模擬電視發(fā)射機(jī)適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏數(shù)募夹g(shù)應(yīng)用

文丨赫 健 段雪峰

模擬電視發(fā)射機(jī)適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏數(shù)募夹g(shù)應(yīng)用

文丨赫 健 段雪峰

針對(duì)我國(guó)數(shù)字電視逐漸取代模擬電視的現(xiàn)狀，筆者結(jié)合模擬電視發(fā)射機(jī)詳細(xì)探討了依靠模擬電視發(fā)射機(jī)改造適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏數(shù)募夹g(shù)應(yīng)用，分析了實(shí)施技術(shù)改造的可行性，在此基礎(chǔ)上給出了具體的改造方案，并結(jié)合信號(hào)輸入通道和編碼器兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)詳細(xì)研究了其改造的技術(shù)方案，對(duì)于進(jìn)一步提高模擬電視向數(shù)字電視傳輸轉(zhuǎn)變的進(jìn)程具有較好的指導(dǎo)借鑒意義。

模擬電視； 發(fā)射機(jī)； 數(shù)字電視； 地面?zhèn)鬏?/p>

廣播電視從最早的黑白電視，到彩色電視，再到現(xiàn)如今大行其道的液晶電視，電視的發(fā)展可謂一浪高過一浪，而電視廣播信號(hào)傳輸系統(tǒng)也得到了飛速的發(fā)展，從過去的模擬電視信號(hào)，發(fā)展到數(shù)字廣播電視信號(hào)，再發(fā)展到如今的高清數(shù)字技術(shù)等，電視廣播技術(shù)的不斷發(fā)展使得對(duì)電視信號(hào)的發(fā)射和接收設(shè)備也逐漸提出了新的要求，特別是人們對(duì)于電視信號(hào)高清和移動(dòng)性方面的追求，使得電視廣播技術(shù)不斷得到優(yōu)化與發(fā)展。在數(shù)字電視廣播廣泛發(fā)展和應(yīng)用的今天，過去一直穩(wěn)居龍頭老大的模擬電視設(shè)備是不是就必然遭到歷史的淘汰呢？答案是否定的，模擬電視收發(fā)設(shè)備是能夠適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏數(shù)男枨蟮摹榇?，筆者對(duì)模擬電視發(fā)射機(jī)適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)進(jìn)行分析研究，以期能夠從中找到面向數(shù)字電視傳輸技術(shù)的模擬電視發(fā)射設(shè)備的改造實(shí)現(xiàn)方法，并以此和廣大同行分享。

1 模擬電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)字化傳輸改造的可行性分析

由于目前我國(guó)很多地區(qū)的電視發(fā)射機(jī)仍然采用模擬信號(hào)制式，因此，在現(xiàn)有的技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)情況下，對(duì)模擬電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)字化改造不失為一項(xiàng)可行且節(jié)約改造成本的方案。對(duì)于數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行發(fā)送的發(fā)射機(jī)來說，主要是其內(nèi)部應(yīng)該有較大功率增益的功率放大元件，同時(shí)其線性度、精度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性以及寬泛的頻寬等，這些都是數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的基本要求，因此，要對(duì)模擬電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行改造，就必須使得改造之后的電視發(fā)射機(jī)能夠滿足數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的上述基本的性能要求?，F(xiàn)行的模擬電視發(fā)射機(jī)，主要分為單通道發(fā)射機(jī)和雙通道發(fā)射機(jī)。在對(duì)單通道發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)字化改造是比較方便的，這是由于數(shù)字電視信號(hào)中的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)都是按照標(biāo)準(zhǔn)的MPEG格式進(jìn)行編碼壓制的，該數(shù)字信號(hào)與其他信號(hào)復(fù)用后打包占用一個(gè)傳輸通道就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)外廣播傳輸，因此對(duì)于單通道發(fā)射機(jī)而言，只要將模擬電視發(fā)射機(jī)內(nèi)部的激勵(lì)器更換為數(shù)字電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器即可；但是對(duì)于雙通道發(fā)射機(jī)而言，除了要更換激勵(lì)器之外，還必須將模擬發(fā)射機(jī)內(nèi)部的各功率放大器、增益調(diào)節(jié)器等原件全部由雙通道改為單通道，以適應(yīng)數(shù)字電視信號(hào)打包傳輸所占用的單通道形式。因此，從改造的實(shí)際支出成本和技術(shù)的復(fù)雜性來說，應(yīng)該盡量選用單通道發(fā)射機(jī)進(jìn)行數(shù)字電視信號(hào)的改造傳播。

2 模擬電視發(fā)射機(jī)適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1 改造方案

要實(shí)現(xiàn)模擬發(fā)射機(jī)傳輸數(shù)字電視信號(hào)，上文簡(jiǎn)單分析了單通道發(fā)射機(jī)和雙通道發(fā)射機(jī)的改造方案與實(shí)現(xiàn)形式。實(shí)際上，從實(shí)際的改造過程來說，將模擬電視發(fā)射機(jī)改造為適應(yīng)數(shù)字電視信號(hào)的傳輸，除了上文提到的改造內(nèi)容之外，還需要對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)部的信號(hào)編碼器、信號(hào)壓制單元等都需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，才能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字電視信號(hào)的傳輸、下面進(jìn)一步討論模擬發(fā)射機(jī)如何向數(shù)字化改造，具體可以按照下面的改造流程實(shí)施。（1）信號(hào)的數(shù)字化。采用數(shù)字編碼器使信號(hào)數(shù)字化。（2）激勵(lì)器的數(shù)字化。另一個(gè)激勵(lì)器更換為數(shù)字激勵(lì)器。（3）功率放大器性能調(diào)整。調(diào)整功率放大器內(nèi)部靜態(tài)電流、LDMOS FET管的放大電流值、調(diào)整各點(diǎn)電壓，使功放達(dá)到所需要的放大功率值。（4）其它部分調(diào)整參數(shù)適應(yīng)數(shù)字發(fā)射機(jī)。原來的模擬濾波器更換為帶通濾波器，對(duì)監(jiān)視部分的數(shù)字化改造，對(duì)冷卻部分的改造。

2.2 信號(hào)輸入通道的改造

2.2.1 視頻輸入

視頻信號(hào)的輸入有兩種幅度，分別為0.7V(P-P)75歐和1V（P-P）75歐，在模擬電視信號(hào)發(fā)射機(jī)中，這兩路輸入視頻信號(hào)具有同等的優(yōu)先權(quán)，一般是通過中央控制處理器進(jìn)行選擇輸入，以確保兩路視頻信號(hào)輸入之后的幅度之差在允許的范圍之內(nèi)；而數(shù)字電視信號(hào)對(duì)于這兩路視頻信號(hào)的輸入要求除了要保證一定的輸入幅度之差在限定范圍內(nèi)，還要求將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)之后兩路視頻信號(hào)仍然為AC耦合方式，這就要求在對(duì)模擬電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行視頻輸入通道改造的同時(shí)，還要對(duì)A/D轉(zhuǎn)換精度嚴(yán)格進(jìn)行限制，確保兩路視頻信號(hào)輸入經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換之后不會(huì)發(fā)生信號(hào)的失真，因此在實(shí)際的視頻信號(hào)通道改造過程中，可以選用帶有白條信號(hào)的測(cè)試行測(cè)量實(shí)際的視頻信號(hào)的幅度，確保數(shù)字電視信號(hào)的不失真。

2.2.2音頻輸入

音頻信號(hào)可加到AF輸入口，輸入阻抗600歐。音頻信號(hào)的頻寬限制在15kHz，音頻輸入電平不高于標(biāo)稱輸入電平4dB，輸入信號(hào)電平過高，會(huì)在A/D轉(zhuǎn)換器中被限幅。為了防止后續(xù)電路被大信號(hào)過激勵(lì)，信號(hào)通過矩陣并加上導(dǎo)頻后，應(yīng)限制在一個(gè)容許值之內(nèi)。

2.3 ATV/DTV編碼器的改造

ATV/DTV編碼器是用于電視信號(hào)發(fā)射機(jī)內(nèi)部對(duì)視頻信號(hào)和音頻信號(hào)進(jìn)行編碼，其作用是將視頻信號(hào)和音頻信號(hào)編碼壓制為標(biāo)準(zhǔn)的MPEG格式的信號(hào)，而模擬電視信號(hào)和數(shù)字電視信號(hào)其視頻、音頻格式編碼過程是不相同的，因此也需要對(duì)ATV/DTV編碼器進(jìn)行改造。

2.3.1 視頻信號(hào)的編碼

當(dāng)視頻信號(hào)傳輸過來之后，ATV/DTV將其進(jìn)行制式轉(zhuǎn)換處理，依靠其內(nèi)置的處理器的運(yùn)算，將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)正交基帶信號(hào)，并對(duì)其增益和功率進(jìn)行放大和調(diào)整，以符合幅度輸入要求，之后再由ATV/DTV內(nèi)部的處理器對(duì)其按照標(biāo)準(zhǔn)的MPEG格式進(jìn)行視頻信號(hào)編碼，編碼完成之后與其他電視信號(hào)一起打包進(jìn)行傳輸，占用一個(gè)傳輸通道。

2.3.2音頻信號(hào)的編碼

音頻信號(hào)經(jīng)過模擬電視發(fā)射機(jī)內(nèi)部的ATV/DTV編碼器的編碼調(diào)制，將得到的數(shù)字制式音頻信號(hào)放在基帶頻率信號(hào)上進(jìn)行頻率調(diào)制，以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的功率、增益和幅度的調(diào)整，最后按照標(biāo)準(zhǔn)的MPEG格式信號(hào)進(jìn)行壓制和傳輸。需要說的是，對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行編碼，其編碼速率比較低，這主要是因?yàn)橐纛l的編碼壓縮系統(tǒng)將對(duì)人耳不太敏感的頻率進(jìn)行了低碼率編碼所致。

3 結(jié)語

我國(guó)目前雖然數(shù)字電視技術(shù)得到了普遍的發(fā)展與應(yīng)用，但是過去一統(tǒng)天下的模擬電視發(fā)射設(shè)備與接收設(shè)備在我國(guó)仍然有大量的庫存，而且目前在一些農(nóng)村邊遠(yuǎn)山區(qū)，仍然是模擬電視占應(yīng)用主流，因此在現(xiàn)如今這個(gè)模擬電視與數(shù)字電視共存的時(shí)代，如何利用已有的模擬電視發(fā)射設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敿夹g(shù)，是一項(xiàng)非常有研究意義的技術(shù)課題，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)數(shù)字電視的應(yīng)用發(fā)展，以及進(jìn)一步普及數(shù)字電視、對(duì)模擬電視實(shí)施技術(shù)改造節(jié)約設(shè)備成本，具有非常明顯的社會(huì)價(jià)值與經(jīng)濟(jì)效益。本論文僅僅從模擬電視發(fā)射機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造初步探討和實(shí)現(xiàn)了適應(yīng)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏數(shù)募夹g(shù)，對(duì)于模擬電視設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視地面?zhèn)鬏數(shù)母嘞嚓P(guān)的技術(shù)問題，還有待于廣大數(shù)字電視技術(shù)人員的共同努力，才能夠最終實(shí)現(xiàn)我國(guó)數(shù)字電視技術(shù)的飛躍發(fā)展與應(yīng)用。

[1] 余兆明，余智. 數(shù)字電視傳輸與組網(wǎng). 北京:人民郵電出版社，2003（4）.

[2] 張文軍，王匡，葛建華. 數(shù)字電視地面廣播技術(shù)與傳輸標(biāo)準(zhǔn). 電視技術(shù)，200l(l):5-7.

[3] 陳兆武. 關(guān)于模擬電視發(fā)射機(jī)向數(shù)字電視發(fā)射機(jī)過渡的思考. 西部廣播電視，2003(1):34.

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2012.14.088

（海倫電視臺(tái)，黑龍江海倫152300）