淺談數(shù)字電視發(fā)射機技術(shù)特點及發(fā)展趨勢

文/易學(xué)鈞

引言

由于數(shù)字電視的體驗感更好、畫面更清晰、內(nèi)容更豐富，還能進行多媒體互動等特點，迅速被廣大人民群眾所接受，推動了數(shù)字電視的發(fā)展，其發(fā)射機技術(shù)也在不斷地進行改良優(yōu)化，為人們提供更好的視聽服務(wù)，滿足行業(yè)發(fā)展的需要。因此，研究我國數(shù)字電視發(fā)射機技術(shù)特點及發(fā)展趨勢很有必要。

1. 數(shù)字電視發(fā)射機的主要部件

1.1 激勵器——核心部件

數(shù)字電視發(fā)射機的主要功能就是傳輸數(shù)字信號，作為數(shù)字電視發(fā)射機的核心構(gòu)成要素之一，激勵器在數(shù)字電視發(fā)射機的數(shù)字信號傳輸功能上發(fā)揮了重要作用，例如音頻和視頻的編碼工作以及數(shù)字預(yù)校正等等。

數(shù)字電視發(fā)射機的激勵器工作原理

詳細來說，首先在DVB-T系統(tǒng)中，MPEG-2主要進行對視頻信號的編碼和壓縮，加強了電視畫面的清晰度，MUSICAM主要進行對音頻信號的編碼和壓縮，降低了環(huán)境噪音，給人們提供了更好的視聽體驗；其次在ATSC系統(tǒng)中，MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)用于視頻信源編碼中，杜比AC-3環(huán)繞立體聲編碼用于音頻采用。對于數(shù)字電視發(fā)射機來說，數(shù)字預(yù)校正技術(shù)很大程度上可以自動調(diào)整發(fā)射機的使用性能，不需要過多的人工干預(yù)，一定程度上提高了發(fā)射機的工作效率，尤其是性能高的中頻非線性預(yù)校正電路對于AB 類功放的發(fā)射機性能有極大的改善[1]。數(shù)字預(yù)校正技術(shù)對于復(fù)雜多變的環(huán)境也有很強的適應(yīng)性，能夠進一步提高發(fā)射機的工作效率和工作質(zhì)量，保證了數(shù)字圖像的高質(zhì)高量，還能隨著其使用年限的增長監(jiān)測出數(shù)字電視發(fā)射機老化故障等問題。

1.2 功率加大器——穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸

功率加大器決定了在信號傳輸過程中輸出能力的大小，在數(shù)字電視發(fā)射機中是不可或缺的，它需要功率加大器來放大相關(guān)的數(shù)據(jù)，使其傳輸?shù)姆秶鼜V，效果更好，使觀眾獲得更好的體驗，滿足更多的需求。在數(shù)字電視發(fā)射機的功放模塊內(nèi)包括輸入電平監(jiān)測、前置級、推動級和加大輸出級[2]。功率加大器采用橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體技術(shù)，簡稱LDMOS，相比以往傳統(tǒng)的雙極型晶體管優(yōu)勢更明顯，一方面提高了有效傳輸?shù)男剩硪环矫嬉膊粫茐脑O(shè)備，還能使PA模塊的傳輸效果達到60 dB左右，增益可達14dB以上。即使某一時段有較大的功率，也能承受輸入的過激勵信號。使用功率加大器可以更好地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，避免發(fā)生故障影響用戶的正常使用。

1.3 冷卻系統(tǒng)——改善運作環(huán)境

數(shù)字電視發(fā)射機在工作過程中會持續(xù)散發(fā)熱量，如果不及時降低溫度很有可能對內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成損壞，引發(fā)故障，所以十分有必要在數(shù)字電視發(fā)射機的內(nèi)部安裝冷卻系統(tǒng)來保證發(fā)射機的正常運行。目前的市場上主要存在兩種冷卻系統(tǒng)，一種是通過風(fēng)力帶走熱量的風(fēng)冷系統(tǒng)，一種是利用散熱管中的冷卻液循環(huán)并進行散熱的液冷系統(tǒng)，盡管兩種系統(tǒng)都被經(jīng)常運用，但是風(fēng)冷系統(tǒng)的噪聲大，還需要建立專門的風(fēng)機房，運作環(huán)境臟亂，特別容易積累灰塵，造成發(fā)射機內(nèi)部零部件的損壞，不容易進行日常的維護管理，所以大部分還是傾向于選擇液冷系統(tǒng)。液冷系統(tǒng)相比于風(fēng)冷系統(tǒng)，它的優(yōu)勢在于運行時的噪聲沒有那么大，不需要專門的風(fēng)機房，節(jié)省了占地面積，其內(nèi)部的冷凍液相比于風(fēng)冷系統(tǒng)來說效果都要更好，封閉性更好，減少了日常維護的工作量，能夠保證數(shù)據(jù)的穩(wěn)定運輸，冷卻效率高，可以改善數(shù)字電視發(fā)射機的運作環(huán)境，大大提高了工作效率。

2.數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)特點

2.1 傳輸通道的高可靠性

數(shù)字電視發(fā)射機的傳輸通道的構(gòu)建需要信息源處理系統(tǒng)、功率放大系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等系統(tǒng)的共同合作運行[3]。首先是利用信息源處理系統(tǒng)可以將電視聲音和圖像利用數(shù)字編碼技術(shù)從模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，這種數(shù)字信息在經(jīng)過校正發(fā)射后再通過載頻轉(zhuǎn)換從低頻向中頻和高頻轉(zhuǎn)變，接著通過功率放大系統(tǒng)放大信息傳輸?shù)墓β剩瑢⑿畔魉偷角Ъ胰f戶。觀眾利用家中的機頂盒接受數(shù)字信號，最終呈現(xiàn)在電視上的就是各種精彩豐富的電視節(jié)目了。雖然傳輸過程中不可避免地會有一定的數(shù)據(jù)失真，但數(shù)字發(fā)射機相比于以前的模擬發(fā)射機校正量要少很多，畫面相比以往會更加真實，發(fā)射機運行效率更高、質(zhì)量更好。另外，數(shù)字電視發(fā)射機還充分利用了“冗余性”設(shè)計，在發(fā)射機的各個功能模塊中都設(shè)立了獨立的電源開關(guān)，提高了整臺發(fā)射機的性能，使其更安全更穩(wěn)定。

2.2 智能化、自動化程度高

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，電子通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)越來越發(fā)達，數(shù)字發(fā)射機漸漸進入了智能化和自動化的發(fā)展階段。具體來說，就是可以利用監(jiān)控和系統(tǒng)智能監(jiān)測出發(fā)射機的內(nèi)部故障，節(jié)省了人力維護的時間和金錢，通過智能系統(tǒng)的控制可以很快地找出故障部位，技術(shù)維修人員可以在最短的時間內(nèi)解決故障，保持發(fā)射機的正常運行。

2.3 抗干擾性能強，傳送質(zhì)量高，覆蓋效益好

數(shù)字發(fā)射機在分米波段相比于模擬發(fā)射機在較米波段工作的抗干擾性能更強，自然環(huán)境對發(fā)射機的電氣干擾沒有過多的影響，信號更穩(wěn)定，畫面和聲音傳輸?shù)馁|(zhì)量更高，用戶終端接收門限低，大大提高了收視效果，信號覆蓋的面積更大。傳統(tǒng)的模擬發(fā)射機一個電視頻道只能傳送一套電視節(jié)目，而數(shù)字電視相比而言擴大了十倍左右，一個頻道能傳送十套以上的節(jié)目，極大地增加了廣播電視產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.數(shù)字電視發(fā)射機的發(fā)展概況

3.1 數(shù)字電視發(fā)射機的標(biāo)準(zhǔn)

目前來說，從國際數(shù)字電視標(biāo)準(zhǔn)情況來看，形成了3種比較重要的電視標(biāo)準(zhǔn)，分別是美國ATSC標(biāo)準(zhǔn)、歐洲D(zhuǎn)VB-T標(biāo)準(zhǔn)以及日本的ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)。美國的ATSC主要以單載波8VSB編碼調(diào)制技術(shù)為主， 歐洲的DVB-T和日本的ISDB-T主要以多載波COFDM編碼調(diào)制技術(shù)為主。這三種重要的視頻信源編碼都采用的是MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，而不同的地方在于音頻信源編碼，美國所采用的標(biāo)準(zhǔn)是AC-3，歐洲所采用的標(biāo)準(zhǔn)是MPEG-2，日本所采用的標(biāo)準(zhǔn)是AAC。

3.2 數(shù)字發(fā)射機的主要機型

無論是從國外還是國內(nèi)來說，所采用的機型主要是感應(yīng)輸出管10T發(fā)射機、四極單電子管或雙向四極管發(fā)射機以及全固態(tài)發(fā)射機這三種機型，他們都工作在UHF波段。其中IOT發(fā)射機在高功率數(shù)字電視中是首要選擇，具有很強的競爭力。而中功率的全固態(tài)發(fā)射機在不斷發(fā)展中也具有一定的競爭力，近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高和創(chuàng)新，國內(nèi)還在研究具有更多種類、功能更齊全的數(shù)字發(fā)射機。

4.數(shù)字電視發(fā)射機的發(fā)展趨勢

4.1 技術(shù)上要進一步突破優(yōu)化

國內(nèi)的數(shù)字電視技術(shù)相比于國外而言還有很多的不足之處，數(shù)字發(fā)射機在全國范圍內(nèi)使用的時間還比較短，技術(shù)上仍有欠缺，但國外技術(shù)發(fā)展的比國內(nèi)要成熟不少，使用時間已經(jīng)很長了，所以大部分省級以上的媒體采用的仍然是國外的數(shù)字發(fā)射機，這對國內(nèi)的廣播電視行業(yè)的發(fā)展帶來了更大的機遇和挑戰(zhàn)，要求我們必須不斷研發(fā)新技術(shù)，研制出符合中國國情的特色的數(shù)字電視發(fā)射機，提高國產(chǎn)數(shù)字發(fā)射機的研發(fā)速度和技術(shù)水準(zhǔn)，這樣才能讓本國生產(chǎn)的設(shè)備占據(jù)國內(nèi)更大的市場，推動民族的富強，否則國內(nèi)的市場就會被國外產(chǎn)品所壟斷。

4.2 國內(nèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向及應(yīng)用范圍

目前，我國已經(jīng)能夠通過衛(wèi)星來進行電視直播，提高了信息的傳播速度和覆蓋面積，還將其與網(wǎng)絡(luò)終端連接，使人們可以在手機上收看電視節(jié)目，而國內(nèi)現(xiàn)在正在嘗試著將移動終端與數(shù)字技術(shù)結(jié)合起來開發(fā)新一代的移動電視，預(yù)計未來能夠全面覆蓋地鐵、公交、火車等公共平臺，使人們能夠隨時隨地觀看節(jié)目。隨著移動電視的不斷研發(fā)，能夠開拓更深更廣的業(yè)務(wù)范圍，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動廣播電視行業(yè)的進一步發(fā)展。

結(jié)語

隨著人們生活水平的不斷提高，對數(shù)字電視發(fā)射機的要求也就更復(fù)雜，再加上網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，未來數(shù)字電視發(fā)射機技術(shù)必將進入新的研發(fā)領(lǐng)域，在市場上推出功能更強大、質(zhì)量更優(yōu)秀的數(shù)字電視發(fā)射機，進一步推動廣播電視行業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與社會效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

[1]劉博. 數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)特點及發(fā)展趨勢[J]. 科技傳播，2011（01）：10，7.

[2]張晶. 數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)特點及發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 硅谷，2011（02）：37.

[3]蔣曉東，張子洪. 數(shù)字電視發(fā)射機的技術(shù)原理與發(fā)展趨勢[J]. 科學(xué)之友，2011（12）：157-158.