淺談數字調頻發射系統更新改造

文/李鵬

前言

撫順廣播電視臺（以下簡稱我臺）承擔多套國家、省、地市等調頻廣播無線覆蓋任務，原有調頻發射機已逐漸老化，嚴重影響安全播出，為保障“十九大”安全播出，降低停播、劣播風險，我臺對調頻發射機實施了更新改造工作。

1.更新設備概述

我臺原有國產調頻發射機均工作10年以上，故障頻繁，能耗大，已降功率播出，為保障“十九大”安全播出工作，在對進口和國產發射機進行了大量數據比較并與省內多家兄弟單位了解情況后，對我臺現有的調頻發射機進行了更新改造工作。

本次更新的調頻發射機為原裝進口意大利Elenos（意利諾斯）數字調頻同步廣播發射機，原有國產發射機作為備份，通過BED同軸開關進行主備切換，并配置Elenos遠程監控系統進行智能化管理，保障安全播出。

本次更新安排在午夜停機以后進行，全臺發射相關技術人員全部參加，協同廠家工程技術人員，對新發射系統進行安裝，對原有發射機進行檢修、除塵，對電源系統、音頻傳輸線路、接地系統進行重新改造。在廠家工程師的講解下使全臺相關技術人員對新發射機有了全面的了解，并對1+1主備系統進行實踐操作，便于后期進行維護，保障安全播出。

通過本次更新改造，發射機均額定滿功率發射，音頻均采用數字AES/EBU傳輸，后期若升級為數字調頻同步廣播系統，發射系統不需要重復投入。

2.本次更新的主要設備技術介紹

2.1 Elenos數字調頻廣播發射機的主要技術特點

采用現階段國際上最先進的數字信號處理（DSP）和直接數字頻率合成（DDS）技術，用大規模集成電路，替代傳統的模擬電路，技術指標和設備穩定性得到極大提升；采用2.4G時鐘，先進的數字信號處理技術，最大化保真音源，確保數字音頻處理技術全球領先；音頻指標得到質的飛躍，實測音頻信噪比S/N≥85dB；頻響≤±0.1dB；失真≤0.01%；立體聲分離度≥65dB，以上指標均達到國際先進水平；采用自主專利技術“ICEFET& ECOSAVING”：自動檢測每組功放管溫度，當功放管溫度過高時，進行智能降溫和保護；自動檢測每組功放管的輸入和輸出功率，當測到不穩定的數據它將會自動進行調整，實現智能均流，使發射機在正常工作環境下功放管從未被損壞；采用自有專利技術的一次性功率分配、合成技術，使功放在分配、合成中功率損失達到最小，相比其他傳統的合成器減少了50%的功率損耗。功耗的降低一方面減少了播出成本，另一方面降低了機器的溫升，從根本上提高了機器的穩定性。FM87.5～108MHz全頻帶設計，任意頻點實測功率均能達到或超過額定功率值；智能化設計，保證發射機在極端環境工作時盡可能不停機，旨在打造世界上穩定性最高的調頻發射機；具有完善的過流、過壓、過溫保護；具有完善的發射機輸出短路和開路保護，駐波比智能保護控制電路；整機效率高，滿功率時整機效率超過70%，并通過特定電路設計，使發射機在50%～100%功率工作時，整機效率也能達到或超過70%，整機效率的提高降低了我臺的運營成本，包括電費及輔助配套設施等；我臺采購的數字調頻（同步）廣播發射機為4U機型體積小、重量輕，并且四套發射機安裝于一個機柜，節省機房空間；免費提供完整通訊協議，通過DB9接口能監測控制發射機高亮OLED顯示的所有數據，且全為數字量；通過DB9與PC相連，運用微軟自帶超級終端監控發射機的所有參數；也可采用我們配套提供發射機遠程監測監控系統；Elenos全系列調頻發射機和功放（包括數字調頻和傳統發射機），監控協議完全兼容，更新該品牌發射機的功率等級，不需要更換發射機遠程監控系統的任何軟硬件；發射可設置最多6個頻道，每個頻道包括發射頻率、發射功率、音頻增益、音頻輸入模式、預加重等參數完全獨立，實現一鍵切換，特別適用于N+1系統作為備機；發射機自帶數字音頻AES/EBU接口，支持數字音頻優先輸入；采用金屬元素銦替代傳統的導熱硅脂，保證功放管散熱均勻、良好、長效，結點溫度低；采用最先進平面技術設計，保證發射機內部RF模塊、功率分配器、功率合成器、低通濾波器等布局最優化、最小化，減少接插件，而直接焊接保證了設備長期運行的穩定性；散熱器設計和風道設計均為自有專利技術，主流風道只經過散熱器表面，提高整機穩定性；所有采用DSP+DDS技術發射機音頻指標參數一致性非常好，僅存量化誤差；同步10MHz標頻輸入，也可根據客戶要求內置GPS模塊，實現載波和導頻頻率精度達到1.15×10-11；同步1PPS標頻輸入，進行音頻和19KHz導頻同步，實現真正意義上的同步廣播；發射機本機音頻延時功能，音頻總延時1S，步進0.1μS；發射機自帶雙激勵器1+1自動切換功能，外置激勵器接入后直接升級為雙激勵調頻發射機，且不需增加任何軟硬件設備；發射機可直接用于數字調頻同步廣播系統，便于后期同步升級時發射機不需要作任何改動，避免重復投入。

2.2 Elenos發射機智能遠程監控系統

我臺采用的ELENOS發射機遠程監控系統，遠程實時檢測控制發射機的工作狀態，實現智能化管理。具體功能包括：

（1）對發射機進行開、關機操作；（2）調整發射機的功率和頻率；

（3）對主備發射機進行智能切換；

（4）對發射機的音頻進行實時顯示與調整；

（5）對發射機每組電源的工作電壓、電流、溫度、輸出功率進行顯示；（6）對每組末級功放管的電流、溫度、功耗進行顯示；（7）對整機工作效率、環境溫度、風機轉數（轉數根據溫度受控）進行顯示；

（8）對N+1系統六組工作頻率的各項參數進行單獨設置，包括當前頻道的頻率、功率、音頻工作模式、音頻電平、預加重等進行設置；

（9）對N+1系統頻道進行一鍵切換，非常適合骨干臺N+1系統；

（10）定時開關機、定時升降功率；

（11）歷史運行曲線查詢、歷史操作記錄查詢；（12）故障信息查詢。

3.更新改造施工過程

本次發射系統改造施工，我臺技術中心無線覆蓋技術人員全部參加，并把所有技術測試數據進行記錄并存檔，主要工作如下。

對電力系統進行改造，發射機的供電均采用UPS供電，對原有發射機供電電纜均更新為中國元通國標阻燃線ZR YJVR5×16，電力線均套管敷設，防止蟲鼠破壞；進行聯合接地改造，對原有紫銅排進行更新，改善接地效果；把模擬音頻線進行更換，直接從信號柜ORBAN5500音頻處理器引入數字AES/EBU音頻，采用佳耐美數字音頻線，避免電源紋波等干擾，提高音頻質量；重新測試調整天饋及多工系統，確保發射機接入端駐波比≤1.10；

對新購的BED同軸開關，制作專用支架進行集中固定，使射頻連接系統穩定、簡潔，便于維護；三臺發射機安裝于同一個機柜，射頻輸出為Φ41.3直饋頂出口，發射機——同軸開關——多工、天饋均采用硬饋連接，使機房整體整潔、美觀，便于維護；對所有的發射機進行統一標記，并對機房內的設備進行重新調整、固定，僅保留三套完整的1+1發射系統相關設備。由廠家技術人員對我臺所有覆蓋技術人員進行現場培訓，并逐一對改造后的系統進行實踐操作。

結語

為了確保“十九大”期間的安全播出，我臺在盡可能短的時間內完成了調頻發射機安裝調試工作，并確保了設備的安全播出，通過實地收測，完成了進口發射機與國產發射機發射效果比對：三個頻率場強均有所增加，其中90.1MHz場強增加8個dBu左右， 93.0MHz和106.1 MHz平均增加3到5個dBu，覆蓋區域增加10%左右，覆蓋區域內音質明顯提高。這次進口調頻發射機的更新，極大地提高了我臺“十九大”期間的安全播出能力，降低了停播劣播風險，也極大地改善了收聽音質，贏得了廣大聽眾的好評，社會反響極好。同時也填補了我臺對于調頻發射機監控軟件缺失的短板，為更好地監測調頻發射機的各項數據、提高使用效率、延長使用壽命、及時發現問題和處理問題提供了強大的依據和保障，進一步提高了安全播出能力。