700MHz地面數(shù)字電視移頻發(fā)射機利舊改頻可行性分析

李國新

包頭市廣播電視微波監(jiān)測中心 內(nèi)蒙古 包頭市 014010

1 發(fā)射機改頻技術(shù)可行性分析

按照電視工作波段分類，可分為米波（包括I、III波段）和分米波（IV、V波段）。此次國家700MHz移頻規(guī)劃相關(guān)波段為分米波段。早期的發(fā)射設(shè)備為了滿足優(yōu)異的指標，功放單元基本是按照波段來進行設(shè)計，這為利舊改頻中的重點和難點的功放指標調(diào)整提供了可能。

1.1 發(fā)射機組成

包頭市本地節(jié)目41CH使用的500W地面數(shù)字電視發(fā)射機由兩臺數(shù)字自適應校正激勵器、系統(tǒng)控制器、兩個350W功率放大器、兩個2.5kW開關(guān)電源、六腔帶通濾波器、分配/合成器、定向耦合器、風冷系統(tǒng)等組成。

500W數(shù)字發(fā)射機組成框圖如圖1所示。

圖1 500W數(shù)字發(fā)射機組成框圖

1.2 改頻重點

1.2.1 激勵器改造

激勵器是整個發(fā)射系統(tǒng)的核心部分，承載著數(shù)字信號調(diào)制、變頻、放大和驅(qū)動等功能。激勵器工作頻率為470～870MHz連續(xù)可調(diào)，符合GB/T 14433-1993規(guī)定。包頭市廣播電視微波監(jiān)測中心使用的激勵器內(nèi)置中間推動級，在改頻時需對激勵器工作在33CH時進行指標測試，必要情況下對推動級功放單元進行匹配調(diào)試和功放管的靜態(tài)偏置電壓調(diào)整，以保證其在33CH工作時的線性指標。

1.2.2 功率分配合成器改造

數(shù)字500W發(fā)射機分配合成器采用3dB功率合成方式，通過采用寬邊耦合帶狀線的方式實現(xiàn)，既滿足了大功率的功率合成與分配，又保證功分器具有良好的隔離度，且電路體積較小。在改頻時應將分配合成器進行指標測試，看是否滿足改頻后33CH發(fā)射機使用的要求，根據(jù)測試情況再重新調(diào)試或更換，以滿足頻響、隔離度、插損、阻抗匹配等指標的要求。本次改頻帶寬為64MHz，因此只需在原有基礎(chǔ)上進行微調(diào)即可。

1.2.3 350W功放單元改造

350W功放單元是一個獨立的插件，包含前級放大器、末級放大器、分配器、合成器、采樣電路和監(jiān)控電路組成，各單元電路均安裝在一塊散熱基板，使用的場效應管為BLF888A。

末級功放改造是本次發(fā)射機改頻項目重中之重，其技術(shù)指標可以影響到整機工作的穩(wěn)定性、可靠性、以及整機的技術(shù)參數(shù)。在改頻時除了對功放單元內(nèi)部的分配合成部分進行調(diào)試外，還對功放電路板進行重新調(diào)試，例如將功放板上的老化電容進行了更換；對輸出匹配電容進行調(diào)整；將功放管柵偏壓進行調(diào)整使功放管靜態(tài)電流工作在1.5A左右。

1.2.4 輸出濾波器改造

濾波器單元其主要作用為提高帶外諧波抑制能力，避免帶外諧波干擾。一般均使用6腔帶通腔體濾波器，在改頻時應對各腔體重新調(diào)試，若改頻頻率超過濾波器設(shè)計帶寬，只能更換處理。

1.2.5 定向耦合器改造

耦合單元為整機提供正反向檢波電壓、大環(huán)AGC控制電壓、激勵器校正所需的反饋射頻信號及檢測射頻信號。當頻率的改變引起耦合量的變化，導致檢波電壓、AGC電壓和反饋信號的變化，在改頻后需對其進行耦合量的調(diào)整，以便真實的反映發(fā)射機的工作狀態(tài)。

1.2.6 系統(tǒng)控制器改造

系統(tǒng)控制器主要負責發(fā)射機和各功能組件的集中管理，承擔主備激勵器的切換，實現(xiàn)與功放、主備激勵器、開關(guān)電源和遠程PC機等的通信。在改頻時只需要進行功率參數(shù)校準和保護門限的校正。

1.3 改頻難點

此次改頻由41CH改至33CH，難點在于要確保改頻后的發(fā)射機各項指標符合國家標準。具體分析如下：

1.3.1 設(shè)備的穩(wěn)定性

對設(shè)備改頻前的運行情況應有充分的了解，機房環(huán)境是否理想，機房散熱以及防灰塵條件是否良好，查閱以往工作日志，設(shè)備狀態(tài)是否穩(wěn)定。任何電子設(shè)備在運行時都有嚴格的溫度范圍要求，溫度偏高會導致電子元件的性能降低，使用壽命縮短，降低絕緣性能，從而加速元器件及材料的老化，縮短設(shè)備的使用壽命。因此，在改頻前應對發(fā)射機各部件的狀態(tài)進行全面的檢測和評估，對于一些老化的有隱患的元器件必須更換。

1.3.2 功放線性

末級功放改造是本次發(fā)射機改頻項目重中之重，功放指標的好壞決定整機的指標好壞，影響接收用戶的接收效果。為了滿足末級功放改頻到33CH上的良好指標，除了對功放單元里的分配合成進行調(diào)試外，還對功放板輸出匹配電容進行調(diào)整，對場效應管的靜態(tài)工作點進行調(diào)整，使功放管工作在線性區(qū)間。

1.3.3 功放效率

功放的線性度和效率是一對矛盾體，線性輸出的結(jié)果是以犧牲效率為前提。因此在改頻中除了要保證功放的線性外，還得保證功放的效率，在滿足功放的線性指標的同時最大限度的提高功放的效率。

1.4 指標測試

發(fā)射機改頻時主要對功放的頻響、整機的帶肩比和MER進行測試。

頻響測試框圖如圖2所示。

圖2 功放頻響測試框圖

發(fā)射機改頻前功放頻響如圖3所示。

圖3 改頻前功放頻響

改頻后功放頻響如圖4所示。

圖4 改頻后功放頻響

改頻后發(fā)射機主要指標測試：

（1）帶肩比指標如圖5所示；

圖5 改頻后發(fā)射機帶肩比指標

（2）MER指標如圖6所示。

圖6 改頻后發(fā)射機MER指標

通過改頻后實測指標與國家標準對比，改頻后的設(shè)備指標和性能完全符合要求并完全滿足備機應急播出。主要指標比較如表1所示。

表1 改頻后發(fā)射機主要指標與國標對比

2 發(fā)射機利舊改頻效益分析

此次改頻是利用包頭市更換下來的本地41CH改頻到33CH備機，改頻帶寬64MHz。改頻的帶寬不是太寬，大部分設(shè)備可以利舊，只需要進行二次調(diào)試和校準，主要是保證功放的指標以及整機的指標。通過利舊改頻所產(chǎn)生的效益：（1）利舊改頻這種方式較購置一部新發(fā)射機大約節(jié)約資金20%～40%。在舊設(shè)備狀態(tài)良好的情況下，通過改頻做法對其作為備機使用完全可行，同時達到節(jié)約資金和避免浪費的目的。尤其對資金不充裕的地區(qū)而言，經(jīng)濟效益明顯。（2）對利舊設(shè)備進行改頻需要設(shè)備拆裝、調(diào)試、試機等工序，這是難得的技術(shù)交流、實操練手和業(yè)務提高的機會，對促進本單位技術(shù)人員技術(shù)維護經(jīng)驗積累和技術(shù)維護能力提高都有很大作用。

結(jié)束語

通過發(fā)射機利舊改頻實踐，從技術(shù)方面而言數(shù)字發(fā)射機的改頻思路可行。改頻前要對被改頻發(fā)射機進行技術(shù)評估，原則上設(shè)備整體狀況良好、關(guān)鍵指標優(yōu)良。要尋求與專業(yè)廠家的合作，主要解決技術(shù)工藝、精密儀器的使用，確保指標調(diào)整、測試精準達標。