調頻同步廣播系統(tǒng)的理論及應用

趙文賓

（作者單位：新疆庫車人民廣播電臺）

調頻同步廣播系統(tǒng)的理論及應用

趙文賓

（作者單位：新疆庫車人民廣播電臺）

摘 要：現代社會高速發(fā)展的過程中面臨著諸多問題，資源緊缺就是其中很重要的一個。由于近年來廣播事業(yè)的不斷發(fā)展，調頻資源日益匱乏，很多地方臺都采用調頻同步廣播技術來取而代之，以提高廣播的覆蓋效率。調頻同步廣播可以解決廣播移動收聽的問題，并且對于有效節(jié)約廣播頻率資源、提高廣播收聽質量、大幅度降低信號交迭區(qū)干擾及加快廣播專業(yè)化發(fā)展等方面發(fā)揮著重要作用。本文主要分析調頻同步廣播的相關理論，在此基礎上，對調頻同步廣播系統(tǒng)的應用加以研究，探討廣播發(fā)射站的傳輸、布點以及同頻同調等問題。

關鍵詞：調頻同步廣播；發(fā)射站傳輸；載波頻率

什么是調頻同步廣播呢？它的本質是一種廣播形式，指在一個相對比較開闊和寬廣的地域里，利用兩部或者多部調頻發(fā)射機，這些發(fā)射機位于不同地點，然后使用一個相同的頻率，最終播放出來的節(jié)目內容與其他相同。按需布點是調頻同步廣播最常用的方法，按需布點的功率偏小，首先要滿足覆蓋的需要，在這個前提下，大幅度降低單臺發(fā)射機的功率，如可以降到10W、50W、100W 及300W等，這樣就可以又好又快地解決很多限制調頻同步廣播使用的問題。調頻同步廣播在使用時，沒有改變目前現有的調頻立體聲廣播格式，在此基礎上，在技術方面對廣播信號規(guī)定了一些具體內容和要求，因為這些廣播信號是在不同地點發(fā)射的調頻同步廣播信號，所以要保證現有接收器能夠正常使用，接收到高質量的信號，給予技術支持。調頻同步廣播所要達到的效果與普通調頻發(fā)射的信號相比而言，每一部調頻同步廣播的發(fā)射機發(fā)射的調頻信號都與它們是一樣的，這樣就不會造成質量上的下降。本文主要探討調頻同步廣播系統(tǒng)的理論和相關運用[1, 2]。

1　實現調頻同步廣播需要解決的問題

調頻同步廣播的實現，改善覆蓋并不是簡單地利用多個電臺，分布在不同的區(qū)域，然后使用一樣的載波頻率，使同一個節(jié)目得到廣播這種方法得以實現，主要原因如下。

第一，如果兩個電臺之間的標稱頻率是相同的，那么實際載頻還是會有一定差別。這種實際載頻頻差會對接收器產生一定的干擾。

第二，當同一個接收機接收到兩個電臺里已經調制好的信號，由于調制度的誤差，或是到達時間的不同，最終它們解調、迭加之后會產生一系列問題，如混響、效果失真以及互調衍生物等。調頻制度的頻率和時間延遲的誤差直接關系到失真的程度。

第三，當兩臺發(fā)射機的調制度不同時，解調和迭加之后也會產生一些問題，如失真和相應的衍生物。所以，在這樣的條件下，調制度頻率和調制度偏差是影響失真的主要因素，要想讓失真的影響降到最小，那么調制度就應達到相同的頻率。

以上所描述的三點，是在調頻同步廣播實現過程中所要解決的基本問題。而這三點之間是相互關聯(lián)、相互影響的。所以，可以將其簡單歸納為“三同”，同相、同頻、同調制度。

2　調頻同步廣播的基本技術要點

交疊覆蓋區(qū)內的問題是同步廣播需要解決的主要問題，簡單來說就是使在其所覆蓋的交疊區(qū)內所接收到的信號質量要符合規(guī)定。要想達到這一要求，最基本的條件就是實現“三同一?！?，即同相、同頻、同調制度以及保證最低可用場強。

2.1 保證在發(fā)射天線饋源端系統(tǒng)同相

同步廣播與單點發(fā)射的方式不同，它是根據在相關區(qū)域內的收聽程度來確定其技術規(guī)定的。對于調頻廣播來說，要想達到好的效果，就必須使相關區(qū)域內的節(jié)目達到“同相”[3]。換句話說“回聲”或“二重奏”是不允許出現在收聽的節(jié)目中，因為即使這種“回聲”或“二重奏”不能在接收機中有很大的實際反映，但是相對于接收效果而言，失真的現象比較明顯。根據一些測試數據可知：對于單聲道廣播而言，在信號是3kHz以下的情況下，要想達到小于1%的失真效果，那么兩個已調波時間延遲的誤差要小于10μs。同時，如果信號是5kHz，要想達到立體聲的失真指標和分離度的標準，就需要在相關區(qū)域內，保證由兩部發(fā)射機輸出信號，在經過射頻調解之后，所達到的節(jié)目信號之間時間延遲的誤差要小于10μs。

2.2 保證發(fā)射機之間的同頻

發(fā)射機的導頻和載波的穩(wěn)定性，以及載波的精確性是以往對調頻發(fā)射機要求的標準，對于調頻同步廣播而言，它的要求另有所指，就是對系統(tǒng)內設備的載波相對值有一定的標準[4, 5]。載波相對值就是頻率差，同頻并非一個絕對概念，實際上同頻要求針對的范圍是整個體統(tǒng)，而非單機。所以，單機的載波精確性或穩(wěn)定性不會較大程度影響整個系統(tǒng)的頻率的一致性。

2.3 保證發(fā)射機對于節(jié)目信號的調制度相同

在調頻同步廣播系統(tǒng)中，對于相鄰臺站調制度的誤差要求≤3%。假設兩臺發(fā)射機的調制度是不同的，那么動態(tài)的干擾就隨之而來。例如，如果將兩個單獨的調制器送入到音頻信號中，這一信號處于相同幅度，將第一個調制器設置為98.6%，第二個調制器設置為100%，那么通過實驗表明，第一個載波會明顯受第二個載波的影響和干擾。

對信號解調之后所出現的失真問題，與調制度的不同有很大關系。相關研究表明，只有當調制度的偏差小于10%時，失真才不會大于1%。所以，在調頻同步廣播系統(tǒng)中，對于相鄰臺站的調制度誤

差要求≤3%，而對于調制度的穩(wěn)定性要求更為嚴格要求≤2.5%。

3　調頻同步廣播系統(tǒng)的應用

3.1 系統(tǒng)應用的設計要求

系統(tǒng)應用的設計是非常精確的，對于很多方面都有很嚴格的要求，主要包括幾方面：（1）工作頻率：調頻波段106.1MHz；（2）天線極化方式：垂直極化；（3）同相：相對時間的延遲誤差≤5μs；（4）同頻：相對頻差≤1×10-9；（5）同調制度：通宵制度差≤3%；（6）發(fā)射機調制度穩(wěn)定性≤2.5%。

3.2 系統(tǒng)應用的環(huán)境

首先，對調頻同步廣播所要覆蓋的范圍進行規(guī)劃預算，其次，在工程實施之前，分析模擬覆蓋區(qū)周邊地區(qū)的電磁環(huán)境，以保證工程的有效實施。本文對于調頻同步廣播系統(tǒng)的應用研究主要針對一些有代表性的場所，這些都是位于覆蓋范圍之內，或者是在覆蓋邊緣區(qū)。這樣廣播系統(tǒng)建成之后，不會干擾其他正在使用的頻段電臺，同時自身也不會受到其他電臺的干擾[6]。

3.3 廣播發(fā)射站的布點及傳輸

選擇站點要考慮很多方面的可能性，如信號的傳輸方式、是否是覆蓋的需要，或是天線架設、機房的相關建設等。一些部門可能會受到布點的影響，如公安、城管等。所以，在選擇站點時要根據實際情況學會靈活變通，有時是不可能嚴格遵守相關規(guī)定的，例如，對于發(fā)射機之間的距離規(guī)定是9km，但是考慮到實際情況，一般在實際工程中所遵守的規(guī)定是＜23.4km。在系統(tǒng)建設過程中，要考慮到系統(tǒng)應用地區(qū)的很多因素，如人口的多少和疏密程度，當地的地形地勢等，這樣才能更加有效而準確地計算各發(fā)射點之間的距離，然后根據實際情況調整發(fā)射點的數量和發(fā)射功率。

“中心開花”是系統(tǒng)應用工程主要采用的一種方式，也就是一個中心站兼顧兩個副站，這樣這三個點就同時覆蓋應用區(qū)域，增加發(fā)射功率。然后，利用STL發(fā)射機，從中心臺將復合信號傳輸給旁邊的副站。各個發(fā)射臺的結構大致相同。

4　結語

調頻同步廣播系統(tǒng)對于有效緩解調頻資源匱乏的緊急情況發(fā)揮了重要作用，它提高了廣播的覆蓋效率，大幅度降低了信號交迭區(qū)的干擾，加快了廣播專業(yè)化的發(fā)展。但是，由于多徑傳播是調頻同步廣播的劣勢，通常情況下，接收機所接收的無線電信號，除了發(fā)射臺里的中心臺和副臺直接傳播給接收機的信號，還包括許多其他信號，這些信號經過很多障礙物，不是直接傳播，而是經過幾道反射之后的傳播，導致有些覆蓋區(qū)內會出現一些信號失真的情況。所以，對于調頻同步廣播技術系統(tǒng)的理論與探討很有必要，希望其不斷完善和改進。

參考文獻：

[1]焦新文.調頻同步廣播的同步方式[J].西部廣播電視,2013(Z2):46-47.

[2]李斌.調頻同步廣播技術應用與發(fā)展探究[J].廣播電視信息,2013(8):90-92.

[3]曹金泉,劉杰.調頻同步廣播完全重疊區(qū)干擾問題與山地陰影區(qū)覆蓋問題解決[J].廣播與電視技術,2014(4):101-105.

[4]周禮坤,韋繼德,趙祖波.淺析貴州綜合廣播高速公路調頻同步網的防插播應用[J].西部廣播電視,2013(Z1):62-65.

[5]尚天龔.完全重疊區(qū)域調頻同步廣播系統(tǒng)理論與實踐[J].西部廣播電視,2013(11):128-131.

[6]沈震江,陳懿,顧菊珍.吳江電臺調頻同步廣播系統(tǒng)改造探討[J].電聲技術,2013(5):74-77.