模數同播下電視發(fā)射機的管理及維護

宗錦柱 徐玉娟 高頂 徐州廣播電視傳媒集團

模數同播下電視發(fā)射機的管理及維護

宗錦柱 徐玉娟 高頂 徐州廣播電視傳媒集團

隨著地面數字電視的不斷發(fā)展，電視地面廣播進入了模數同播時代。本文對數字發(fā)射機和模擬發(fā)射機的特點及其管理和維護做了簡要介紹。

數字發(fā)射機 模擬發(fā)射機 管理維護

一、前言

電視廣播技術的不斷發(fā)展對電視信號的發(fā)射和接收設備提出了新的要求，在數字電視廣播廣泛發(fā)展和應用的今天，電視地面廣播進入了模數同播時代。

徐州廣電的現狀是五臺模擬發(fā)射機和三臺數字發(fā)射機組成了模數同播階段。

二、模擬發(fā)射機和數字發(fā)射機的構成及性能特點

2.1 模擬發(fā)射機的構成及性能特點

以我臺的東芝TV/TU3000A系列10KW模擬發(fā)射機為例，介紹模擬發(fā)射機的構成及性能特點。

模擬發(fā)射機的構成：模擬電視發(fā)射機主要由激勵器、功率放大器、無源部件（分配器、合成器、帶通濾波器、定向耦合器等）、主控單元、電源及配電電控單元和風冷系統(tǒng)組成。激勵器由視頻處理器、視頻校正器、圖像中頻調制器、圖像混頻器、聲音中頻調制器、聲音混頻器、振蕩器（頻率合成振蕩器）、控制板、中頻校正器等組成。東芝模擬電視發(fā)射機系統(tǒng)原理框圖如圖1 所示。

性能特點

（1）AGC功能可保證發(fā)射機輸出功率保持恒定

（2）控制電路中使用了CPU（中央處理器）以監(jiān)控發(fā)射機的工作狀態(tài)并在顯示屏上顯示，具有高級監(jiān)控功能，可顯示發(fā)射功率、反射功率、FET電流和冷卻空氣壓力數值，具有遠程操控功能。

（3）每臺功率放大器與單獨電源設備對應，個別電源發(fā)生故障，可以實現降功率發(fā)射，保證電視發(fā)射不中斷；控制電路發(fā)生故障，可以通過手動控制強制啟動發(fā)射機。

2.2 數字發(fā)射機的構成及性能特點

以成廣DTMB數字電視發(fā)射機為例，介紹數字電視發(fā)射機的構成及性能特點。

數字發(fā)射機的構成：數字電視就是將模擬電視信號經取樣、量化和編碼的數字信號進行各種處理，如信道編碼、調制、傳輸、存儲等。數字發(fā)射機原理框圖如圖2所示。

圖1 東芝TV/TU3000A模擬電視發(fā)射機系統(tǒng)原理框圖

圖 2 成廣DTMB數字電視發(fā)射機系統(tǒng)原理框圖

成廣1KW數字電視發(fā)射機包括激勵器、激勵功放、末級功放單元、開關電源、顯控系統(tǒng)、同相合成器、數字濾波器、GPRS遠程監(jiān)控模塊等部分組成。激勵器采用全模式捷變國標地面數字雙激勵配置，自動切換，該激勵器均含線性及非線性自適應預校正模塊。發(fā)射機功放單元由兩級放大單元組成。前級放大單元為激勵放大器，將激勵器的輸出功率放大到1W。激勵放大器采用主備工作方式，以保證發(fā)射機工作更加可靠。

兩路激勵放大器送來的調制信號在進入功放系統(tǒng)前進行切換，工作中的激勵器或激勵放大器出現故障，系統(tǒng)將自動或手動無縫切換到備用激勵器和激勵放大器工作通道上。激勵放大器內設有環(huán)路AGC控制電路，可確保整機輸出功率穩(wěn)定。末級放大單元將1W功率放大到1KW功率，發(fā)射機輸出端采用六腔數字帶通濾波器，有效濾除頻道外的雜波分量，保證發(fā)射機發(fā)射頻譜。

性能特點

（1）外觀新穎，體積小。發(fā)射機采用ARM嵌入式微機監(jiān)控系統(tǒng)，大屏幕彩色液晶觸摸屏控制，人機界面友好。通過整機RS485通訊接口和以太網絡RJ45接口，可實現遠程遙控遙測。功率放大器采用寬帶甲乙類大功率LDMOS場效應晶體管放大器，采用國際寬帶同相合成技術，冗余設計。功放單元的供電采用開關電源一對一獨立供電，以確保工作穩(wěn)定可靠。采用三路腔體式同相功率合成器，濾波器為交叉耦合六腔帶通濾波器。

圖3 成廣DTMB數字電視發(fā)射機故障智能診斷界面

（2）先進的分布冷卻技術：功放系統(tǒng)采用分布冷卻方式，通過采用向上直吹直排的最合理風道設計，使熱量一次性向上排除而無循環(huán)，散熱效率高。每一個功放單元對應一臺風機進行強迫風冷。1KW發(fā)射機共用三臺橫流風機，可分別更換風機而不引起停機，避免了原來只用一臺主風機冷卻，當風機損壞后被迫停機的故障發(fā)生。、

（3）發(fā)射機具備完善的自診斷功能：具有斷電記憶功能、單頻網異常聲光告警功能、斷視頻保護有視頻自動恢復功能，駐波比過大、過熱、過激勵、缺相逆相保護及防雷等多重保護措施。

監(jiān)控系統(tǒng)顯示發(fā)射機關鍵部件實時工作狀態(tài)和發(fā)射機工作日志等詳細數據。 具有先進的故障智能診斷技術，見圖3。對簡單故障可以自動修復和復位，便于維護人員對故障的判斷和排除。

三、模擬和數字電視發(fā)射機的管理維護

3.1 模擬電視發(fā)射機的管理維護

根據模擬發(fā)射機的性能特點制定日常管理維護制度。

（1）預防措施

每天通過遠程監(jiān)控系統(tǒng)查看各單元儀表指標參數是否正常，如存在異常就必須及時進行維護修理。

定期檢查發(fā)射機儀表及發(fā)射端子，如果發(fā)現異常情況（鼓風機或排風扇、功率放大器或電源故障），要找出原因消除故障再重新啟動。每半年對控制電路進行一次徹底檢查，要確認日常工作中不經常使用的控制電路的情況。

檢查獨立的設備在支架上是否牢固；檢查保險絲和發(fā)光二級管，更換壞的保險絲。檢查固定端子的螺絲。螺絲長時間震動可能會松脫，要隨時緊固。發(fā)射機是精密設備，應保持內部清潔。

（2）每日檢查巡視項目

檢查各單元儀表指示讀數；

檢查各單元儀表的工作狀態(tài)；

檢查各單元監(jiān)控器電平及鼓風機的運轉。

（3）故障處理

一般東芝模擬發(fā)射機根據監(jiān)控風壓大于1000Pa以上時即對發(fā)射機的圖像功放、伴音功放模塊進行清理除塵，否則有可能會造成模塊溫度升高功率下降。清理時先拆卸一半的圖像和伴音功率放大器模塊，保留一半以降功率保證發(fā)射正常。安裝好除塵過的模塊后再繼續(xù)拆除剩下的一部分模塊的清理，全部完成后基本上能夠把風壓降低到800Pa左右。如果因溫度過高而燒壞模塊，發(fā)現后及時替換備用模塊，壞的交廠家維修。

東芝模擬發(fā)射機由于使用鼓風機進行抽風冷卻，所以鼓風機的維護也是相當重要的。定期檢查：旋轉時葉輪是否發(fā)出異響，旋轉是否順暢，旋轉時是否接觸某些其它物體。電動鼓風機的軸承有一定的壽命，當聽到異常噪音時，則表示軸承接近壽命終止，需要更換軸承。（四臺發(fā)射機的鼓風機軸承已更換過兩個，操作過程及其不易）。

3.2 數字電視發(fā)射機的管理維護

根據數字電視發(fā)射機的性能特點制定適合的日常管理維護。

（1）每日巡查

根據數字發(fā)射機顯示屏查看發(fā)射功率，各模塊的工作狀態(tài)，電流指數，點擊故障自檢查查看出故障點。

（2）常見故障及處理

1）輸入信號故障

發(fā)射機在單頻網工作模式下，輸入信號出現故障時一般會引起激勵器無輸出，如以下情況的出現均會使發(fā)射機沒有輸出功率：

①復用數據輸入接口信號丟失；

②復用數據輸入接口數據格式錯誤；

③10MHz基準時鐘輸入接口信號丟失；

④1PPS秒脈沖同步參考輸入接口信號丟失。

此時，在觸摸屏控制單元子菜單上“激勵器報警2”顯示“報警”，應檢查GPS接收器和碼流設備（包括復用器）的工作狀態(tài)故障以及與發(fā)射機的連接線，在故障解除幾秒鐘后發(fā)射機可自動恢復正常工作。

2）觸摸屏無反應

觸摸屏在工作時點擊無反應，則可能是觸摸屏控制系統(tǒng)死機，可通過位于顯示單元插件的背面的觸摸屏控制開關重啟觸摸屏。

3）AGC失控

發(fā)射機AGC失控后，輸出功率的顯示值不在900 ～1100W 之內，此時激勵放大器顯示屏中的“A”無顯示，而顯示屏中的AGC開關設置在“ON”狀態(tài)。檢查時應先察看激勵放大器顯示屏中的“→”有無顯示，無顯示則是通訊故障，檢查通訊連接線；若有顯示則檢查“Pset”的預設值是否超出900 ～ 1100W 范圍，若超出范圍則需重設，若沒有則需檢查功放單元是否有保護情況出現。發(fā)射機三個功放單元中，有一個或幾個出現保護或因故未運行時，不能強行設置啟用AGC功能，而應將激勵放大器顯示屏中的AGC開關設置在“OFF”狀態(tài)。在工作過程中功放單元出現保護或故障，激勵放大器將自動退 出AGC工作狀態(tài)，即“A”不顯示，以保護發(fā)射機功放系統(tǒng)避免被損壞。

4）發(fā)射中功率降低

我們通過故障自診斷功能查出風機損壞如圖4，然后根據診斷的處理方法通知廠家更換一個小的風機后即可正常工作。

圖4 自診斷功能查出風機損壞案例

四、總結

（1）數字發(fā)射機比模擬發(fā)射機易于維護管理，維修方便且智能，模擬發(fā)射機的難點在于體積大，而且由于采用鼓風機抽風冷卻，在對發(fā)射機進行內部清理時難度大，有時還需要對鼓風機進行更換軸承。

（2）我們在日常的維護和修理中經過試驗，發(fā)現東芝模擬發(fā)射機的圖像功率放大器可以用于伴音信號，同樣伴音信號功率放大器也可用于圖像信號。這一特點對我們在維修發(fā)射機時的應急發(fā)射方面起到了關鍵的作用。但數字電視發(fā)射機在故障診斷方面比模擬發(fā)射機更智能。