中波廣播發(fā)射臺(tái)信號(hào)源系統(tǒng)組成架構(gòu)與常見(jiàn)故障維修

冀 睿

（陜西省中波臺(tái)管理中心商州廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)，陜西 商洛 726000）

1 組成架構(gòu)

中波廣播發(fā)射臺(tái)信號(hào)源系統(tǒng)主要由衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接收設(shè)備、微波接收設(shè)備、調(diào)頻接收設(shè)備、射頻同步設(shè)備、音頻矩陣切換器、音頻處理器以及時(shí)延器等組成，架構(gòu)如圖1所示[1]。

圖1 中波廣播發(fā)射臺(tái)信號(hào)源系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備

衛(wèi)星信號(hào)接收設(shè)備的作用是接收和處理衛(wèi)星節(jié)目信號(hào)。在衛(wèi)星上行站對(duì)廣播節(jié)目信號(hào)進(jìn)行壓縮編碼、信道編碼、QPSK調(diào)制、變頻后，經(jīng)衛(wèi)星上行發(fā)射天線發(fā)送到地球同步通信衛(wèi)星。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向地面接收站發(fā)送C頻段或KU頻段的高頻信號(hào)，衛(wèi)星地面接收站對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行變頻、放大和解調(diào)處理，最后形成音頻信號(hào)并經(jīng)音頻處理器處理后送到發(fā)射機(jī)。通常情況下，衛(wèi)星信號(hào)作為中波廣播發(fā)射臺(tái)的主用節(jié)目信號(hào)源。

1.2 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接收設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接收設(shè)備的作用是接收處理網(wǎng)絡(luò)節(jié)目信號(hào)。中波發(fā)射臺(tái)的電磁環(huán)境復(fù)雜，為了降低電磁信號(hào)對(duì)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的干擾，一般采用光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)信號(hào)處理設(shè)備包括光端機(jī)、復(fù)用器以及節(jié)目信號(hào)解碼器，其中解碼器的作用是將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)中的節(jié)目信號(hào)解調(diào)出來(lái)。

1.3 微波接收設(shè)備

微波是頻率范圍在300 MHz～300 GHz的電磁波，在無(wú)線廣播發(fā)射早期主要用于長(zhǎng)距離接力傳輸廣播節(jié)目信號(hào)和電報(bào)、電訊等，后期主要用于城市廣播節(jié)目源和發(fā)射臺(tái)之間短距離的信號(hào)傳輸。微波接收設(shè)備由調(diào)制器、射頻放大器、功率合成器、解調(diào)器以及接收天等組成，接收方式類似于C波段衛(wèi)星信號(hào)的接收。

1.4 調(diào)頻接收設(shè)備

調(diào)頻接收設(shè)備由天線、信號(hào)調(diào)諧放大器、音頻功放等組成。由于調(diào)頻廣播的發(fā)射與接收都很容易實(shí)現(xiàn)，而且調(diào)頻廣播接收到的廣播音質(zhì)接近于CD音質(zhì)，因此不少地方發(fā)射臺(tái)還將調(diào)頻廣播信號(hào)作為一種信號(hào)源。

1.5 射頻同步設(shè)備

射頻同步信號(hào)處理設(shè)備主要由GPS、同步源設(shè)備以及同步激勵(lì)器組成。同步源設(shè)備的作用是將GPS接收的信號(hào)進(jìn)行分頻形成基準(zhǔn)信號(hào)，同時(shí)將基準(zhǔn)信號(hào)送到激勵(lì)器，這樣就能保證激勵(lì)器輸出的載波信號(hào)與國(guó)家校時(shí)頻率一致。如果每個(gè)發(fā)射臺(tái)都使用校時(shí)載頻，那么所有發(fā)射臺(tái)發(fā)出去的載波信號(hào)都是同步的。射頻激勵(lì)器的輸出頻率可以根據(jù)需要進(jìn)行人工設(shè)置，通過(guò)調(diào)整激勵(lì)器后面板上的3個(gè)數(shù)碼開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)[2]。

1.6 音頻矩陣切換器

廣播節(jié)目信號(hào)包括衛(wèi)星信號(hào)、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)、微波信號(hào)以及調(diào)頻信號(hào)等，通過(guò)音頻矩陣切換器可以實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)的切換。在中波廣播發(fā)射臺(tái)，一般情況下將衛(wèi)星信號(hào)作為主用信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)作為備用信號(hào)。當(dāng)主用信號(hào)出現(xiàn)故障時(shí)，可通過(guò)人工手動(dòng)操作切換信號(hào)，也可以通過(guò)音頻矩陣切換器實(shí)現(xiàn)信號(hào)自動(dòng)切換。

1.7 音頻處理器

音頻處理器的主要作用是對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行壓縮限幅處理。新型全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)對(duì)信號(hào)源的要求較高，節(jié)目信號(hào)起伏變化過(guò)大或者有過(guò)多的低頻分量會(huì)造成發(fā)射機(jī)過(guò)調(diào)制或過(guò)流問(wèn)題，引起發(fā)射機(jī)停機(jī)保護(hù)或重啟故障。音頻處理器主要是對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)進(jìn)行壓縮處理，當(dāng)音頻信號(hào)幅度瞬時(shí)變大時(shí)，音頻處理器對(duì)超出正常范圍的音頻分量進(jìn)行壓縮處理。此外，音頻處理器還具有提高等響度、提升高頻分量、增加音域?qū)挾鹊茸饔?。音頻處理器內(nèi)部工作流程如圖2所示。

圖2 音頻處理器內(nèi)部工作流程

1.8 時(shí)延器

時(shí)延器可以調(diào)整音頻信號(hào)的延時(shí)量，確保不同發(fā)射臺(tái)在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)節(jié)目聲音的同步。由于發(fā)射臺(tái)所處地理位置不同，因此接收到的衛(wèi)星信號(hào)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)是有一定時(shí)間差的，這種時(shí)間差會(huì)使每個(gè)發(fā)射臺(tái)發(fā)射出去的聲音信號(hào)不同步，在兩個(gè)同步覆蓋的交叉區(qū)出現(xiàn)重音現(xiàn)象。為了避免這個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)，通過(guò)相關(guān)部門(mén)提供的信號(hào)源接收時(shí)差表查找本地的時(shí)差數(shù)據(jù)，通過(guò)時(shí)延器調(diào)整誤差量，從而最大程度消除相鄰發(fā)射臺(tái)音頻不同步的問(wèn)題。

2 常見(jiàn)故障與維修

2.1 衛(wèi)星信號(hào)接收故障

（1）衛(wèi)星接收天線方位角發(fā)生變化，導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度處于臨界狀態(tài)。處理方法是重新調(diào)整天線方位角，提高信號(hào)強(qiáng)度，改善接收效果。

（2）接收設(shè)備故障或工作環(huán)境溫度高，接收機(jī)剛工作時(shí)一切正常，工作一段時(shí)間后出現(xiàn)節(jié)目信號(hào)斷斷續(xù)續(xù)的情況。處理方法是先檢查機(jī)房溫度是否正常，如果環(huán)境溫度正常，則問(wèn)題出在接收設(shè)備上，可能是接收設(shè)備熱穩(wěn)定性能不好所致。

（3）雨水會(huì)使衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生衰減，雨量越大則信號(hào)衰減越嚴(yán)重。為了避免雨衰過(guò)大影響到衛(wèi)星信號(hào)的接收效果，最好選用大口徑的衛(wèi)星接收天線，并給天線上的高頻頭加裝防雨裝置。

除此之外，當(dāng)太陽(yáng)運(yùn)行到赤道上空且正好處在衛(wèi)星與地面接收站連線上時(shí)（即日凌），地面接收站不僅接收到衛(wèi)星信號(hào)，還同時(shí)最大幅度地接收到太陽(yáng)的電磁波輻射，造成衛(wèi)星信號(hào)質(zhì)量下降，出現(xiàn)信號(hào)中斷現(xiàn)象。對(duì)于日凌問(wèn)題目前沒(méi)有更好的解決方法，只能在每年的日凌期做好預(yù)測(cè)和值機(jī)監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)日凌嚴(yán)重干擾節(jié)目信號(hào)時(shí)采取必要的應(yīng)急處置 措施。

2.2 接收機(jī)或高頻頭故障

當(dāng)高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)或射頻連接線出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，將不能接收任何衛(wèi)星信號(hào)。高頻頭（Low Noise Block，LNB）長(zhǎng)期工作在室外，容易因暴曬、進(jìn)水或內(nèi)部腐蝕而損壞。當(dāng)高頻頭損壞時(shí)，可用同規(guī)格高頻頭替換，并對(duì)高頻頭進(jìn)行防漏雨、防暴曬處理。此外，接收天線的高頻頭與接收機(jī)之間的同軸電纜接觸不良也會(huì)造成信號(hào)中斷。衛(wèi)星天線高頻頭上的變頻器需要外部供電才能工作，一般是由衛(wèi)星接收機(jī)提供（一般電壓為18 V）。當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)在高頻頭端測(cè)量是否有18 V電壓，以便判斷是否為接收機(jī)故障[3]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)信號(hào)設(shè)備故障

2.3.1 信號(hào)中斷故障

網(wǎng)絡(luò)信號(hào)經(jīng)常中斷的原因是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生了變化，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量降低。此時(shí)應(yīng)檢查網(wǎng)絡(luò)鏈路上的設(shè)備及連接是否正常，多數(shù)情況下是連線接頭接觸不良造成的，可重新制作接頭。在制作網(wǎng)線水晶接頭時(shí)，要注意線序的排列，線序排列錯(cuò)誤對(duì)網(wǎng)速的影響很大[4-5]。

2.3.2 硬件故障

中波發(fā)射臺(tái)大都處于高頻強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)信號(hào)鏈路上出現(xiàn)較強(qiáng)的輻射干擾，可能會(huì)導(dǎo)致交換設(shè)備和終端設(shè)備燒壞。硬件故障的出現(xiàn)過(guò)程較慢，設(shè)備安裝初期不明顯，在使用一段時(shí)間后會(huì)逐漸出現(xiàn)信號(hào)中斷，多為網(wǎng)絡(luò)交換接口或終端設(shè)備網(wǎng)卡燒壞，出現(xiàn)這種情況后需要及時(shí)更換相關(guān)設(shè)備。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)中波廣播發(fā)射臺(tái)信號(hào)源系統(tǒng)組成架構(gòu)、工作原理以及常見(jiàn)故障維修的分析論述，中波廣播發(fā)射臺(tái)的技術(shù)人員不僅要掌握發(fā)射機(jī)的理論知識(shí)與維修技能，還要了解信號(hào)源系統(tǒng)的工作原理和常見(jiàn)故障處理方法。只有這樣，才能在信源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)快速準(zhǔn)確地找到故障并及時(shí)排除，確保中波廣播的安全傳輸。