数字电视发射机技术特点

2015-02-26温淑芹

西部广播电视 2015年15期

关键词：数字电视技术特点发射机

温淑芹

（作者单位：烟台广播电视台招远罗山转播台）

数字电视发射机技术特点

温淑芹

（作者单位：烟台广播电视台招远罗山转播台）

摘要：数字电视广播技术由于受到大众的青睐而掀起了发展的热潮，在数字电视广播技术的发展中，数字电视发射机技术的重要性不容小觑。本文针对数字电视发射机的技术特点展开讨论。

关键词：数字电视；发射机；技术特点

随着科技水平的不断发展，数字电视渐渐变得普及起来，节目的制作、传输和接收都受到了电视数字化的影响而出现了颠覆性的改变。同时，数字电视具有高度清晰、没有噪声和重影，并且具有多媒体的特性，用户能够实现对其操作控制，因此数字电视非常受欢迎。数字电视广播现正处于一个蓬勃发展的阶段，数字电视发射机的需求量也变得非常大，数字电视发射机技术在其中也显得尤为重要。数字电视发射器在一开始的时候所采用的是射频波段滤波器和8-VSB或COFDM的外接激励器。由于电视发射技术的不断发展，相关的制造商将前沿的理念结合技术设计应用于数字电视发射机中，以下是这种全新的发射器的五种特点。

1　LDMOS晶体管放大技术

功率放大器可谓数字电视发射机的心脏部位。通过功率放大器，数毫瓦细微射频信号由激励器制造出来之后，放大至数十千瓦的信号，并且能够达到天线能发射的标准。在数字电视发射机中，功率放大器所使用的是双极型管。

LDMOS晶体管是近期研发的新型器件。这种技术早期其运用于900 MHz的蜂窝电话技术，由于900 MHz蜂窝电话技术不断成熟，通信市场不断壮大，推进了LDMOS技术的成熟。LDMOS晶体管的生产成本不再高昂，所以这种LDMOS晶体管渐渐取代了双极型管技术的地位，并得到了广泛的运用。

LDMOS晶体管的温度系数是负数，在防止热量损耗方面具有很显著的性能。双极型晶体管的温度稳定性的幅值变化是0.5~0.6 dB，但是在同样的输入电平的条件之下，LDMOS晶体管温度稳定性只有0.1 dB的幅值变化。多途径传输的过程中容易由于地面通道的复杂性而出现回声和漂移现象，为了更好地压低误码率和提高信噪比，需要发射机具有良好的线性、较低的相位噪声与较高的稳定性和准确性。只有确保以上因素，才能更好地达到地面数字电视的标准。由于LDMOS具有较为宽广的功放模块频率，适用于DVB-T和ATSC。数字电视发射机使用LDMOS晶体管之后，单机柜中对DVB方式同步平均功率约达到3.4 kW，对ATSC方式同步平均功率约达到4.1 kW，对模拟方式同步顶峰值达到10 kW。

在无需任何调整的状态之下，LDOMSFET能够对整个UHF波段进行覆盖，换言之，其能够运行于UHF波段中任意一种频率当中。但是，在UHF的所有波段当中，并非任何功率放大器都能在其中运行，有些需要不只一种类型的功率放大器才能覆盖整个波段。因为如果需要提高宽带，则需牺牲增益，牺牲增益越高，晶体管需量越少且成本越低，同理如果对宽带进行降低，则需要不只一种类型的功率放大器才能对整个UHF波段进行覆盖。

由于LDMOS技术的不断发展，成本不断降低，同时具备了双极型晶体管所不具有的性能，因此，在数字电视发射机中，LDMOS晶体管将完全取代双极型晶体管，并且能够得到非常广泛的运用。

2　数字电视发射机的冷却系统

在数字电视发射机工作的过程中，功率放大器单元会释放出大量的热量，为了确保功率放大器能够正常运作，就一定要对冷却系统进行合理的设计，将过量的热量排出，否则会导致功率放大器中的电子管件达到很高的温度，严重时将会削减电子管件的使用时长甚至烧坏。风冷和液冷是发射机中的两种冷却系统，新型的固态机改变了传统固态机中只能选择风冷或液冷其中一种方式进行降温的情况，这两种冷却系统优劣各异，客户在进行选择的时候需要根据具体的需求进行合理选择。依照具体情况，液冷比风冷更为合适。

其一，如果在空气质量较差的情况下使用，液冷系统所使用的是冷却液封闭循环，只要对冷却系统中的滤网进行定时清洁，就能有效减少对液冷系统的维护投入，但使用风冷系统时恰恰相反，冷风中的滤网常常会积淀大量尘土，大大增加了对风冷系统的维护投入；其二，液冷系统无需增加机房；其三，液冷系统能有效减少发射机工作过程中的噪音；其四，液冷系统的冷却效率比风冷系统更高，风的热传导效果远远比不上液冷系统中的乙二醇或防冻液；其五，采用液冷系统能够降低发射机房的污染程度。

3　数字电视发射机的监控系统

发射机监控系统能为数字电视发射机提供安全稳定的运作环境，它能实现对数字电视发射机中信号流程、性能指标和各部分的工作环境的监测，还能实现对问题处理、开机关机和输出功率电平的控制。传感器、微处理器、PC和传

感器等组成了数字电视发射机的监控系统，发射机的工作状态和每个部件的数据信息都依赖于微处理器才得以实现，而操作简单的图形用户接口以及设备直观工作状态的查看则有赖于LCD。

4　数字自适应预校正技术

在没有任何工作人员进行操作的状态下，发射机启动数分钟后，就自动达到了最佳工作状态，这种技术被称为数字自适应预校正技术，简称DAP或RTAC。欧洲THALES公司将其称为数字自适应预校正，即DAP；美国HARRIS公司将其称为自动数字校正实时适应校正，即RTAC。这种数字自适应预校正技术在西方国家中已经被广泛应用于数字电视发射机上。运用数字自适应预校正技术的系统不但能在无人操作的状态下实现自动调整，达到最佳状态，并且能通过自动监测和校正，以调整发射机的散热状况和自身失效等问题，通过这种技术能够有效地确保由发射机发出的信号处于符合标准的状态。

5　N+1运行模式

N+1的运行模式被广泛运用于全固态调频发射机系统中，这种运行模式所指的是多台发射机基于一台发射机做备份。这种运行模式在运用于电视发射机之前，是运用于广播发射系统中的。在多发射机和多频道的电视台中，N+1的运行模式能有效地减少设备的数量，确保系统稳定运行。此外，这种运行模式频道广泛、频率变化简便，能够根据情况对频道进行设置并对整个IV/V波段进行全面覆盖。

模拟电视发射机所使用的是主备机切换的运行模式，因此能够有效地避免环形器限制频道和功率放大器限制频率等情况，而数字电视发射机所使用的是N+1运行模式，因此能够实现其对IV/V波段进行全面覆盖。在多台发射机工作过程中，使用N+1运行模式可以使其中一台发射机随时处于备份状态，同时每一台发射机都能处于不同频道。当其中任何一台发射机出现问题，系统能立即将备份的发射机切换到相应的频道中，确保节目不中断。因此，使用N+1运行模式能够实现多台发射机由一台发射机进行备份，从而减少设备数量，降低投入。

N+1系统实现的要求并不高，全固态数字电视发射机并行运行的电源及其所运用的积木化功放都能够实现。此外，使用双激励自动倒换形式的模块化激励器和使用放大器，电源不稳定的设备冗余积累，能使设备在工作时的稳定性大大提高。