數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展

許宗華

（作者單位：黑龍江人民廣播電臺(tái)九一七臺(tái)）

1 數(shù)字中波的發(fā)展進(jìn)程

美國(guó)于20世紀(jì)90年代中期對(duì)數(shù)字廣播技術(shù)進(jìn)行持續(xù)研究，2002年誕生了IBOC數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)MRSC-5C已獲得國(guó)際電聯(lián)的認(rèn)可[1]。1989年，歐洲也提出使用數(shù)字版權(quán)管理技術(shù)來(lái)提高中波傳輸?shù)馁|(zhì)量。我國(guó)自主研制的DRM10 kW數(shù)字中波發(fā)射機(jī)已在大連、麗江等地有效運(yùn)行，通過(guò)增加適配板和數(shù)字基帶編碼調(diào)制器，實(shí)現(xiàn)了模擬和數(shù)字廣播。

2 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的構(gòu)成

2.1 射頻系統(tǒng)

射頻系統(tǒng)的功能反映在信號(hào)傳輸中，射頻系統(tǒng)由功率合成器、功率放大器、驅(qū)動(dòng)前級(jí)和激勵(lì)信號(hào)源組成，是保證信號(hào)傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵，也是系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要手段[2]。技術(shù)人員通過(guò)射頻系統(tǒng)可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大和傳播，進(jìn)一步提高信號(hào)傳輸質(zhì)量，給聽(tīng)眾帶來(lái)更好的聽(tīng)覺(jué)效果。此外，射頻系統(tǒng)還包含機(jī)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)，由調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和帶濾波器組成，二者都具有非常重要的作用。

2.2 音頻系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)由轉(zhuǎn)換器、編碼器和音頻處理器組成，該系統(tǒng)的功能是對(duì)采集到的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，確保音頻信號(hào)與射頻系統(tǒng)一致[3]。通過(guò)這種方式，音頻信號(hào)可以更好地傳播，實(shí)現(xiàn)編碼的轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)的傳輸，這是數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的重要功能。對(duì)于解碼器來(lái)說(shuō)，其作用反映在二進(jìn)制音頻信號(hào)的轉(zhuǎn)換中，并確定射頻輸出功率，以保證信號(hào)的質(zhì)量。

2.3 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)服務(wù)功能是數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的重要組成部分，控制系統(tǒng)可以有效地控制整個(gè)數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)，通過(guò)控制程序電路，實(shí)現(xiàn)故障的自動(dòng)檢測(cè)，這是保證發(fā)射機(jī)安全運(yùn)行的重要措施。

2.4 供電系統(tǒng)

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的運(yùn)行需要電能的支持，供電系統(tǒng)能夠保證科學(xué)合理地供電。該系統(tǒng)根據(jù)發(fā)射機(jī)的發(fā)射要求合理地調(diào)節(jié)和控制電源，有利于提高電源的穩(wěn)定性。為避免過(guò)熱，有必要將散熱冷卻系統(tǒng)整合到供電系統(tǒng)中，以保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行[4]。

2.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)中波廣播的實(shí)時(shí)播出，而且能夠遠(yuǎn)程控制信號(hào)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用是保證發(fā)射機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的作用將不斷增強(qiáng)。

3 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)

3.1 多路信號(hào)源技術(shù)

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)不局限于單個(gè)廣播信號(hào)源，而是包含多路徑的系統(tǒng)信號(hào)源。近年來(lái)，多通道信號(hào)源數(shù)字廣播發(fā)射處理技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，體現(xiàn)了多通道信號(hào)源的實(shí)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)于中波廣播發(fā)射接收處理裝置，基于多通道信號(hào)源的廣播數(shù)據(jù)采集、信息接收、數(shù)據(jù)傳輸和監(jiān)控模塊可以獨(dú)立運(yùn)行，有效地防止了各設(shè)備模塊之間相互干擾[5]。發(fā)射機(jī)對(duì)于模擬廣播數(shù)據(jù)原始傳輸信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換處理，借助D/A板進(jìn)行信號(hào)模擬轉(zhuǎn)換，并增加了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控功能。廣播數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)多信道系統(tǒng)信號(hào)源網(wǎng)絡(luò)，能夠達(dá)到清晰的傳輸效果，有效地控制了數(shù)據(jù)失真安全風(fēng)險(xiǎn)。壓縮傳輸處理的技術(shù)手段是提前壓縮光波傳輸內(nèi)容，并將壓縮后的廣播電視數(shù)據(jù)內(nèi)容傳輸?shù)綌?shù)據(jù)接收終端。目前，廣播電視技術(shù)人員可以重點(diǎn)選擇雙纖三波和單纖雙波兩種網(wǎng)絡(luò)模式，以保證網(wǎng)關(guān)設(shè)備在鏈路中正常運(yùn)行，方便接收數(shù)據(jù)信號(hào)。

3.2 意外斷電保護(hù)技術(shù)

廣播信號(hào)載有關(guān)鍵的新聞內(nèi)容，如果傳輸設(shè)備突然發(fā)生供電中斷，則廣播新聞內(nèi)容不能完成傳輸，從而嚴(yán)重影響廣播新聞效果。因此，廣播電視臺(tái)應(yīng)為中波發(fā)射機(jī)配備必要的斷電保護(hù)模塊，具有數(shù)字和信息功能的斷電保護(hù)系統(tǒng)可直接連接到廣播發(fā)射模塊，保證廣播數(shù)據(jù)輸入正常[6]。廣播數(shù)據(jù)傳送一旦出現(xiàn)異常情況，便會(huì)立即啟動(dòng)報(bào)警模組，以確保相關(guān)人員能夠及時(shí)察覺(jué)突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)因素，從而保障廣播數(shù)據(jù)的安全傳送。

3.3 控制界面的切換處理技術(shù)

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的控制接口設(shè)有切換處理模塊，可以準(zhǔn)確切換信號(hào)源的數(shù)據(jù)。利用解調(diào)模塊的功能，數(shù)據(jù)可以自動(dòng)傳輸和處理，確保數(shù)字中波系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收到數(shù)據(jù)。靈活選擇手動(dòng)切換和自動(dòng)切換兩種方式，提高系統(tǒng)控制接口的運(yùn)行效率。光纖通信系統(tǒng)的核心部件包括光發(fā)射機(jī)、傳輸繼電器、光接收裝置、光纖線路等。光纖通信模式有利于確保信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，并降低傳播中數(shù)據(jù)丟失的可能性，為保證信號(hào)內(nèi)容的及時(shí)性和準(zhǔn)確性提供必要的技術(shù)支持。

4 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的優(yōu)勢(shì)

4.1 工藝優(yōu)化

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的應(yīng)用取得了較好的效果，在生產(chǎn)工藝方面對(duì)數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化，并在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中采用了集成化方式，極大地減小了設(shè)備規(guī)模，進(jìn)一步提高了發(fā)射機(jī)的性能，保證廣播質(zhì)量。工藝的優(yōu)化關(guān)系到技術(shù)發(fā)展，過(guò)去廣播業(yè)使用的技術(shù)在整體水平上存在一些缺陷，性能不完善，部分功能難以發(fā)揮。此外，傳統(tǒng)的技術(shù)依賴于硬件，設(shè)備容量大，占用空間,一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，其維修需要花費(fèi)大量時(shí)間。經(jīng)過(guò)優(yōu)化后，發(fā)射機(jī)硬件得到優(yōu)化，電子管的廣泛應(yīng)用，不僅縮減了設(shè)備體積，還提高了設(shè)備性能。對(duì)于元器件而言，主要采用高阻抗性能的晶體管，能夠基于輸入電壓控制輸出電流，促使中波廣播發(fā)射機(jī)具有良好的穩(wěn)定性。此外，還有效地延長(zhǎng)了發(fā)射機(jī)的使用壽命，進(jìn)一步保證了節(jié)目播出的質(zhì)量。

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)還具有抗干擾的優(yōu)勢(shì)，減少了發(fā)射信號(hào)磁場(chǎng)等因素的影響[7]。傳統(tǒng)的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，容易出現(xiàn)信號(hào)失真或丟失等異常情況，而數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)的不足，有效地提高了系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性和信號(hào)的傳輸速率。

4.2 運(yùn)行可靠

運(yùn)行可靠性是數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)，發(fā)送端能否可靠地運(yùn)行決定了節(jié)目的收聽(tīng)質(zhì)量。傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)的影響因素多，極易出現(xiàn)中斷問(wèn)題。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，會(huì)影響用戶黏性，阻礙行業(yè)的發(fā)展。為了提高運(yùn)行的可靠性，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)在分析原有發(fā)射機(jī)缺陷的同時(shí)，對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化，集成了各種功能，并在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了自調(diào)節(jié)功能，減少了發(fā)射機(jī)信號(hào)中斷的現(xiàn)象。此外，各子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的功能具有相互獨(dú)立性，即使某一模塊出現(xiàn)故障問(wèn)題，也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)整體造成損傷。

4.3 效益提升

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)具有多種功能，其中自動(dòng)調(diào)節(jié)功能尤為顯著，可以保證設(shè)備始終處于最佳工作狀態(tài)，不僅減少了人為操作，而且明顯提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)可以提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率，合理降低運(yùn)行成本。此外，采用變壓器功率合成技術(shù)，可以有效降低設(shè)備的功率需求，貫徹節(jié)能發(fā)展理念，進(jìn)而獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

5 數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展方向

5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化可以有效地提高其性能，而結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)鍵是選擇合適的工藝，確保優(yōu)化深度。首先，合理選擇工藝，可以有效地提高發(fā)射機(jī)的整體性能，促進(jìn)廣播事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此，工藝的合理選擇也是數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的主要發(fā)展方向。發(fā)射機(jī)的運(yùn)行依賴于大量的硬件，硬件的大小在一定程度上反映了發(fā)射機(jī)的狀態(tài)。目前的技術(shù)水平可以對(duì)發(fā)射機(jī)設(shè)備體積進(jìn)行縮小并能提高信號(hào)傳輸速率。今后，廣播行業(yè)需要繼續(xù)改進(jìn)工藝，這對(duì)于進(jìn)一步改善設(shè)備結(jié)構(gòu)具有重要意義。其次，確保優(yōu)化深度。優(yōu)化深度也會(huì)影響發(fā)射機(jī)的性能。以往數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)雖然可以達(dá)到發(fā)射信號(hào)和傳輸信號(hào)的目的，但仍然存在一些問(wèn)題，發(fā)射機(jī)需要保持長(zhǎng)期運(yùn)行的狀態(tài)，極易造成設(shè)備老化問(wèn)題，嚴(yán)重縮短使用壽命[8]。現(xiàn)在技術(shù)人員在發(fā)射機(jī)的運(yùn)行中應(yīng)采用冷卻系統(tǒng)，可以使其溫度穩(wěn)定在一個(gè)合理狀態(tài)，減少過(guò)熱問(wèn)題。

5.2 改善系統(tǒng)功能

首先，內(nèi)部系統(tǒng)功能的改進(jìn)。目前，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的抗干擾性能取決于系統(tǒng)本身，進(jìn)一步改進(jìn)系統(tǒng)功能可以提高抗干擾性能，改善信號(hào)傳輸質(zhì)量，廣播業(yè)可以通過(guò)研究發(fā)射機(jī)的無(wú)線電頻率，借助多種設(shè)備擴(kuò)大功率，提高發(fā)射機(jī)的內(nèi)部性能。其次，避免外界環(huán)境的影響。廣播行業(yè)需要對(duì)數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其避免外界環(huán)境的影響，這對(duì)提高發(fā)射率具有重要價(jià)值。減少外部環(huán)境的影響也是發(fā)射機(jī)未來(lái)的發(fā)展方向之一，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等可為提高信號(hào)傳輸效果提供支持?，F(xiàn)階段，我國(guó)加快了科技研發(fā)步伐，廣播行業(yè)在科技利用方面也在不斷變革。有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)著力減少干擾因素，進(jìn)一步提高中波傳輸?shù)馁|(zhì)量。此外，應(yīng)積極創(chuàng)新廣播形式，引進(jìn)多樣化的信息處理方法，提高數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量。

5.3 確保音質(zhì)水平

良好的音質(zhì)是數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)整體改進(jìn)的方向，發(fā)射機(jī)的最終目的是準(zhǔn)確地傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，應(yīng)該更多地滿足廣播聽(tīng)眾的需求。因此，在當(dāng)前形勢(shì)下，應(yīng)該把完善和優(yōu)化數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的總體實(shí)施思路體現(xiàn)在保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量上，結(jié)合處理技術(shù)確保音質(zhì)水平達(dá)標(biāo)。

5.4 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中波發(fā)射處理

在數(shù)字中波廣播信號(hào)傳輸處理過(guò)程中，外界環(huán)境因素容易干擾中波傳輸儀器，導(dǎo)致廣播信號(hào)傳輸失真。在雷電沖擊波的強(qiáng)烈影響下，數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)頻率波動(dòng)現(xiàn)象，造成聲音質(zhì)量受損。從技術(shù)改進(jìn)和創(chuàng)新實(shí)踐的角度出發(fā)，應(yīng)積極探索新的技術(shù)手段，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)信號(hào)數(shù)據(jù)的失真，確定廣播數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定傳輸[9]。此外，電磁感應(yīng)會(huì)形成強(qiáng)烈的沖擊波，一旦進(jìn)入中波發(fā)射系統(tǒng)區(qū)域，該區(qū)域的電流磁場(chǎng)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速增加。中波輸電系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)、電纜等基礎(chǔ)設(shè)施可能發(fā)生故障，造成線路大面積燒毀。針對(duì)這種情況，應(yīng)設(shè)置防雷層，確保動(dòng)力傳輸電壓強(qiáng)度控制在1 500 V以內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)將浪涌保護(hù)器連接到電源低壓開(kāi)關(guān)位置，以確保電源進(jìn)入線路系統(tǒng)得到保護(hù)。

5.5 智能控制

由于數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)相互依存，利用自動(dòng)化技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的安全性就顯得非常重要，這些應(yīng)用需要在規(guī)模、運(yùn)行、維護(hù)等方面進(jìn)行投入，采用自動(dòng)化的方式進(jìn)行信號(hào)采集和發(fā)送。同時(shí)，通過(guò)智能控制減少故障。人工操作的精度難以保證，加之各種未知因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)射信號(hào)不穩(wěn)定問(wèn)題。發(fā)射機(jī)雖然具有故障自動(dòng)檢測(cè)和預(yù)警功能，但缺乏故障處理能力，人工干預(yù)仍是主要手段。今后，通過(guò)應(yīng)用智能控制技術(shù)，提高設(shè)備的安全性十分必要。此外，不斷完善功能性。隨著數(shù)字中波廣播發(fā)送機(jī)的發(fā)展，在技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，還應(yīng)逐步開(kāi)發(fā)智能交互能力，充分挖掘數(shù)字廣播的潛力，為人們提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

5.6 安全運(yùn)行

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)故障進(jìn)行預(yù)警和提示，能夠幫助技術(shù)人員及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，大大提高故障排除的效率。為確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)內(nèi)應(yīng)用了大量新技術(shù)，如供電系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，這些新技術(shù)的應(yīng)用也加強(qiáng)了系統(tǒng)的內(nèi)部連接性[10]?，F(xiàn)代新技術(shù)使內(nèi)部工作結(jié)構(gòu)、音頻轉(zhuǎn)換格式和傳輸技術(shù)之間的聯(lián)系更加緊密，大大縮短了音頻產(chǎn)生所需的時(shí)間。同時(shí)，新增的監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以加強(qiáng)自我調(diào)節(jié)功能，而且可以提高維護(hù)效率，降低維護(hù)成本。

5.7 成本降低

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的故障率大大降低，維護(hù)費(fèi)用自然會(huì)降低。為加強(qiáng)成本控制，應(yīng)注意降低中波廣播系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障的概率。同時(shí)，引進(jìn)人才也十分重要，廣電單位和地方高校可以合作建立培訓(xùn)基地，不斷培養(yǎng)所需的優(yōu)秀人才。此外，積極順應(yīng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，引進(jìn)新技術(shù)和新管理方法，鼓勵(lì)技術(shù)人員開(kāi)展科研活動(dòng)。

5.8 拓展數(shù)字中波廣播發(fā)射裝置的使用范圍

目前，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的使用范圍還有待擴(kuò)大，以保證準(zhǔn)確地傳輸和處理各種廣播數(shù)據(jù)信號(hào)，還要注意合理控制傳輸成本。在此基礎(chǔ)上，技術(shù)人員可通過(guò)改造信號(hào)處理和傳輸效果，合理擴(kuò)大中波數(shù)據(jù)的傳輸覆蓋范圍，特別是對(duì)于天氣、交通等重要廣播節(jié)目，保證數(shù)字中波傳輸網(wǎng)絡(luò)的完全覆蓋。

6 結(jié)語(yǔ)

廣播事業(yè)的發(fā)展，得益于相關(guān)設(shè)備的改進(jìn)。數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)作為信號(hào)傳輸?shù)闹饕O(shè)備，與過(guò)去相比有了明顯的進(jìn)步，但在未來(lái)仍有較好的發(fā)展前景，技術(shù)人員應(yīng)積極研究發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)和工藝，提高系統(tǒng)功能的自動(dòng)化程度，從而促進(jìn)廣播行業(yè)的良好發(fā)展。