GME11D13P數(shù)字電視發(fā)射機(jī)原理及維護(hù)

吳炎鑫

（山西廣播電視無(wú)線管理中心老軍營(yíng)電視發(fā)射中心，山西太原，030000）

1 整機(jī)結(jié)構(gòu)

該數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的基本組成與普通模擬電視發(fā)射機(jī)基本相同，激勵(lì)器用來(lái)對(duì)數(shù)字碼流進(jìn)行信源編碼與信道編碼以及數(shù)字信號(hào)調(diào)制、功放單元對(duì)調(diào)制后的射頻信號(hào)進(jìn)行放大、主控單元對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行集中控制、電控單元控制發(fā)射機(jī)整體電源、開(kāi)關(guān)電源為發(fā)射機(jī)提供電源、無(wú)源部件(分配器、合成器、濾波器、定向耦合器等)完成信號(hào)分配合成以及濾波功能、冷卻系統(tǒng)七個(gè)部分組成。整機(jī)如圖1 所示。

圖1 整機(jī)原理框圖

發(fā)射機(jī)工作頻率為UHF470-860MHz 范圍，可通過(guò)激勵(lì)器面板按鈕進(jìn)行調(diào)節(jié)，并符合GB/T14433-1993 規(guī)定，整機(jī)輸出標(biāo)稱(chēng)功率為1KW，調(diào)制誤差率（MER）≥38dB,帶外頻譜特性符合GM20600-2006 中帶外模板的有關(guān)規(guī)定，在單頻網(wǎng)工作模式下（SFN）頻率準(zhǔn)確度為±1Hz，在多頻網(wǎng)工作模式下為±100Hz，整機(jī)工作效率為30%。

1.1 激勵(lì)器

發(fā)射機(jī)激勵(lì)器符合國(guó)家數(shù)字電視地面廣播傳輸標(biāo)準(zhǔn)（GB20600-2006），可以同時(shí)符合我國(guó)單頻網(wǎng)(SFN)和多頻網(wǎng)(MFN)兩種工作模式，支持移動(dòng)和固定接收，傳輸速率最大可達(dá)32Mbps。激勵(lì)器可對(duì)傳輸碼流進(jìn)行自動(dòng)校正，用以抵消發(fā)射機(jī)功率放大器帶來(lái)的非線性失真，提高功放的利用效率；激勵(lì)器還通過(guò)校正末級(jí)帶通濾波器或多工器的幅度和群時(shí)延頻響，提高發(fā)射系統(tǒng)的MER。發(fā)射機(jī)裝配有兩臺(tái)激勵(lì)器，通過(guò)信號(hào)合成功能，將兩臺(tái)激勵(lì)器輸出信號(hào)合成一路信號(hào)，并將信號(hào)輸出到下一級(jí)，該合成器主要完成信號(hào)的選擇功能。如果當(dāng)前系統(tǒng)使用主用激勵(lì)器則將主用激勵(lì)器的信號(hào)輸出到下一級(jí)，如果選擇備用激勵(lì)器則亦然。

1.2 功放模塊

發(fā)射機(jī)采裝配有1 個(gè)前級(jí)功放，3 末級(jí)功率放大器以及其他無(wú)源器件組成，其中前級(jí)放大器由前級(jí)放大板、末前級(jí)放大板組成。

前級(jí)功放主要對(duì)激勵(lì)器輸出的微弱信號(hào)進(jìn)行第一次放大，該放大倍數(shù)一般在10dB 左右。3 個(gè)末級(jí)功放模塊是發(fā)射機(jī)信號(hào)放大的主要部件，每個(gè)末級(jí)功放板裝配有由2 只飛利浦生產(chǎn)的LDMOS 場(chǎng)效應(yīng)管BLF888B，每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管與其外圍電路構(gòu)成一個(gè)單管放大器，兩個(gè)單管放大器輸出相位相差 90°，2 組同樣的末級(jí)功放板再經(jīng)二合成器進(jìn)行功率合成，其每個(gè)攻防模塊輸出功率大于400W，實(shí)際工作中模塊可互換使用。該功放模塊允許輸入470～860MHz 信號(hào)，功放管工作在甲乙類(lèi)，功率增益≥47dB。見(jiàn)圖2。

圖2 功放模塊內(nèi)部圖

1.3 主控單元

主控單元是整個(gè)發(fā)射機(jī)的集中監(jiān)控中心，通過(guò)各種信號(hào)采集實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射機(jī)的激勵(lì)器、主備激勵(lì)器倒換、功放模塊、電源模塊以及天饋部分進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。用戶(hù)可通過(guò)主控單元外接觸摸屏對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行集中控制。

1.4 電控單元

電控單元對(duì)發(fā)射機(jī)的整體電源系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過(guò)電源控制器、交流接觸器等器件實(shí)現(xiàn)控制。主要為發(fā)射機(jī)風(fēng)機(jī)、主控單元、激勵(lì)器、電控單元、功放、開(kāi)關(guān)電源等模塊供電。電控主板是電源及風(fēng)機(jī)控制子系統(tǒng)的主控制板，它包括CPU 及看門(mén)狗電路、地址譯碼器、開(kāi)關(guān)機(jī)固態(tài)繼電器控制、開(kāi)關(guān)機(jī)按鍵控制、RS485 接口、直流風(fēng)機(jī)控制及備用檢測(cè)接口等部分。如圖3 所示。

圖3 電源及風(fēng)機(jī)測(cè)控系統(tǒng)圖

電控電源主要完成整個(gè)發(fā)射機(jī)電源、通過(guò)各種接口對(duì)開(kāi)關(guān)電源、激勵(lì)器、切換器、功放模塊等器件的狀態(tài)數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)送與中央控制單元、分配各個(gè)部件電源通斷的先后順序、預(yù)留對(duì)外接口設(shè)備互鎖，除此之外，發(fā)射機(jī)支持外電閃落功能，即在整機(jī)電控程序中有外電閃落時(shí)自動(dòng)保存數(shù)據(jù)功能，即：設(shè)備不受斷電的影響保存設(shè)置參數(shù)，在斷電恢復(fù)后，可調(diào)用斷電前得配置參數(shù)，自動(dòng)恢復(fù)工作，即記憶到斷電前工作狀態(tài)。

本機(jī)采用AC380V 三相四線制平衡式輸入，以保證各相功率相同。整機(jī)開(kāi)關(guān)電源3 個(gè)采用并聯(lián)均流輸出，單個(gè)開(kāi)關(guān)電源2.9KW，數(shù)字電視1KW 采用3 個(gè)，功率冗余較大；設(shè)計(jì)中加入了防雷、放短路等保護(hù)電路，另外并聯(lián)均流方式輸出可以多層冗余保證措施，可以在單個(gè)電源發(fā)生故障情況下設(shè)備仍能正常工作。

開(kāi)關(guān)電源檢測(cè)控制板是電控單元的下位機(jī)，它負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)射機(jī)功放電源進(jìn)行檢測(cè)和控制。其主要負(fù)責(zé)3 個(gè)開(kāi)關(guān)電源的輸出電流、開(kāi)關(guān)電源的報(bào)警輸出，其中包括過(guò)壓、欠壓、過(guò)流。將信息上報(bào)電控單元，接收并執(zhí)行電控單元的指令。

1.5 無(wú)源部件

無(wú)源部分主要有激勵(lì)器二合成器、微帶三分配器、三合成器、帶通濾波器；發(fā)射機(jī)激勵(lì)器輸出自帶負(fù)載吸收，通過(guò)信號(hào)二合成電路實(shí)現(xiàn)雙擊利器輸出。激勵(lì)器實(shí)現(xiàn)寬帶輸入，二合成電路實(shí)現(xiàn)在一定評(píng)論范圍，實(shí)現(xiàn)兩路功率的均勻合成，保證各端口之間高的隔離度及各端口的低反射系數(shù)；定向耦合器采用Ф41.3 三頭定向耦合器；三分配器實(shí)現(xiàn)對(duì)激勵(lì)器輸出信號(hào)進(jìn)行平均分配到三個(gè)末級(jí)功率放大器中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。分配器內(nèi)置吸收負(fù)載；帶狀線三合成器，采用懸置帶線結(jié)構(gòu)，在較寬的頻率范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)兩路功率的合成，同時(shí)保證各端口之間的隔離度；帶通濾波器采用六腔同軸形式，并帶有附加耦合，完全滿(mǎn)足數(shù)字發(fā)射機(jī)的要求。

1.6 冷卻系統(tǒng)

良好的冷卻系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)正常工作的有效保障，本發(fā)射機(jī)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱方式。

整機(jī)冷卻系統(tǒng)是通過(guò)兩個(gè)低噪聲離心風(fēng)機(jī)為3 個(gè)功放單元吹風(fēng)散熱組成，雙離心風(fēng)機(jī)可以構(gòu)成相互主備備份，兩個(gè)風(fēng)機(jī)供電獨(dú)立，可以分別通斷，實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)；功放散熱器采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)散熱材料鋁質(zhì)鏟齒技術(shù)，散熱效率高效。

離心風(fēng)機(jī)吹出的冷風(fēng)從功放散熱器后端面分別進(jìn)入各個(gè)功放,通過(guò)與功放散熱器進(jìn)行熱交換后，由機(jī)柜頂蓋前側(cè)的上出風(fēng)口排出熱風(fēng)，完成功放單元的風(fēng)冷散熱過(guò)程。機(jī)柜頂部靠前端有出風(fēng)口，機(jī)柜后門(mén)和側(cè)門(mén)有進(jìn)風(fēng)口。

2 發(fā)射機(jī)日常維護(hù)

（1）外觀檢查

外觀檢查主要包括發(fā)射機(jī)指示燈是否正常，防塵網(wǎng)是否清潔，風(fēng)機(jī)是否正常工作，進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口是否有堵塞，發(fā)射機(jī)表面是否清潔，如果有出現(xiàn)以上情況要及時(shí)清潔，風(fēng)扇故障要及時(shí)跟換風(fēng)機(jī)，以保證征集散熱。

（2）灰塵清理

發(fā)射機(jī)在使用過(guò)程中要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家廣電總局62 號(hào)令要求，執(zhí)行好周檢、季檢以及年檢工作。要保證發(fā)射機(jī)工作環(huán)境的清潔，溫度與濕度保持在正常范圍，對(duì)發(fā)射機(jī)散熱系統(tǒng)要及時(shí)清理，保證風(fēng)道暢通，風(fēng)機(jī)正常，發(fā)射機(jī)正常散熱。

（3）防塵網(wǎng)的清洗方法

防塵網(wǎng)可用吹風(fēng)機(jī)吹，也可濾用水清洗，但清洗后一定要晾干再裝入發(fā)射機(jī)，經(jīng)常查看防塵網(wǎng)是否有塵土及時(shí)清理。

3 友好的人機(jī)交互界面

該發(fā)射機(jī)的所有設(shè)置通過(guò)觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，觸摸屏整體顯示發(fā)射機(jī)格功能模塊以及信號(hào)走向，通過(guò)點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕可查詢(xún)?cè)O(shè)置，面板顯示圖如圖4 所示。

圖4 面板顯示圖

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著廣播電視發(fā)射機(jī)固態(tài)化程度的提高，使發(fā)射機(jī)故障率減小，但故障率低也會(huì)導(dǎo)致廣大值機(jī)員出現(xiàn)盲目自信、麻痹大意的心理出現(xiàn)。因此發(fā)射機(jī)的日常檢修維護(hù)成為了目前保障廣播電視安全播出的重要手段，在日常檢修中要注意整機(jī)散熱系統(tǒng)檢修、大電流節(jié)點(diǎn)檢查、運(yùn)行環(huán)境溫濕度維護(hù)、發(fā)射機(jī)過(guò)濾網(wǎng)以及整機(jī)清潔等，確保發(fā)射機(jī)健康工作。