數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r及探討

山西省新聞出版廣電局晉城中波轉(zhuǎn)播臺(tái) 司繼文

廣播誕生時(shí)間較早，在一段時(shí)間內(nèi)在人們生活中占據(jù)著重要地位。在其相關(guān)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和完善當(dāng)中，一些功率和工作效率更大的設(shè)備得到應(yīng)用，在廣播發(fā)射領(lǐng)域，高敏半導(dǎo)體器件、大規(guī)模集成電路和數(shù)字處理技術(shù)等得到廣泛應(yīng)用，其中中波廣播發(fā)射技術(shù)的應(yīng)用也得到了重大發(fā)展。與傳統(tǒng)的廣播方式相比較，中波發(fā)射具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)。但隨著科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)和電視得到普及，中波發(fā)射也面臨著挑戰(zhàn)，一些中波臺(tái)存在著嚴(yán)重的生產(chǎn)危機(jī)。本文主要對(duì)數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行分析探究，尋找其能夠健康發(fā)展的途徑。

中波廣播發(fā)射的成本低、信號(hào)覆蓋廣、發(fā)射波長(zhǎng)較長(zhǎng)，這些都是該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在廣播事業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著積極作用。但在電視和互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展普及過(guò)程中，中波發(fā)射技術(shù)受到了強(qiáng)力沖擊。并且由于中波發(fā)射信號(hào)在電磁波干擾下，很容易受到不良影響降低廣播的播放效果，因此加強(qiáng)對(duì)其研究是極為重要的。

1 數(shù)字中波發(fā)射技術(shù)的發(fā)展歷程

1.1 發(fā)展歷程

在上世紀(jì)的90年代中期，美國(guó)開始對(duì)高清廣播系統(tǒng)和IBOC項(xiàng)目進(jìn)行研究，對(duì)數(shù)字廣播技術(shù)的大力研究取得良好成效，在2002年誕生了IBOC數(shù)字發(fā)射系統(tǒng)，該發(fā)射系統(tǒng)使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也得到了國(guó)際電聯(lián)認(rèn)可。歐洲對(duì)數(shù)字權(quán)限管理技術(shù)在中波發(fā)射中應(yīng)用的研究，是在1989年提出的，在深入研究中，到2004年在中波、長(zhǎng)波以及短波發(fā)射中已廣泛應(yīng)用DRM技術(shù)。隨著這項(xiàng)技術(shù)的普及，印度和俄羅斯在中波發(fā)射中取得了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)成就。我國(guó)主要采用DRM系統(tǒng)，在其發(fā)射機(jī)上加設(shè)適配器板和數(shù)字基帶編碼調(diào)制器，可以實(shí)現(xiàn)模擬廣播和數(shù)字廣播。

1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

首先是我國(guó)國(guó)內(nèi)的情況，當(dāng)前我國(guó)很多人對(duì)中波廣播持消極態(tài)度，其原因在于中波廣播發(fā)射會(huì)受到電磁波干擾，中波波段節(jié)目音質(zhì)效果也會(huì)變差，致使觀眾的收聽效果大打折扣，而不再青睞中波波段的節(jié)目。雖然對(duì)中波廣播發(fā)射技術(shù)進(jìn)行了研究和改造，采用了窄波段接收和加重音頻的方式來(lái)改善效果，然而并沒(méi)有達(dá)到理想目標(biāo)。因此中波廣播的繼續(xù)發(fā)展，并不能單靠調(diào)頻方法實(shí)現(xiàn)，而要考慮到當(dāng)前社會(huì)會(huì)產(chǎn)生很大的電磁干擾，需要進(jìn)一步加強(qiáng)其抗干擾性能才能滿足觀眾需求。

其次，中波廣播發(fā)射在國(guó)外的處境更加困難，以加拿大為例，其中波電臺(tái)基本消失，德國(guó)等技術(shù)先進(jìn)國(guó)家也開始對(duì)其失去信心。這種悲觀處境，與中波信號(hào)較弱、易受磁場(chǎng)干擾的特性相關(guān)，難以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的收聽效果，因此逐漸失去客戶和效益。目前在一些中東地區(qū)，因受干擾小，因此收聽效果良好而被廣泛應(yīng)用。

2 中波廣播發(fā)射系統(tǒng)基本組成

中波廣播的傳播方式是以地面波繞射為主，并以電離層的反射波傳輸為輔，其采用的發(fā)射機(jī)功率直接影響其傳輸距離，具體是正比關(guān)系。在中波波段信號(hào)傳輸過(guò)程中，受多徑干擾的影響小，因此其信號(hào)較為穩(wěn)定。并且由于其調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、成本低，因此應(yīng)用比較廣泛。在20世紀(jì)中波發(fā)射機(jī)的發(fā)展迅速，功率效應(yīng)管從真空電子管到晶體管發(fā)展，電路結(jié)構(gòu)也實(shí)現(xiàn)了從分立元件模塊到集成電路的轉(zhuǎn)變，監(jiān)控方式也實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)管理和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。中波廣播發(fā)射機(jī)的組成與其它發(fā)射機(jī)一致，主要包含了射頻系統(tǒng)、音頻調(diào)制系統(tǒng)、控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及電源供電和冷卻系統(tǒng)。具體組成情況如下：

2.1 射頻系統(tǒng)

中波廣播發(fā)射機(jī)中的主體部分就是射頻系統(tǒng)，主要進(jìn)行中波信號(hào)發(fā)射，其構(gòu)成包括了激勵(lì)信號(hào)源、功率擴(kuò)大器和功率合成器等，各部分之間緊密聯(lián)系并相互促進(jìn)，其具體負(fù)責(zé)的內(nèi)容不同，但共同作用將中波信號(hào)放大傳播，以實(shí)現(xiàn)良好的收聽效果。其中激勵(lì)信號(hào)源主要產(chǎn)生本機(jī)載頻，并負(fù)責(zé)自動(dòng)切換載頻激勵(lì)信號(hào)；驅(qū)動(dòng)前級(jí)則負(fù)責(zé)放大激勵(lì)源輸出載頻信號(hào)，以推動(dòng)功率放大器射頻功率信號(hào)來(lái)保證其安全高效運(yùn)行；而功率合成器主要負(fù)責(zé)合成射頻功率信號(hào)，并輸出發(fā)射機(jī)調(diào)幅波的射頻功率。

2.2 音頻系統(tǒng)

數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)中，音頻系統(tǒng)主要包括三個(gè)主要部分，即音頻處理器、轉(zhuǎn)換器和調(diào)制編碼器。音頻處理器可以將音頻信號(hào)上疊加直流信號(hào)，此處直流信號(hào)為控制射頻輸出功率的，然后自動(dòng)補(bǔ)償一些必要的模擬量；轉(zhuǎn)換器則負(fù)責(zé)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散數(shù)字信號(hào)；調(diào)制編碼器將轉(zhuǎn)換器處理產(chǎn)生的二進(jìn)制數(shù)字音頻信號(hào)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制碼的控制信號(hào)，以確定射頻功率的大模塊開啟個(gè)數(shù)，以及準(zhǔn)確確定射頻輸出功率電平的大小。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)的組成和作用比較簡(jiǎn)單，主要進(jìn)行中波廣播發(fā)射機(jī)的監(jiān)測(cè)和控制，其內(nèi)容包括對(duì)開關(guān)機(jī)程序的過(guò)程控制、對(duì)電路的檢測(cè)保護(hù)，分析其中存在的故障類型，并采用合理方法解決；通過(guò)門連鎖和放電棒，實(shí)現(xiàn)對(duì)人身安全的保護(hù)。因此，控制系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行有一定影響，是維持其正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，從而保證中波廣播信號(hào)順利發(fā)射。

2.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)

在信息技術(shù)發(fā)展中，數(shù)字發(fā)射機(jī)中開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管控，根據(jù)實(shí)際要求建構(gòu)起計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中波廣播發(fā)射的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)遠(yuǎn)程控制和網(wǎng)絡(luò)控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展。

供電系統(tǒng)則主要根據(jù)發(fā)射中各項(xiàng)要求，在其中配備高壓和低壓整流電源，以及散熱冷卻系統(tǒng)，以有效防止其中出現(xiàn)設(shè)備過(guò)熱問(wèn)題，從而確保發(fā)射機(jī)運(yùn)行具備穩(wěn)定的電源和電壓，可順利、安全進(jìn)行信號(hào)發(fā)射。

3 數(shù)字中波廣發(fā)發(fā)射優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于傳統(tǒng)中波發(fā)射系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，數(shù)字中波發(fā)射系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)，其受信號(hào)和噪聲干擾小、音質(zhì)好、傳輸可靠性高、發(fā)射效率高、處理運(yùn)輸快等，并且在信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)良好的資源共享。

數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，播出音頻的速度較快，并且可以利用控制監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及時(shí)獲知其工作狀態(tài)和故障問(wèn)題，因此維修保養(yǎng)也比較方便，極大地降低了工作人員工作壓力。且由于其采用了變壓器功率合成技術(shù)，因此較之傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)需要的工作電壓更小，在很大程度上降低了其故障幾率，加大了運(yùn)行的安全度，并且這一特點(diǎn)可節(jié)省大量電能。因其穩(wěn)定性良好、工作效率高，可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 數(shù)字中波發(fā)射面臨的發(fā)展困境

雖然數(shù)字中波發(fā)射具備低成本、覆蓋廣等優(yōu)點(diǎn)，但其中也存在一些應(yīng)用缺陷。其顯著缺陷就是容易受到電磁波的干擾，在這種干擾下信號(hào)會(huì)減弱、廣播接收質(zhì)量下降、音質(zhì)變差，會(huì)嚴(yán)重影響到觀眾的收聽體驗(yàn)，是不符合當(dāng)代觀眾的收聽要求的。并且這種發(fā)射技術(shù)未實(shí)現(xiàn)廣播同步，因此其效率較低。而在電視和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中，中波廣播受到了更大的沖擊，面臨著嚴(yán)峻的發(fā)展困境。

一些中波廣播運(yùn)營(yíng)商為獲得生存機(jī)會(huì)，進(jìn)行了積極改進(jìn)，采用調(diào)頻播放節(jié)目形式來(lái)提高服務(wù)效果，但其盈利效果有待考證。而世界范圍內(nèi)很多國(guó)家和地區(qū)都逐漸失去對(duì)中波發(fā)射的信息，發(fā)展較好的地區(qū)為中東和非洲地區(qū)，而德國(guó)和加拿大等都開始關(guān)閉中波廣播服務(wù)。

在中波發(fā)射發(fā)展早期階段，采用電子管發(fā)射機(jī)等，設(shè)備大、效率低、信號(hào)差、成本高，經(jīng)過(guò)技術(shù)發(fā)展和不斷完善，解決了部分問(wèn)題，但仍然存在不足之處。近年來(lái)，PSM、DAW等新型中波廣播發(fā)射機(jī)得到應(yīng)用，有效降低惡劣成本，也改善了信號(hào)和音質(zhì)，并提高了效率，但其自身存在的問(wèn)題仍然不利于其進(jìn)一步發(fā)展。

5 數(shù)字中波廣播發(fā)射應(yīng)用發(fā)展前景

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活水平不算提高，對(duì)精神文明的追求更加注重，人們對(duì)廣播電臺(tái)的業(yè)務(wù)要求更高，不僅對(duì)普通節(jié)目有收聽需求，還擴(kuò)展到了交通狀況、天氣預(yù)報(bào)和股票行情等信息需求，同時(shí)也不再滿足于簡(jiǎn)單的音頻信息，而加大了對(duì)圖片和視頻的需求。在這樣的情況下，車載廣播發(fā)展良好，隨著技術(shù)的不斷革新，收音機(jī)和車載廣播具有良好的發(fā)展前景，而音質(zhì)水平的提高，也會(huì)為其迎來(lái)良好的發(fā)展機(jī)遇。在數(shù)字中波廣播發(fā)射中涌現(xiàn)出的新技術(shù)有以下幾種：

第一是循環(huán)調(diào)制技術(shù)，這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)射頻中功放單元的有序運(yùn)行，均勻分配其中的熱負(fù)荷，進(jìn)而提高工作效率、延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。該技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，還可以自動(dòng)檢測(cè)功放單元中存在的故障問(wèn)題，并進(jìn)行替補(bǔ)和退出，使其長(zhǎng)期保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，在單個(gè)單元發(fā)生問(wèn)題的情況下，也不會(huì)影響到發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定性；第二，浮動(dòng)載波技術(shù)，在調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的覆蓋強(qiáng)、收聽效果良好的情況下應(yīng)用，對(duì)解決能耗問(wèn)題有積極意義。調(diào)制級(jí)中的音頻和直流采納數(shù)，對(duì)發(fā)射機(jī)的輸出功率有決定性作用，其中直流會(huì)決定輸出的載波功率，載波電平較小時(shí)，會(huì)出現(xiàn)負(fù)峰平頭，對(duì)其有效控制可使用負(fù)峰檢測(cè)器的輸出電平進(jìn)行；第三是智能控制技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用合理的智能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良好的控制效果，該系統(tǒng)的組成核心為單片處理器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的顯示和控制，實(shí)現(xiàn)控制方式智能化，取代了傳統(tǒng)的繁雜控制電路，傳統(tǒng)的指針電表知識(shí)和開關(guān)也由LCD觸摸系統(tǒng)取代。實(shí)現(xiàn)了更便捷的人機(jī)對(duì)話、界面顯示，可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)更直觀進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。

在中波廣播發(fā)射發(fā)展中，注意對(duì)計(jì)算機(jī)的接口設(shè)置，采用科學(xué)的計(jì)算機(jī)控制手段和檢測(cè)防范，在發(fā)射機(jī)方面應(yīng)用具體遙控和對(duì)應(yīng)遙測(cè)行為進(jìn)行科學(xué)、系統(tǒng)的檢查和操作，在此基礎(chǔ)上建設(shè)中波廣播電臺(tái)專用網(wǎng)絡(luò)會(huì)提高其應(yīng)用效率。此外要注意重視起計(jì)算機(jī)通信操作環(huán)節(jié)，在自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)方面要配備好相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班和留守，確保系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行良好，從而降低成本。

6 結(jié)束語(yǔ)

在當(dāng)今科技發(fā)展的背景下，數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)改善了傳統(tǒng)中波廣播，但其研發(fā)工作還處于初始階段，存在著一些弊端，在互聯(lián)網(wǎng)等媒體沖擊下面臨著發(fā)展困境。要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，就要加大對(duì)相關(guān)技術(shù)的研究力度，改善其中的不足，并準(zhǔn)確定位受眾需求，促進(jìn)新時(shí)期廣播事業(yè)的健康發(fā)展，滿足大眾對(duì)廣播文化的發(fā)展要求。