數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的特點及與模擬電視發(fā)射機(jī)的比較

赫　健　靖亞興

摘要：面對著GPS跟蹤、無線互聯(lián)網(wǎng)、移動通信、PDP(等離子)顯示和電視演播室技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字電視發(fā)射技術(shù)顯得慢了一些。但是近幾年，受數(shù)字電視市場的推動，英國、美國、西班牙、加拿大等國家數(shù)字電視業(yè)務(wù)的開播和全球掀起的數(shù)字電視熱潮，電視發(fā)射技術(shù)方面也取得了較大進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；發(fā)射機(jī)

1數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的特點

早期的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)是用外接的COFDM或8-VSB激勵器簡單取代模擬Vision/Sound激勵器，用射頻波段濾波器取代射頻輸出濾波器和Vision/Sound雙工器。但是近來，一些大的電視發(fā)射機(jī)制造商卻以全新的理念和技術(shù)來設(shè)計生產(chǎn)新一代數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，縱觀主要有以下特點：

1.1數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)（DAP或RTAC）

數(shù)字自適應(yīng)預(yù)校正技術(shù)已經(jīng)在美國和歐洲的制造商生產(chǎn)的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)上應(yīng)用。數(shù)字自適應(yīng)于校正技術(shù)是指在不須人工干預(yù)的情況下在剛剛啟動發(fā)射機(jī)的幾分鐘內(nèi)將發(fā)射機(jī)的性能調(diào)到最佳狀態(tài)，而且，這個系統(tǒng)還能夠監(jiān)測和自動校正來自于發(fā)射機(jī)的老化、溫度和發(fā)射機(jī)自身失效等波動的調(diào)整，這樣能夠保證發(fā)射出去的信號始終處于高指標(biāo)的狀態(tài)，使維護(hù)變得非常簡單。

1.2 功放中廣泛應(yīng)用大功率LDMOS晶體管

LDMOS（Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor）即：橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體。起初，LDMOS技術(shù)是為900MHz蜂窩電話技術(shù)開發(fā)的，蜂窩通信市場的不斷增長保證了LDMOS晶體管的應(yīng)用，也使得LDMOS的技術(shù)不斷成熟，成本不斷降低，因此今后在多數(shù)情況下它將取代雙極型晶體管技術(shù)。

1.3 N+1 系統(tǒng)使擁有多臺發(fā)射機(jī)的臺站更經(jīng)濟(jì)

N+1 是指用1部發(fā)射機(jī)給多部（N部）做備份。本來固態(tài)發(fā)射機(jī)是用像放大器、電源等較不穩(wěn)定設(shè)備冗余累積起來的，模塊化的激勵器又一般采用雙激勵器自動倒換的形式，設(shè)備運行的可靠性明顯提高。在通常情況下，也不用像電子管、速調(diào)管發(fā)射機(jī)那樣進(jìn)行備份。因為全固態(tài)的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)所應(yīng)用的積木化的功放和并行運行的電源等都足以實現(xiàn)N+1系統(tǒng)，而且大多支持熱插拔。

1.4 冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)、液冷供選擇的方式

為了滿足不同客戶對冷卻系統(tǒng)的需求，發(fā)射機(jī)生產(chǎn)廠家開發(fā)了風(fēng)冷和液冷系統(tǒng)，在客戶購機(jī)訂貨時可供用戶選擇適合自己的冷卻方式，改變了過去固態(tài)機(jī)中只有風(fēng)冷的單一方式。如THALES公司推出的VHF OPTIMUM 和UHF ULTIMATE系列發(fā)射機(jī)就已采用此種技術(shù)。

1.5 無線連接、GUI界面、故障自我診斷和遠(yuǎn)程遙控

在新設(shè)計的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)中，功率放大器、電源和RF合成器省去電纜而采用插、拔的方式直接連接在一起。這樣使整機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊、維護(hù)更加方便。微處理器的應(yīng)用，能夠監(jiān)控發(fā)射機(jī)的狀態(tài)和提供每個組件的有用信息。LCD的應(yīng)用提供了直觀友好的圖形用戶接口（GUI）使得用戶操作更加容易，用戶可以很直觀的察看設(shè)備的運行狀態(tài)。先進(jìn)的故障自我診斷系統(tǒng)和DAP技術(shù)使得用戶容易查找故障部位，加快設(shè)備的維護(hù)、維修進(jìn)度。遠(yuǎn)程遙控功能使得用戶可通過因特網(wǎng)對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。

2 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)與模擬電視發(fā)射機(jī)的比較

2.1 激勵器

激勵器主要包括音視頻處理、調(diào)制、本振、變頻和RF小功率放大器，它是電視發(fā)射機(jī)的核心。發(fā)射機(jī)的絕大部分技術(shù)指標(biāo)由激勵器決定。模擬電視發(fā)射機(jī)激勵器和數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的大部分不能通用。

如果模擬電視發(fā)射機(jī)激勵器采用數(shù)字音視頻處理，調(diào)制采用軟件無線電方式在基帶部分實現(xiàn)，那么它與數(shù)字電視發(fā)射機(jī)激勵器的共同部分可以增加，但不能完全共用。

2.2 功率放大器

功率放大器決定了發(fā)射機(jī)的功率輸出能力，是發(fā)射機(jī)中成本最高的部分。模擬電視發(fā)射機(jī)有分放式和合放式之分。分放式指圖像載波信號和伴音載波信號經(jīng)不同的功率放大器分別放大，合放式指圖像載波信號和伴音載波信號用同一個功率放大器放大。而數(shù)字電視發(fā)射機(jī)不可能采用分放式，因為數(shù)字音視頻信號總是復(fù)合在一起進(jìn)行調(diào)制解調(diào)。因此，要想使模擬電視發(fā)射機(jī)的功率放大器直接用于數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，就必須采用合放式。

2.3 RF輸出單元

RF輸出單元主要指輸出濾波器。它決定發(fā)射機(jī)的無用發(fā)射性能。模擬電視發(fā)射機(jī)的主要能量集中在視頻載波、伴音載波和色度副載波這些離散頻率點上，無用發(fā)射也主要集中在這三個頻率的組合處。對離散型的無用發(fā)射，一般采用多個陷波腔來濾除。但這種陷波器式的濾波器完全不能用于數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，因為數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的帶外無用發(fā)射是連續(xù)的，必須采用帶通濾波器。而且，為了抑制其對鄰頻道的干擾，還必須采用橢圓函數(shù)帶通濾波器，以達(dá)到一定的ACPR性能。如果模擬電視發(fā)射機(jī)的輸出濾波器也采用帶通濾波器，那就有可能直接用于數(shù)字電視發(fā)射機(jī)。

2.4 電源

電源分為激勵器用電源和功放用電源。激勵器用電源一般含在激勵器機(jī)箱內(nèi)。功放用電源應(yīng)該具有共用性，從模擬電視發(fā)射機(jī)向數(shù)字電視發(fā)射機(jī)過渡時，功放電源不用改變。

2.5． 監(jiān)控

發(fā)射機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)長期穩(wěn)定工作的保證。它包括對發(fā)射機(jī)各部分工作狀態(tài)和信號流程以至于主要性能指標(biāo)的測量，對開關(guān)機(jī)和主要故障處理的控制，對輸出功率電平的自動控制等。監(jiān)控系統(tǒng)由傳感器、接口電路、微處理器和PC機(jī)及相關(guān)軟件構(gòu)成。現(xiàn)在已實現(xiàn)三遙（遙測、遙控和遙訊）。當(dāng)模擬電視發(fā)射機(jī)過渡到數(shù)字電視發(fā)射機(jī)時，監(jiān)控系統(tǒng)要作相應(yīng)改變。激勵器部分的監(jiān)控隨著激勵器的更換而全部改變。整機(jī)的監(jiān)控軟件要更新。

綜上所述，模擬電視發(fā)射機(jī)過渡到數(shù)字電視發(fā)射機(jī)，其激勵器要更換，其它部分，包括功放、RF輸出單元、電源、監(jiān)控和冷卻系統(tǒng)基本都可以共用。如果監(jiān)控軟件可以自適應(yīng)更換版本，那么一臺合理設(shè)計的發(fā)射機(jī)既可以用作模擬電視發(fā)射，也可以用作數(shù)字電視發(fā)射。作為模擬電視發(fā)射機(jī)，采用雙激勵器，一主一備，主備自動切換。在過渡階段，可以將備用的模擬電視發(fā)射機(jī)激勵器改為數(shù)字電視發(fā)射機(jī)激勵器，分時廣播，一部分時間作模擬電視廣播，另一部分時間作數(shù)字電視廣播。當(dāng)完全過渡到數(shù)字電視廣播時，可以將主激勵器也換成數(shù)字電視發(fā)射機(jī)激勵器，從而構(gòu)成雙激勵器主備自動切換的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)。