第一篇：地面数字电视发射机原理及故障维护
摘要：随着无线数字电视转换工作的开展，地面数字电视广播节目在很多地区已经开始播出，一些无线发射台也开始进行相关的发射业务，因为地面数字电视发射覆盖广、节目套数多、便于部署等特点，接收用户越来越多，对承担发射业务的台站安全播出压力也越来越大。保障好地面数字电视播出设备安全稳定运行是安全播出的关键任务之一，进一步提高技术维护水平是技术从业人员的当务之急，其中我们就对发射系统中故障率较高的发射机功放部分的原理和技术维护，进行一些探讨。
关键词：地面数字电视发射机；功放；原理；故障
1系统组成与原理
虽然不同生产厂家或在局部上有些不同，但主要框架都差不多，现以1kW发射机为例。码流进入激励器经过调制变频后输出RF射频信号，切换器通过控制器对输出的RF信号进行双激励切换，选择其中一路RF信号到射频分配器，射频分配器将信号分配三路推动3个400W的功放，经过功率放大的3路射频功率信号经过功率合成器合成一路后经过定向耦合器和带通滤波器送到发射天线。其中激励器、电源、功放是发射机设备的主要关键部分，在实际运行中，功放部分出现的问题故障较多，我们就功放模组的原理，常出现的故障进行分析。1.1功放模组的组成与原理图2为400W功放系统原理框图，主要由前级放大器、分配器、2个单元的末级功率放大器、合成器、控制采集板等组成，并与散热器、封装机壳及接插件等组成功放模组。末级功率放大器是由2个单元的功率放大器单元板组成，经过功率合成器提供400W的输出功率。1.2功放单元的组成与原理功率放大器单元电路如图三所示，它使用LDMOS超高频射频功率晶体管BLF888A，该功放管是双晶体管。该单元模块射频输入、输出采用巴伦（平衡不平衡转换）网络，标称阻抗50Ω，供电50V，AB类工作，推挽共源式放大，工作电流在7.5A。BLF888A和电路基板、散热板等组成功率放大器单元。
2功放的故障维护与分析
2.1功率晶体管损坏现象：常表现在发射机输出功率下降，降至500～600W左右，反射功率显示表现正常。功放组中的其中一个功放输出功率不够（平常约为300W左右），另外，单个功放的电源电流也下降（正常在25A,26A左右），通过发射机控制监测数据面板查阅，可以看到4只功放管（LDMOS）的单管工作电流，其中1只的功放电流下降（正常约7.5A左右）.分析处理：一般可以判断为功率晶体管1/2（封装对管）部分损坏，虽另外1/2部分状态还正常，但在工作一段时间后，管子性能也会下降，受损，应该进行功放管更换。图四为使用的双栅型LDMOS管。打开金属盖板，找到电流下降的LDMOS管，为进一步确认晶体管的损坏，可以采用常用的电阻法来确认。用万用表的电阻档，测量LDMOS的输入和输出（栅源之间），输入正常阻值一般在3kΩ（在路）左右，输出阻值很大，可以参考图4里晶体管结构，就可以判断管子的好坏。另外在损坏的功放管输出端（图五红圈所示），往往发现输出阻抗匹配网络SMD元器件脱焊和烧焦现象，也要进行更换，如果甚至出现电路基板烧坏覆铜面的现象，整个电路板都要进行更换，以保证电路高频特性要求。总结：在维修时往往发现在损坏的LDMOS晶体管输出端，都出现SMD脱焊的情况，于是在某些方面可以认为，由于输出特性阻抗等参数的改变而导致LDMOS晶体管的损坏，我们将进一步实验分析这种可能性。在出现故障，来不及对故障LDMOS功放管进行更换处理时，应先降低整体发射功率，以减小其他未损坏功放组件进一步损坏的可能性（为维持功率，工作在大电流状态），在整机功率不低于3dBm基本可以维持主要覆盖区域面积不变（边沿区域会有些影响）。2.2输出合成器输出断路现象：另外一种情况也表现为发射机输出功率下降，从发射机监测控制面板上看，晶体管工作电流数据大都基本正常，但其中有功放模组功率输出减少，其它功放模组功率输出增大（600W左右），从功放开关电源上来看，功放组电源电流、基本正常。分析处理：在这种现象下，一般会认为，发射机输出部分问题，检查发射机吸收负载、天馈硬馈、多工器等部分。经过检查并触摸关键部位，没有出现部件温度升高、发热、发烫的情况。只有打开各功放模组逐个检查，才发现其中一个模组功放输出合成器板基板烧毁，如图6所示。图6从而导致整个功放模组功率不能有效输出，从而出现发射机整机输出功率下降，而整机各个功放模组电源工作电流不变的情况。为实现大功率输出，发射机和功放模组都必须通过多个放大器合成功率，而合成器板是实现功率相加和隔离的必要部件，其端口阻抗为50Ω，隔离大于20dB。经过更换合成器板，并使用矢量分析仪调整整个功放模组的功放相位，发射机功率输出恢复正常。该故障相对于功放管直接损坏相比，在技术判断上具有较强的迷惑性。总结：对于这类故障是较为少见的，常见的多是吸收负载损坏。合成器板烧毁，可以认为是由于功放模组输出阻抗或相位发生变化引起的，功放合成放大器的相位和输出阻抗是有严格要求的，分析是由于经过多次维修更换功放LDMOS管或功放组件后，而导致合成器输出反射某一瞬间过大出现烧毁现象。
3结语
随着地面数字电视发射机大规模的应用，对常出现的发射机主要功放部分进行了一些粗浅的技术总结，提高设备的安全稳定性，在设备运行中应该采取一些必要的措施。首先是机房的工作环境，应严格控制机房的温度、湿度、灰尘，特别是温度、湿度，他们对高频设备的安全稳定运行有着很大的影响，过高地温度会影响设备内部元器件的效率和可靠性，过大的地湿度影响电路的高频特性，导致元器件损坏；其次，对于大型的数字发射设备在使用一段时间后，应该使用专业仪器进行统调，特别对多次进行维修过的高功放部分，更应该进行工作点等参数调整，保证高频性能。技术维护是一项理论与实践结合性很强的工作，它要求具有细致的观察力、准确的判断力和科学的分析处理方法，在技术设备不断快速地更新换代的今天，技术工作者应该不断的学习更新技术管理、技术维护方法和手段，拓展技术思维，以适应今天新时代，新技术发展的要求。
作者：缪宇 陈勇 单位：四川广播电视台507发射传输台 四川省广播电视发射传输中心
第二篇：地面数字电视发射系统的关键技术
摘要：随着国内信息技术的不断发展，数字电视技术越来越普及，在广播娱乐、科研研究及文化教育等诸多工作领域都能看到电视技术的身影。目前，中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的建设正在不断推进，这使得地面无线数字电视发射系统成为广播电视体系最常用的发射系统。本文结合笔者的相关工作经验，主要对地面数字电视发射系统的组成及其关键技术展开探讨。
关键词：地面数字电视；数字发射机；关键技术
数字技术在广播电视信号处理中的科学应用，使电视设备具有了比原来模拟设备更高的技术性能，从而让电视技术进入了数字化时代。数字电视技术具体指的是通过采用抽样、量化及编码等方式方法将传统模拟信号转换为二进制表示的数字信号，然后通过数字处理技术实现信号的输入和发射。由于数字信号具有良好的可恢复性和抗干扰性，因此其能有效提高电视节目质量。
1地面数字电视发射系统的组成
地面数字电视发射系统的工作原理主要是通过发射站、信号发射塔等设施设备发射无线电波，而广播电视用户则通过安装天线来接收无线电波的电视信号，最终得以收看电视节目。地面数字电视发射系统主要由前端系统、传输系统以及发射系统、电源配置、接地设置等组成。
2地面数字电视发射系统的关键技术
2.1数字电视单频网
在数字电视系统中，数字电视最主要的一个特征就是单频网（SingleFrequencyNetwork，SFN），与传统模拟电视系统的多频网（MultipleFrequencyNetwork，MFN）相比，单频网无论是技术还是应用质量上都有了质的飞跃。单频网的优势在于一个RF频道能够播送一套及以上的电视节目，这有利于节约频率资源；与此同时，单频网所提供的场强可以轻松贯彻整个覆盖区，这有利于保障数字电视信号的传输质量。电频网系统主要包括1个主站及若干个分站，主站最主要的功能是将输入进来的节目流传送到SFN适配器，然后通过在适配器中插入MIP包，并经发送网络适配器转入网络，经网络再进入从站的接收适配器，从站接到电视节目后进行同步处理以形成码流同步，最终经过COFDM编码调制将信号调制到发射频并完成发送。实现单频网的主要要求是网中所有发射器必须保持同步工作，即时间、频率及比特都必须保持同步。
2.2数字电视激励器
数字电视激励器是数字电视又一主要特征，其能够处理所输入的数字电视节目TS码流，并确保数字电视信号在信号编码调制上实现变频。数字电视激励器能够支持SPI和ASI两种接口，同时其还能够支持多层信号输出。当数字电视发射系统运行时，激励器可以更好地实现输出射频信号的高效传输，并确保其符合相关的国际标准。在系统中，信道编码具体负责处理信道编码电路，然后输出数字I/Q基带信号，这一信号能够被直接接收；数字预校正单元负责对I/Q基带信号进行数字基带非线性预校正，以确保信号的真实性；同时，可以有效克服大功率放所产生的非线性失真，这对射频信号性能的提高具有极为重要的作用。此外，放大调整射频信号也能够实现信号射频输出，整个过程只需经过激励器便可以实现；宽带本振主要负责为平衡调制器提供载波信号；而单片机控制的主要作用是通过IZC有效实现信道编码调制器、宽带本振以及前面板控制指示等单元间的通信。前面板控制指示单元会通过LED显示激励输出功率、工作频率等，通常用黄灯显示SFN工作模式，用绿色等指示激励输出，用3个不同的红灯显示无码流输出、锁相环故障以及参考故障，红灯全熄灭时则表示无故障。
2.3数字电视发射机
数字电视发射机主要由激励器、功率放大器、切换驱动装置以及电源等组成。发射机内有2个激励器，一个工作，另一个则待机。当工作中的激励器发生故障时，系统会自动切换到另一激励器上，激励器的主要作用是外侧信道编码、上变频和预失真。切换驱动装置最主要的作用是检测激励器故障、切换射频和天线、放大功率以及相位调整等。发射机中的功分器主要作用是分配功率，而功合器则专职负责功率合成，功率放大器则是保证输出功率的放大效果。发射机中所有装置皆采用并联的方式，所以功放环形器的作用非常重要。发射机电源采用的是高功率因数开关电源，其和功放采用的是一对一供电方式。
3结语
数字技术和信息技术的发展实现了数字电视的变革，而数字电视技术也是数字信息化领域中极为重要的一部分。对数字电视发射系统展开探讨，能够让人们在了解数字电视技术的基础上，对数字技术的先进性有更加清醒的认识，从而更好地推广应用及研发创新数字电视技术的发展。
参考文献：
[1]徐晶晶.全固态电视发射机常见故障维护及保养[J].黑龙江科技信息,2016(1).
[2]王洪丽.地面数字电视单频网设计与实现[J].阴山学刊：自然科学版,2016(1).
作者：李华 赵俊华 单位：内蒙古新闻出版广电局706台
第三篇：地面数字电视广播发射机的集成监控系统
摘要地面数字电视广播发射机多位于偏远地区，人工监测设备十分不方便，容易出错，直接影响数字电视的广播质量。为了提高工作效率，有必要实现广播发射机的自动监控，研究广播发射机集成监控系统。本文以统一的通信协议为原则介绍了通过TCP/IP协议统一不同的监控硬件接口协议并在以太网上传输数据的广播发射机集成监控系统。
关键词自动监控；TCP/IP协议；接口协议；监控系统
地面数字电视广播发射台和发射机多位于城郊甚至山区等偏远地区，工作环境差、工作强度大，人工进行设备运行状态的监视及简单控制十分不方便，而且容易出错，导致管理效率较低，甚至直接影响数字电视的广播质量。为了提高工作效率，减轻工作强度，有必要实现广播发射机的自动监控。幸运的是计算机网络通信技术的快速发展为发射机的远程监控提供了崭新而高效的手段，使得开发出广播发射台智能监控系统成为可能。然而目前存在的很多发射机监控系统还不完善，兼容性差、可扩展性低、自动化程度低，所以进一步研究广播发射机集成监控系统十分必要。
1发射机集成监控系统的功能
发射机监控系统一般实现以下几方面的功能：监控功能、警告功能、数据保存功能及一些附加功能。监控功能：对设备的运行状态进行实时采集，包括主激励器、备用激励器、功放系统、冷却系统的工作状态信息。数值采集，包括射频参数值、功放参数值、冷却系统参数值的实时采集。遥控功能、实时警告功能、数据记录保存功能。还有一些监控系统可以设置用户权限，即为不同权限用户提供不同功能；有的还可以设置被监控发射机的IP地址、型号等参数，设置各参数的警告阈值。
2发射机集成监控系统的方案设计
自2006年起，我国地面数字电视广播网络快速发展，然而在地面数字电视快速推广的同时，广播网中各发射台的发射机种类、型号、监测及遥控接口各不相同，为此所设计的发射机集成监控系统应能识别各种发射机的监测及遥控接口。通过该监控系统，工作人员可以对站台内所有发射机进行实时自动监测和遥控，实现集中统一管理，提高效率，保证地面数字电视广播网的正常运行。除此之外，监控系统应满足以下几点要求界面友好、功能强大、可操作性强、能够实现网络管理等。一般情况下，发射机自带监测及控制模块，当其无该模块时应先加装合适的监控模块。2.1集成监控系统的拓扑结构我国地面数字电视广播发射机的监控硬件接口较多，除国家标准中规定的RS232、RS485、RJ45接口，还有发射机采用GBPIB接口，并且不同监控接口所采用的协议也不相同，这便加大了广播发射机集成监控系统的设计难度。所以，考虑到广播发射机接口的多样性及系统的可扩展性，本文以为，采用统一的、应用较广泛的数据传输协议能够较好的满足上述两个要求。另外，由于TCP/IP协议是目前应用最为广泛的双向通信协议，所以采用该协议作为统一数据传输协议能够获得最大的兼容性。本文采用基于TCP/IP协议的地面数字电视广播发射机集成监控为例进行分析，其拓扑结构示意图如图1、2所示。在该系统中，首先用接口协议转换器将不同的协议接口统一为以太网接口，之后在此基础上开发监控软件。2.2集成监控系统的硬件组成本文地面数字电视广播发射机集成监控系统的硬件主要由以下部分组成：被监控设备、接口协议转换器、网络交换机以及监控终端等。该监控系统的监控对象为广播发射机（即被监控设备）。其中，激励器是电视发射机的核心部分，主要用于音频、视频编码和校正；功率放大器包括电平监测、前置级、推动级和放大输出级，末级放大器主要采用感应输出管IOT、四极管（包括双向四极管的单电子管）以及全固态功率放大器；冷却系统主要有风冷或液冷两种系统，后者较前者降低了发射机的运行噪声。接口协议转换器的作用是统一端口协议，即把不同端口协议转换成TCP/IP协议，所有被监控的发射机通过以太网接口与监控端连接。2.3集成监控系统的软件设计地面电视广播发射机集成监控系统的软件部分采用分层、模块化的思想，各组件之间相对独立。根据目标需求，该监控系统主要包括以下几个模块：数据采集、数据保存、数据分析、控制模块。数据采集模块负责监控终端和各广播发射机的通信，收集各广播发射机的状态参数信息并给予显示，同时数据采集模块把这些状态信息参数传递给数据分析模块，经数据分析模块分析后向被监控端发送控制信息，实现相应的控制。数据分析模块根据各广播发射机的状态参数和相应阈值来判断设备是否运行正常，当运行异常时该模块会产生相应的控制信息，并通过数据采集模块传递给相应的广播发射机进行相应操作或给予警报。在软件实现过程中涉及到计算机、网络通信等多方面的知识，如C++或C#编程知识、通信协议转换的实现等，其中比较重要的是协议包装。考虑到各广播发射机的监控硬件接口很多，并且广播发射机监控接口的传输协议有很多，本文以统一接口协议为基础设计监控系统，并采用TCP/IP协议借用以太网来传输协议，故在数据传输之前需要对数据进行相应编辑，即协议包装。
3结论
广播发射机多位于偏远地区，设备的人工维护十分不便，目前我国地面数字电视广播发射机集成系统还不完善，兼容性低、可扩展性差、自动化程度低，针对以上问题本文首先确定地面数字电视广播发射机集成监控系统的目标功能，在此基础上根据要点问题进行方案设计，介绍了集成监控系统的拓扑结构、硬件组成、软件组成等。综合可以发现，基于统一数据传输协议的地面数字电视广播发射机集成监控系统能够对具有不同监控接口的发射机进行统一、实时、高效的监控，可提高管理效率，极大地方便了设备维护人员，也确保了地面数字电视广播系统的稳定运行。
参考文献
[1]李明亮，李楠，李伟卒，等.地面数字电视广播发射机集成监控系统[J].广播与电视技术，2012（9）：121-124.
[2]陈涛，韩震宇，李绍卓，等.基于多线程的广播发射机远程监控系统[J].计量与测试技术.2006，33（11）：23-25.
[3]高歌.广播发射机监控系统[J].北京广播学院学报：自然科学版.2005（1）：36-42.
作者：常卫民 单位：喀什电视台
第四篇：地面数字电视技术在广电的实践
摘要：随着我国社会的快速进步及发展，电视已经成为人们生活中不可缺少的一个重要组成部分，通过电视，人们可以了解国内外的相关资讯及进行相关娱乐活动等。如今已经进入了数字化电视时代，不管是对电视数据进行传输，还是对电视节目进行加工等，都可以用数字化来完成，且它已经成为先进技术的一种代表。本文首先对地面数字电视技术进行简要概述，接着对地面数字电视技术在相关实践中的要点进行详细研究及分析，希望本文的研究及分析能够为我国地面数字电视技术的发展提供一定的借鉴。
关键词：数字化；地面数字电视技术；借鉴
1对地面数字电视技术进行简要概述
对于传统电视技术来讲，它们主要是通过电视塔来对相关的模拟信号进行发送，而地面数字电视技术就是该种技术的一种延伸[1]，且在数字电视技术中也是非常重要的一种类型。地面数字电视技术在我国目前的广电事业发展中具有里程碑的意义。在形式上面，地面数字电视技术依然采用传统的接受电视塔信号的方式，但与传统接受的方式不同之处在于，地面数字电视技术接受的信号已经变成了数字信号，这也是地面数字电视技术的优点。通过地面数字电视技术接收的数字信号，使电视的画面更加清晰、质量更高等，而该技术也使电视的内容、电视的容量等方面都得到极大提升，因此，地面数字电视技术成为当前发展的热点也是理所当然的。
2对地面数字电视技术在实践中的相关应用要点进行介绍
2.1发射频率的确定
为了保证地面数字电视信号的质量情况，那么，对它的发射频率还是具有一定要求的。就现阶段来讲，我国地面数字电视技术所采用的发射机大多数是LDMOS功放模块[2]，为了使发射频率能够获得比较大的线性动态范围，对它的频段选择也要做相应的要求。目前，主要选择的工作频率是在UHF频段范围内[3]。目前，我国数字电视信道解调的FFT，它主要依靠芯片来完成，但由于这种芯片的速度是有限的，故导致其解调效果不好，当它对多径信号进行处理时，就会导致时间延长很多，导致问题解决比较慢；如果在频率高的时候进行移动接收，多普勒频移就会变大，通过以上描述可以知道，只有当频率低时，对于移动接收而言，才可以实现数字信号的良好应用。
2.2发射场强的确定
不管是对于模拟信号技术还是对于数字信号技术来讲，它们都需要高的能量和载噪比[4]，而对这起决定性作用的是场强。因此，在建立新的数字信号时候，要特别注重对场强的建设，这样才能够保证覆盖性良好，以及保证数字信号传输的质量等。所以，建设一个高的场强是非常有必要的。另外，对于数字信号的应用来讲，其还要考虑载噪比，对于传统的模拟信号来讲其就不需要对载噪比进行考虑。可见，对于地面数字电视技术来讲，载噪比也是一个非常关键的影响因素，如果载噪比不好将会直接对电视的质量产生不好的影响。
2.3关于地面数字电视发射天线的选择
地面数字电视要接收信号，就必然要借助发射天线的功能来实现，而对于发射天线来讲其主要功能便是对电磁波的空间辐射，由于电磁波具有衍射性、方向性及干扰性等相关的功能特点[5]，因此，为了保证传输的质量问题，就要选择一款好的发射天线。那么，如何选择一款性能良好的地面数字发射天线？这就需要结合垂直极化和水平极化来进行综合考虑，只有通过充分应用两者之间的优势，才能够更好地保证覆盖范围、质量等诸多问题。
2.4对地面数字电视发射天线的选址
对于地面数字电视发射天线的选址，首先要考虑自然环境（如天气等）因素的影响，而对于其定位主要是在高层或者高层建筑之上。通常情况下，当出现雷雨等天气时，就会因为地面潮湿等原因而导致信号下降，因此，地面数字电视天线就会选择水平极化方面。另外，地形也会对地面数字电视发射天线的选址造成影响，如果地形选择得当，就会使相关区域被地面数字电视发射天线完全覆盖，否则，就会出现覆盖不完全的死角现象。因此，只有为地面数字电视发射天线选择一个好的地址，才能够保证经济的最优性及避免地面数字信号之间的相互干扰等不良现象。
3结语
随着我国科学技术不断发展，广电行业也在快速发展，从而产生许多新的电视技术，如地面数字电视技术，它不但是广电行业最为关键性技术，也是广电行业最基础性技术。该种技术作为一种新生事物，正在被人们不断认识和接受，其也为我国社会带来了很大的价值性，其主要包括数字电视信号传输、信号解析、信号发射等相关功能。通过对地面数字电视技术的使用，使人们看到更清晰、质量更高的电视画面。综上所述，研究地面数字电视技术对我国广电行业的发展具有前瞻性的影响作用。
参考文献：
[1]杨斌等.浅谈数字电视技术发展状况以及具体施工技术[J].黑龙江科技信息,2015(10):189-194.
作者：赵春梅 单位：黑龙江省五大连池市文化广电体育局
