發(fā)射是連續(xù)的，必須采用橢園函數(shù)帶通濾波器，以達到一定ACCP 性能。

3.4 監(jiān)控

當模擬電視發(fā)射機過渡到數(shù)字電視發(fā)射機時，監(jiān)控系統(tǒng)要作相應(yīng)的改變，激勵器部分的監(jiān)控隨著激勵器的更換而全部改變。 當然整機的軟件也要更新。

3.5 電源、冷卻部分

電源冷卻部分基本上可以通用。

4 單縣電視臺現(xiàn)有設(shè)備的更新改造的一點設(shè)想

對目前較陳舊又擔(dān)負著轉(zhuǎn)播中央臺、 山東臺的電視發(fā)射機應(yīng)及時更換。 如轉(zhuǎn)播中央一套的44 頻道、轉(zhuǎn)播山東臺的18 頻道的電子管電視發(fā)射機已運行了10 多年了， 機器整體老化，工作狀態(tài)不穩(wěn)定，且數(shù)、模共存期較長，國產(chǎn)1kW全固態(tài)模擬發(fā)射機也不貴， 因而應(yīng)先選擇全固態(tài)純模擬發(fā)射機。

對工作狀態(tài)比較穩(wěn)定的發(fā)射機暫不急于更換，如單縣自辦7 頻道發(fā)射機已進行過前級功放的固態(tài)化改造。

對主打頻道的22 頻道發(fā)射機因功率大， 且考慮到宣傳和廣告創(chuàng)收的雙重使命，應(yīng)考慮向數(shù)字發(fā)射機過渡，避免重復(fù)投資。