數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

溫淑芹

（作者單位：煙臺(tái)廣播電視臺(tái)招遠(yuǎn)羅山轉(zhuǎn)播臺(tái)）

數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)特點(diǎn)

溫淑芹

（作者單位：煙臺(tái)廣播電視臺(tái)招遠(yuǎn)羅山轉(zhuǎn)播臺(tái)）

摘 要：數(shù)字電視廣播技術(shù)由于受到大眾的青睞而掀起了發(fā)展的熱潮，在數(shù)字電視廣播技術(shù)的發(fā)展中，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)的重要性不容小覷。本文針對(duì)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；發(fā)射機(jī)；技術(shù)特點(diǎn)

隨著科技水平的不斷發(fā)展，數(shù)字電視漸漸變得普及起來(lái)，節(jié)目的制作、傳輸和接收都受到了電視數(shù)字化的影響而出現(xiàn)了顛覆性的改變。同時(shí)，數(shù)字電視具有高度清晰、沒(méi)有噪聲和重影，并且具有多媒體的特性，用戶能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)其操作控制，因此數(shù)字電視非常受歡迎。數(shù)字電視廣播現(xiàn)正處于一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的需求量也變得非常大，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)在其中也顯得尤為重要。數(shù)字電視發(fā)射器在一開(kāi)始的時(shí)候所采用的是射頻波段濾波器和8-VSB或COFDM的外接激勵(lì)器。由于電視發(fā)射技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)的制造商將前沿的理念結(jié)合技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用于數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中，以下是這種全新的發(fā)射器的五種特點(diǎn)。

1　LDMOS晶體管放大技術(shù)

功率放大器可謂數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的心臟部位。通過(guò)功率放大器，數(shù)毫瓦細(xì)微射頻信號(hào)由激勵(lì)器制造出來(lái)之后，放大至數(shù)十千瓦的信號(hào)，并且能夠達(dá)到天線能發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)。在數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中，功率放大器所使用的是雙極型管。

LDMOS晶體管是近期研發(fā)的新型器件。這種技術(shù)早期其運(yùn)用于900 MHz的蜂窩電話技術(shù)，由于900 MHz蜂窩電話技術(shù)不斷成熟，通信市場(chǎng)不斷壯大，推進(jìn)了LDMOS技術(shù)的成熟。LDMOS晶體管的生產(chǎn)成本不再高昂，所以這種LDMOS晶體管漸漸取代了雙極型管技術(shù)的地位，并得到了廣泛的運(yùn)用。

LDMOS晶體管的溫度系數(shù)是負(fù)數(shù)，在防止熱量損耗方面具有很顯著的性能。雙極型晶體管的溫度穩(wěn)定性的幅值變化是0.5~0.6 dB，但是在同樣的輸入電平的條件之下，LDMOS晶體管溫度穩(wěn)定性只有0.1 dB的幅值變化。多途徑傳輸?shù)倪^(guò)程中容易由于地面通道的復(fù)雜性而出現(xiàn)回聲和漂移現(xiàn)象，為了更好地壓低誤碼率和提高信噪比，需要發(fā)射機(jī)具有良好的線性、較低的相位噪聲與較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。只有確保以上因素，才能更好地達(dá)到地面數(shù)字電視的標(biāo)準(zhǔn)。由于LDMOS具有較為寬廣的功放模塊頻率，適用于DVB-T和ATSC。數(shù)字電視發(fā)射機(jī)使用LDMOS晶體管之后，單機(jī)柜中對(duì)DVB方式同步平均功率約達(dá)到3.4 kW，對(duì)ATSC方式同步平均功率約達(dá)到4.1 kW，對(duì)模擬方式同步頂峰值達(dá)到10 kW。

在無(wú)需任何調(diào)整的狀態(tài)之下，LDOMSFET能夠?qū)φ麄€(gè)UHF波段進(jìn)行覆蓋，換言之，其能夠運(yùn)行于UHF波段中任意一種頻率當(dāng)中。但是，在UHF的所有波段當(dāng)中，并非任何功率放大器都能在其中運(yùn)行，有些需要不只一種類(lèi)型的功率放大器才能覆蓋整個(gè)波段。因?yàn)槿绻枰岣邔拵В瑒t需犧牲增益，犧牲增益越高，晶體管需量越少且成本越低，同理如果對(duì)寬帶進(jìn)行降低，則需要不只一種類(lèi)型的功率放大器才能對(duì)整個(gè)UHF波段進(jìn)行覆蓋。

由于LDMOS技術(shù)的不斷發(fā)展，成本不斷降低，同時(shí)具備了雙極型晶體管所不具有的性能，因此，在數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中，LDMOS晶體管將完全取代雙極型晶體管，并且能夠得到非常廣泛的運(yùn)用。

2　數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)

在數(shù)字電視發(fā)射機(jī)工作的過(guò)程中，功率放大器單元會(huì)釋放出大量的熱量，為了確保功率放大器能夠正常運(yùn)作，就一定要對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，將過(guò)量的熱量排出，否則會(huì)導(dǎo)致功率放大器中的電子管件達(dá)到很高的溫度，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)削減電子管件的使用時(shí)長(zhǎng)甚至燒壞。風(fēng)冷和液冷是發(fā)射機(jī)中的兩種冷卻系統(tǒng)，新型的固態(tài)機(jī)改變了傳統(tǒng)固態(tài)機(jī)中只能選擇風(fēng)冷或液冷其中一種方式進(jìn)行降溫的情況，這兩種冷卻系統(tǒng)優(yōu)劣各異，客戶在進(jìn)行選擇的時(shí)候需要根據(jù)具體的需求進(jìn)行合理選擇。依照具體情況，液冷比風(fēng)冷更為合適。

其一，如果在空氣質(zhì)量較差的情況下使用，液冷系統(tǒng)所使用的是冷卻液封閉循環(huán)，只要對(duì)冷卻系統(tǒng)中的濾網(wǎng)進(jìn)行定時(shí)清潔，就能有效減少對(duì)液冷系統(tǒng)的維護(hù)投入，但使用風(fēng)冷系統(tǒng)時(shí)恰恰相反，冷風(fēng)中的濾網(wǎng)常常會(huì)積淀大量塵土，大大增加了對(duì)風(fēng)冷系統(tǒng)的維護(hù)投入；其二，液冷系統(tǒng)無(wú)需增加機(jī)房；其三，液冷系統(tǒng)能有效減少發(fā)射機(jī)工作過(guò)程中的噪音；其四，液冷系統(tǒng)的冷卻效率比風(fēng)冷系統(tǒng)更高，風(fēng)的熱傳導(dǎo)效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上液冷系統(tǒng)中的乙二醇或防凍液；其五，采用液冷系統(tǒng)能夠降低發(fā)射機(jī)房的污染程度。

3　數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能為數(shù)字電視發(fā)射機(jī)提供安全穩(wěn)定的運(yùn)作環(huán)境，它能實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中信號(hào)流程、性能指標(biāo)和各部分的工作環(huán)境的監(jiān)測(cè)，還能實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題處理、開(kāi)機(jī)關(guān)機(jī)和輸出功率電平的控制。傳感器、微處理器、PC和傳

感器等組成了數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)和每個(gè)部件的數(shù)據(jù)信息都依賴于微處理器才得以實(shí)現(xiàn)，而操作簡(jiǎn)單的圖形用戶接口以及設(shè)備直觀工作狀態(tài)的查看則有賴于LCD。

4　數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)

在沒(méi)有任何工作人員進(jìn)行操作的狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)啟動(dòng)數(shù)分鐘后，就自動(dòng)達(dá)到了最佳工作狀態(tài)，這種技術(shù)被稱(chēng)為數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)DAP或RTAC。歐洲THALES公司將其稱(chēng)為數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正，即DAP；美國(guó)HARRIS公司將其稱(chēng)為自動(dòng)數(shù)字校正實(shí)時(shí)適應(yīng)校正，即RTAC。這種數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)在西方國(guó)家中已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于數(shù)字電視發(fā)射機(jī)上。運(yùn)用數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)的系統(tǒng)不但能在無(wú)人操作的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，達(dá)到最佳狀態(tài)，并且能通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)和校正，以調(diào)整發(fā)射機(jī)的散熱狀況和自身失效等問(wèn)題，通過(guò)這種技術(shù)能夠有效地確保由發(fā)射機(jī)發(fā)出的信號(hào)處于符合標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)。

5　N+1運(yùn)行模式

N+1的運(yùn)行模式被廣泛運(yùn)用于全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中，這種運(yùn)行模式所指的是多臺(tái)發(fā)射機(jī)基于一臺(tái)發(fā)射機(jī)做備份。這種運(yùn)行模式在運(yùn)用于電視發(fā)射機(jī)之前，是運(yùn)用于廣播發(fā)射系統(tǒng)中的。在多發(fā)射機(jī)和多頻道的電視臺(tái)中，N+1的運(yùn)行模式能有效地減少設(shè)備的數(shù)量，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，這種運(yùn)行模式頻道廣泛、頻率變化簡(jiǎn)便，能夠根據(jù)情況對(duì)頻道進(jìn)行設(shè)置并對(duì)整個(gè)IV/V波段進(jìn)行全面覆蓋。

模擬電視發(fā)射機(jī)所使用的是主備機(jī)切換的運(yùn)行模式，因此能夠有效地避免環(huán)形器限制頻道和功率放大器限制頻率等情況，而數(shù)字電視發(fā)射機(jī)所使用的是N+1運(yùn)行模式，因此能夠?qū)崿F(xiàn)其對(duì)IV/V波段進(jìn)行全面覆蓋。在多臺(tái)發(fā)射機(jī)工作過(guò)程中，使用N+1運(yùn)行模式可以使其中一臺(tái)發(fā)射機(jī)隨時(shí)處于備份狀態(tài)，同時(shí)每一臺(tái)發(fā)射機(jī)都能處于不同頻道。當(dāng)其中任何一臺(tái)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)能立即將備份的發(fā)射機(jī)切換到相應(yīng)的頻道中，確保節(jié)目不中斷。因此，使用N+1運(yùn)行模式能夠?qū)崿F(xiàn)多臺(tái)發(fā)射機(jī)由一臺(tái)發(fā)射機(jī)進(jìn)行備份，從而減少設(shè)備數(shù)量，降低投入。

N+1系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的要求并不高，全固態(tài)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)并行運(yùn)行的電源及其所運(yùn)用的積木化功放都能夠?qū)崿F(xiàn)。此外，使用雙激勵(lì)自動(dòng)倒換形式的模塊化激勵(lì)器和使用放大器，電源不穩(wěn)定的設(shè)備冗余積累，能使設(shè)備在工作時(shí)的穩(wěn)定性大大提高。

6　總結(jié)

數(shù)字電視廣播現(xiàn)在正處于如火如荼的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，對(duì)數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的需求量也日益增長(zhǎng)，因此，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的地位是舉足輕重的。今后，國(guó)內(nèi)不斷發(fā)展數(shù)字電視發(fā)射機(jī)和開(kāi)播地面數(shù)字電視，會(huì)進(jìn)一步運(yùn)用以上闡述的發(fā)射機(jī)技術(shù)特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇廣財(cái).數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)發(fā)展淺析[J].廣播電視信息,2010(4).

[2]徐芳梅.數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)狀態(tài)分析[J].信息與電腦(理論版),2010(5).