R&STHU9液冷數(shù)字電視發(fā)射機(jī)性能分析

【摘要】文章結(jié)合R&STHU9液冷數(shù)字電視發(fā)射機(jī)使用情況，系統(tǒng)地介紹了該機(jī)型發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)及主要部件的性能，為提升發(fā)射機(jī)的運(yùn)行安全與使用操作，解決系統(tǒng)的一些 bug，可對(duì)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，R&STHU9液冷數(shù)字電視發(fā)射機(jī)在天塔機(jī)房運(yùn)行五年多時(shí)間，性能良好，穩(wěn)定可靠，希望本文能對(duì)同行提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】R&S?TCE900控制單元;R&S?TCE900激勵(lì)器單元;TDU900顯示終端;PHU901末級(jí)功放單元

天津電視臺(tái)于2014年引進(jìn)德國(guó)R&S公司THU9液冷數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，用于天津衛(wèi)視高清頻道無線發(fā)射任務(wù)。發(fā)射機(jī)具有DVB-T/H、 DVB-T2、 ATSC/ATSC Mobile、 ISDB-TB等多種工作模式。發(fā)射機(jī)整機(jī)受TCE900控制單元控制，主備TCE900激勵(lì)器經(jīng)過自動(dòng)切換開關(guān)輸出一路射頻信號(hào)送到功率分配系統(tǒng)，末級(jí)功放由六塊PHU901線性放大器組成，功率合成器后經(jīng)諧波濾波器、送往天線輸出。水泵和熱交換器構(gòu)成整機(jī)的冷卻體統(tǒng)。內(nèi)部連接方框圖如圖一所示。TCE900控制單元通過以太網(wǎng)與TCE900激勵(lì)器通訊，激勵(lì)器與激勵(lì)器切換開關(guān)和末級(jí)功放單元均通過CANBUS數(shù)據(jù)總線連接，形成數(shù)據(jù)交換，發(fā)射機(jī)可通過串行接口遙控。

發(fā)射機(jī)主要部件功能介紹如下：

1. TCE900控制單元

1.1 R&S?TCE900控制單元

如圖二所示，系統(tǒng)控制板卡SCB是控制單元的核心，具有1.6 GHz inter ATOM N型處理器、 2 GB RAM內(nèi)存。系統(tǒng)的設(shè)置和運(yùn)行數(shù)據(jù)保存在其4G的閃存盤里，軟件在Linux系統(tǒng)下運(yùn)行。系統(tǒng)控制板SCB通過CANBUS總線連接機(jī)架控制器，從而連接控制每臺(tái)末級(jí)功放;處理板卡IPS1一端連接觸摸屏TDU900顯示單元，另一端通過PCIe interface連接系統(tǒng)控制板SCB的編程陣列（FPGA），實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的控制和基本設(shè)置。發(fā)射機(jī)冷卻接口（cooling interface）ACIF連接熱交換器和水泵單元實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)的整機(jī)冷卻，通過0-10V的電壓控制實(shí)現(xiàn)冷卻風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速表檢測(cè)的信息反映到顯示終端;TX interface單元通過以太網(wǎng)連接A、B激勵(lì)器，實(shí)現(xiàn)激勵(lì)器的自動(dòng)切換功能?？刂茊卧ㄟ^12V供電，由4臺(tái)風(fēng)扇散熱。

1.2 TDU900顯示終端

TDU900顯示終端實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的基本設(shè)置和檢測(cè)?；竟δ馨ǎ赫麢C(jī)參數(shù)及正向功率設(shè)置、激勵(lì)器參數(shù)（自適應(yīng)線性、非線性失真預(yù)校正、調(diào)制參數(shù)、碼流輸入接口間的自動(dòng)切換、TPS參數(shù)）設(shè)置、激勵(lì)器切換開關(guān)設(shè)置、冷卻系統(tǒng)壓力設(shè)置、整機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、末級(jí)功放單元監(jiān)測(cè)等。日志記錄本記錄不同告警信息的，方便進(jìn)一步確認(rèn)具體的故障位置，便于維護(hù)管理。

2.R&S?TCE900激勵(lì)器單元

如圖三所示， R&S?TCE900激勵(lì)器單元承擔(dān)數(shù)據(jù)的傳輸、處理與調(diào)制，形成所需要的射頻信號(hào)送往末級(jí)功放單元。系統(tǒng)控制板SCB是激勵(lì)器單元的控制核心，通過CANBUS總線連接末級(jí)功放，提供射頻環(huán)路LOOP接口和GPS天線接口;CODER板卡實(shí)現(xiàn)對(duì)TS流的編碼和檢測(cè)，具有SMA的1PPS外部信號(hào)端口;RF-Board板卡實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的調(diào)制和上變頻，進(jìn)過自動(dòng)補(bǔ)償放大器和輸出濾波器，實(shí)時(shí)輸出高質(zhì)量的射頻信號(hào)。激勵(lì)器帶有輸出功率監(jiān)測(cè)接口。激勵(lì)器單元由12V供電，由4臺(tái)風(fēng)扇散熱。

3. R&S?PHU901 UHF 功率放大器

PHU901 UHF功率放大器頻率寬帶范圍為470MHz — 860MHz，覆蓋整個(gè)U段，輸出功率1350W。地面數(shù)字電視可工作在 DVB?T/H、 DVB?T2、，ATSC、 ATSC Mobile、ISDB?TB等模式，模擬電視可工作在B/G、 D/K等模式。末級(jí)放大模塊選用飛利浦BLF888B型LDMOS晶體管模塊，器件穩(wěn)定可靠。功放單元由射頻控制級(jí)、相位控制單元、前級(jí)預(yù)放級(jí)、推動(dòng)級(jí)、功率分配與合成、末級(jí)放大級(jí)及開關(guān)電源組成。放大器框圖如圖四所示，功放控制板卡與射頻控制級(jí)通過CANBUS總線連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻的控制和檢測(cè)。總開關(guān)電源由三組2KW獨(dú)立電源模塊組成，單獨(dú)一組2KW電源模塊就可維持整個(gè)電源模塊的工作，具有很高的冗余度。三組電源模塊并聯(lián)輸出同時(shí)為前級(jí)放大、控制板、末級(jí)放大供電，安全性能很高。2KW電源模塊由220V供電，輸出24V-50V的直流電壓。

4. 冷卻系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)由TH9-C1水泵單元和TH9-C2熱交換器組成，為發(fā)射機(jī)的末級(jí)功放和輸出濾波器散熱。冷卻系統(tǒng)采用Antifrogen N型防凍液，純液可以達(dá)到零下-45℃的防凍效果。TH9-C1水泵單元采用兩個(gè)水泵串聯(lián)工作模式，當(dāng)一個(gè)水泵故障時(shí)，發(fā)射機(jī)可采用維護(hù)模式工作，在線更換故障水泵，不影響發(fā)射機(jī)的工作，大大提高了發(fā)射機(jī)的穩(wěn)定性。TCE900控制單元可以根據(jù)發(fā)射機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行情況控制水泵的流量。TH9-C2熱交換器單元采用的兩個(gè)風(fēng)扇并聯(lián)工作，發(fā)射機(jī)溫度檢測(cè)端口及時(shí)檢測(cè)發(fā)射機(jī)的出水和回水溫度，反饋給發(fā)射機(jī)的R&S?TCE900控制單元，控制單元可以及時(shí)調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而把水溫控制在合理的溫度范圍內(nèi)。

5. 軟件升級(jí)

為了提升發(fā)射機(jī)的運(yùn)行安全與使用操作，解決系統(tǒng)的一些 bug，可對(duì)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，方法如下：

⑴更改電腦的IP地址，與192.168.58.254一個(gè)號(hào)段。

⑵使用網(wǎng)線，連接電腦網(wǎng)口至發(fā)射機(jī)前面板網(wǎng)口。

⑶在發(fā)射機(jī)主菜單下，點(diǎn)擊＼Task View＼software＼system control，進(jìn)入升級(jí)界面：點(diǎn)擊 Start Update。

⑷Update status 顯示黃色的Started，然后再點(diǎn)擊下面的software，回到上一級(jí)菜單后點(diǎn)擊TxA，如果是雙激勵(lì)，再點(diǎn)擊Exiter A，進(jìn)入激勵(lì)器A的升級(jí)菜單，點(diǎn)擊”Start Update”后，再回到上一級(jí)菜單，點(diǎn)擊Exciter B，進(jìn)入激勵(lì)器B升級(jí)菜單，點(diǎn)擊“Start Update”。

⑸如果是雙激勵(lì)器的話，會(huì)出現(xiàn)3臺(tái)TCE900，勾選3臺(tái)TCE900后，點(diǎn)擊install。

R&STHU9液冷數(shù)字電視發(fā)射機(jī)在天塔機(jī)房運(yùn)行五年多時(shí)間，性能良好，穩(wěn)定可靠，希望本文能對(duì)同行提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]數(shù)字電視國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室（北京）編著.地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)與覆蓋網(wǎng)絡(luò)[M].北京：科學(xué)出版社.2012

作者簡(jiǎn)介：張志軍，天津市人，副高級(jí)工程師，研究方向：從事廣播電視發(fā)射機(jī)運(yùn)行維護(hù)工作。