数字电视发射系统故障排查与解决方法

【摘要】数字电视发射系统是电视节目市场占有率的重要保证，尤其在抗震救灾等特殊场合更是发挥着无可替代的通讯广播作用。为了提升数字电视发射系统的工作性能，本文在对系统结构、特点和工作原理进行分析的基础上，提出了故障定位与处理、维护保养方法。在数字电视发射系统出现故障时，应该第一时间进行故障定位，并根据系统监测数据和历史经验做出故障定位和排查；对于数字电视发射系统的不同组成部分，应该采用不同的维护保养方法。只有提升发射系统的故障排查能力和维护保养水平，才能确保数字电视发射系统始终高效工作。

【关键词】数字电视发射系统；故障排查；维护保养；发射机；激励器

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.011

广播电视传媒在社会生产生活中占据重要地位，不仅面向公众传播各种讯息，还是丰富社会精神生活的重要工具。广播电视传媒技术的发展，经历了模拟信号向数字信号的转型。过去，模拟信号发射方式简单，需要的配套设备较少，但是容易受到环境电磁噪声的干扰，稳定性难以满足全天候使用的需求。数字信号的出现，极大提升了信号传输过程中的抗干扰能力，使电视内容的显示效果得到了明显改善。但是，数字电视发射系统结构功能复杂，由大量的元器件和机电设备构成，任何设备出现故障都可能影响到发射系统的基本功效。数字信号的地面传播方式是目前的主流，具有单位里程传输成本低、覆盖面广、在应急救灾等特殊环境中具有强大的适应性。因此，研究数字地面电视发射系统的故障辨识与处理方法，能够提升系统正常运行的稳定性，是保证电视信号正常接收与播放的基础。数字地面电视发射系统是有线电视、卫星电视等传媒方式的重要补充，其工作能力是电视节目市场占有率的重要保证。为了确保数字电视发射系统始终工作在稳定状态，本文研究了数字电视发射系统故障排查与解决方法，在分析了数字电视发射系统结构组成、主要特点和工作原理的基础上，建立了故障排查方案，并提出了一系列维护保养方法。

1. 数字电视发射系统概述

1.1 基本结构

数字电视发射系统主要由前端设备和发射设备两部分组成，各部分结构如图1所示[1]。

在图1所示的前端设备中，单频网适配和编码设备能够确保发射机的发射频率基本相同，从而实现广域覆盖，实现发射技术由模拟向数字方式的升级，同时因为抗干扰能力强而更适应在当前无线电信号复杂的社会环境中应用；同步基准信号设备实现数字电视信号的预处理，减少信号中的噪声干扰，使信号便于发射和接收；复用器是数字电视系统的核心，负责对系统的软硬件进行初始化设置，同时协调软件和硬件的逻辑拓扑关系，确保软硬件之间没有时间延迟；信号传输适配设备协调信号发射与传输网络以及接收端的接口关系，确保信号发射的稳定性。在发射设备中，TS流接收器用于接收信号并实现信号转换，便于信号在电视机等配套机器中显示；反馈系统主要负责对信号进行功率放大并面向传输网络传播；发射机包括功率放大器、激励放大器、输出滤波器、显示单元和电源系统等，对发射信号进行滤波、功率放大处理；信号传输适配设备发挥与传输网络和接收端的接口关系协调作用，将三者的信号制式进行统一[2]。

1.2 主要特点

数字地面电视发射系统是在对传统模拟电视技术进行升级改造的基础上发展起来的，不同于有线电视、卫星电视等电视传播模式。数字地面电视发射系统具有更高的频率利用率，能够实现更广阔的覆盖范围，可以兼顾偏远山区的电视信号接收需求。此外，数字地面电视发射系统具有更强的鲁棒性，对复杂环境中的各种干扰具有强大的补偿能力，能够实现电视信号的稳定传输；在信号发射时可以实现加密处理，确保信息安全。

除了在正常环境中承担数字电视信号的发射功能外，数字地面电视发射系统还适合在灾害等自然环境中应用。一旦发生地震、海啸、台风、洪涝等自然灾害，通讯网络极易受到冲击而瘫痪，此时基于通讯网络工作的有线电视、卫星电视等不能正常处理电视信号。数字地面电视发射系统基于地面和邻近空间传输信号，受到通讯网络的限制和影响较小。因此，在受到灾害等突发事故的现场，数字地面电视发射系统对于抢险救灾、次生灾害处理、应急指挥等具有重要的意义。

1.3 工作原理

数字地面电视发射系统的工作过程，主要由压缩编码、复用打包、信号预处理与编码、调制发射组成[3]。数字地面电视发射系统的基本工作原理如图2所示。

在图2中，数字地面电视发射系统可以实现音频信号与视频信号的无差异融合，之后按照既定的标准进行压缩和编码；复用打包时会融合其他信号；预校正会对混入信号源中的扰动进行降噪处理，提高信号传输的质量；复用打包和预校正完成之后，信号传入发射设备进行功率增强和激励处理，之后进行编码和映射；最后加载到基带上进行发射。

2. 数字电视发射系统常见故障与处理方法

2.1 故障排查方法

数字地面电视发射系统由一系列复杂的机电设备构成，这些设备内部包含有大量的元器件，这些元器件不仅类型不一，而且相互之间接口关系复杂。对数字地面电视发射系统进行故障排查，主要依据工作状态监视系统实施。

工作状态监视系统一般设置在中心机房内，由专业人员进行值守操作。工作状态监视系统对音频信号和视频信号的发送与接收状态进行实时监测。一旦出现信号消失，或者信号变化峰值超过阈值设定，或者干扰使发射信号失真，立即启动报警装置。报警装置利用声光警示的形式引起监控人员注意。监控人员接收到故障信息后，立即启动应急预案。应急预案主要承担两项功能，一项功能是切换备份模式，利用备份设备代替故障设备从而不影响电视发射系统正常工作，另一项功能是调取各种故障的历史记录文件，帮助值守人员快速进行故障定位并组织专业人员进行抢修[4]。

2.2 环境因素引发的电视信号接收效果不佳

在数字地面电视发射系统中，经常会出现电视信号接收效果不佳的问题。这类问题的主要表现，就是电视出现“雪花”现象，或者出现画面和声音的卡顿。

出现这种问题，需要从两方面进行处理。首先，对电视发射系统周围的环境进行检查，发现有积雪、落叶等杂物要及时进行处理。其次，需要加高电视天线与地面的距离，减少电视天线被障碍物遮挡的可能性，这样才能确保信号接收正常。

2.3 交流电频率不稳引发发射信号不稳定

数字地面电视发射系统的工作状态受到交流电质量的影响，尤其是工作频率不稳定时会引发发射信号出现波动进而影响信号的正常传输。一般来说，交流电的工作频率需要控制在50±1Hz，这样才能确保电视信号稳定发射和接收。

当出现电视信号发射和接收失稳现象时，需要对交流电的工作频率进行测量。可以利用示波器采集交流电网的电流质量，对其工作频率进行测量。为了避免工作频率不稳定造成发射信号质量下降，数字地面电视发射系统中需要增加UPS电源。对信号传输适配设备进行接口扩展，将UPS电源接入适配设备后作为电网电源的备份。一旦电网电源出现不稳定现象，信号传输适配设备自动切换至UPS电源供电。

2.4 发射机过热现象

在正常工作状态下，发射机内部集成有水冷设备，可以确保自助降温并维持稳定的温度。但是，一旦出现元器件虚接的问题，会使发射机出现过热现象。如果发射机过热不及时处理，会影响信号的发射质量，甚至会影响发射机内部元器件的使用寿命。

根据工作经验进行总结，发射机过热的现象主要是由于中心细铜管与连接头接触不良，或者保险管与管座接触不良等引发的。对于发射机的工作温度，可以利用红外测温设备定期进行无接触测量。一旦发现工作温度持续上升且超过安全阈值，立即对发射机进行停机检查。重点检查是否存在各种接头接触不良的事故隐患。此外，还应该维护工作机房内的温度值尽量保持恒定，避免因为机房内温度过高而引发发射机过热。

2.5 发射机功率异常故障

在数字地面电视发射系统中，发射机的功率直接决定了信号的发射强度与整个系统的工作稳定性。数字电视信号在激励器中被进行整合，之后经过功率分配器进入功率放大器进行功率倍增。功率异常是电视发射系统中经常出现的一个故障，主要有功率放大器输出功率过大和反射功率过大两种异常模式。

功率放大器输出功率过大异常是由于内部元器件的输出功率和电流异常导致的。出现这种情况，工作状态监视系统中的功率异常信号灯会频繁闪烁示警。此时，需要对功率放大器的输出功率进行测试，或者检查耦合器射频口到控制单元发射功率口的连接件是否良好。对于功率放大器输出功率测试值异常，需要协调专业人员进行整机检修；对于连接出现的问题，要进行紧固或者更换处理，如果仍然无法消除输出功率过大异常现象，则需要协调专业人员进行处理[5]。

功率放大器反射功率过大异常是由于激励器输出功率超过设计功率，或者天线驻波比异常，或者耦合器PR口到控制单元REFL口连接异常等原因造成的。对于这些故障原因，工作状态监视系统会给出原因定位。工作人员发现问题故障后，应该立即对问题进行处理。可以手动设置激励器的输出功率为设计功率，调整天线驻波比，或者手动插拔并重新连接耦合器PR口到控制单元REFL口之间的各组元器件，之后对功率放大器的反射功率进行重新测量，直到反射功率值保持在正常值为止。

3. 数字电视发射系统维护保养方法

3.1 加强对开关电源和功率放大器模块的维护

开关电源和功率放大器模块是数字地面电视发射系统中在线工作时间最长的两个模块。除了对它们的运行状态进行不间断监测外，还应该定期做好维护保养。对开关电源和功率放大器模块进行维护保养，除了常规进行清洁度处理外，还应该对重要部件的连接部位进行紧固。紧固时，需要避免对内部元器件和连接线造成破坏。当进行插拔紧固时，需要对元器件的管脚进行清洁，利用酒精等进行擦拭。元器件管脚的洁净度直接影响到信号的有效传输，是维护保养过程中容易被忽略的内容。

3.2 加强对发射机和激励器的维护

发射机和激励器在工作中会产生大量的热量，这些热量如果散发不及时会损害机器使用寿命。进行维护保养时，需要重点对机器设备的散热性能进行复查，检查风扇的转速和噪声，检查水冷设备能否稳定工作。此外，对发射机和激励器的工作状态需要做好记录，对设备的工作电压和电流波形进行监测，一旦出现异常需立即进行示警并调取历史记录进行对比，判断出现故障的时间点。对于激励器的故障，应该仔细检查存在故障的激励器的本振模块盒和其中较重要的部位，从而准确定位故障位置，分析激励器故障原因并进行维修，不断提升维修效率。

4. 结束语

数字地面电视发射系统具有广泛的应用，尤其是在灾害等特殊现场。数字地面电视发射系统具有复杂的结构和功能，因此容易出现故障。为了实现数字地面电视发射系统的高效使用，需要对故障模式进行研究，并针对各种不同的故障现象建立历史数据库，一旦出现故障问题第一时间调取历史记录进行对比，从而提升故障处理效率。对于数字地面电视发射系统开展维护保养具有重要的意义，不仅是延长设备使用寿命的有效方法，也是减少故障率的重要措施。在电视信号传播过程中，不断优化并提升信号发射系统的稳定性，是确保用户完整接收信号的基础，是提升电视节目收视质量的重要保证。

参考文献：

[1]贾兰杰.数字电视发射系统故障排查方法和解决措施[J].卫星电视与宽带多媒体，2024，21（04）：50-52.

[2]李国新.地市级地面数字电视发射机常见故障分析[J].广播与电视技术，2022，49（01）：96-99.

[3]杨利松，韩黎.高山台站地面数字电视建设概况及发射机维护[J].西部广播电视，2022，43（09）：237-240.

[4]杨志平.地面数字电视发射系统优化[J].广播与电视技术，2024，51（01）：85-89.

[5]张永杰.地面数字电视无线发射系统与抗信号干扰方案[J].卫星电视与宽带多媒体，2024，21（03）：16-18.

作者简介：蔡克强（1988—），男，辽宁北镇人，工程师（专技十级），研究方向：广播电视传输发射、调频广播数字电视数字微波发射机、天馈线系统。