GME11D13P數字電視發射機原理及維護

吳炎鑫

（山西廣播電視無線管理中心老軍營電視發射中心，山西太原，030000）

1 整機結構

該數字電視發射機的基本組成與普通模擬電視發射機基本相同，激勵器用來對數字碼流進行信源編碼與信道編碼以及數字信號調制、功放單元對調制后的射頻信號進行放大、主控單元對發射機進行集中控制、電控單元控制發射機整體電源、開關電源為發射機提供電源、無源部件(分配器、合成器、濾波器、定向耦合器等)完成信號分配合成以及濾波功能、冷卻系統七個部分組成。整機如圖1 所示。

圖1 整機原理框圖

發射機工作頻率為UHF470-860MHz 范圍，可通過激勵器面板按鈕進行調節，并符合GB/T14433-1993 規定，整機輸出標稱功率為1KW，調制誤差率（MER）≥38dB,帶外頻譜特性符合GM20600-2006 中帶外模板的有關規定，在單頻網工作模式下（SFN）頻率準確度為±1Hz，在多頻網工作模式下為±100Hz，整機工作效率為30%。

1.1 激勵器

發射機激勵器符合國家數字電視地面廣播傳輸標準（GB20600-2006），可以同時符合我國單頻網(SFN)和多頻網(MFN)兩種工作模式，支持移動和固定接收，傳輸速率最大可達32Mbps。激勵器可對傳輸碼流進行自動校正，用以抵消發射機功率放大器帶來的非線性失真，提高功放的利用效率；激勵器還通過校正末級帶通濾波器或多工器的幅度和群時延頻響，提高發射系統的MER。發射機裝配有兩臺激勵器，通過信號合成功能，將兩臺激勵器輸出信號合成一路信號，并將信號輸出到下一級，該合成器主要完成信號的選擇功能。如果當前系統使用主用激勵器則將主用激勵器的信號輸出到下一級，如果選擇備用激勵器則亦然。

1.2 功放模塊

發射機采裝配有1 個前級功放，3 末級功率放大器以及其他無源器件組成，其中前級放大器由前級放大板、末前級放大板組成。

前級功放主要對激勵器輸出的微弱信號進行第一次放大，該放大倍數一般在10dB 左右。3 個末級功放模塊是發射機信號放大的主要部件，每個末級功放板裝配有由2 只飛利浦生產的LDMOS 場效應管BLF888B，每個場效應管與其外圍電路構成一個單管放大器，兩個單管放大器輸出相位相差 90°，2 組同樣的末級功放板再經二合成器進行功率合成，其每個攻防模塊輸出功率大于400W，實際工作中模塊可互換使用。該功放模塊允許輸入470～860MHz 信號，功放管工作在甲乙類，功率增益≥47dB。見圖2。

圖2 功放模塊內部圖

1.3 主控單元

主控單元是整個發射機的集中監控中心，通過各種信號采集實現對發射機的激勵器、主備激勵器倒換、功放模塊、電源模塊以及天饋部分進行實時檢測。用戶可通過主控單元外接觸摸屏對發射機進行集中控制。

1.4 電控單元

電控單元對發射機的整體電源系統進行控制，通過電源控制器、交流接觸器等器件實現控制。主要為發射機風機、主控單元、激勵器、電控單元、功放、開關電源等模塊供電。電控主板是電源及風機控制子系統的主控制板，它包括CPU 及看門狗電路、地址譯碼器、開關機固態繼電器控制、開關機按鍵控制、RS485 接口、直流風機控制及備用檢測接口等部分。如圖3 所示。

圖3 電源及風機測控系統圖

電控電源主要完成整個發射機電源、通過各種接口對開關電源、激勵器、切換器、功放模塊等器件的狀態數據采集，并將數據送與中央控制單元、分配各個部件電源通斷的先后順序、預留對外接口設備互鎖，除此之外，發射機支持外電閃落功能，即在整機電控程序中有外電閃落時自動保存數據功能，即：設備不受斷電的影響保存設置參數，在斷電恢復后，可調用斷電前得配置參數，自動恢復工作，即記憶到斷電前工作狀態。

本機采用AC380V 三相四線制平衡式輸入，以保證各相功率相同。整機開關電源3 個采用并聯均流輸出，單個開關電源2.9KW，數字電視1KW 采用3 個，功率冗余較大；設計中加入了防雷、放短路等保護電路，另外并聯均流方式輸出可以多層冗余保證措施，可以在單個電源發生故障情況下設備仍能正常工作。

開關電源檢測控制板是電控單元的下位機，它負責對發射機功放電源進行檢測和控制。其主要負責3 個開關電源的輸出電流、開關電源的報警輸出，其中包括過壓、欠壓、過流。將信息上報電控單元，接收并執行電控單元的指令。

1.5 無源部件

無源部分主要有激勵器二合成器、微帶三分配器、三合成器、帶通濾波器；發射機激勵器輸出自帶負載吸收，通過信號二合成電路實現雙擊利器輸出。激勵器實現寬帶輸入，二合成電路實現在一定評論范圍，實現兩路功率的均勻合成，保證各端口之間高的隔離度及各端口的低反射系數；定向耦合器采用Ф41.3 三頭定向耦合器；三分配器實現對激勵器輸出信號進行平均分配到三個末級功率放大器中實現信號的放大。分配器內置吸收負載；帶狀線三合成器，采用懸置帶線結構，在較寬的頻率范圍內，實現兩路功率的合成，同時保證各端口之間的隔離度；帶通濾波器采用六腔同軸形式，并帶有附加耦合，完全滿足數字發射機的要求。

1.6 冷卻系統

良好的冷卻系統是發射機正常工作的有效保障，本發射機采用強迫風冷散熱方式。

整機冷卻系統是通過兩個低噪聲離心風機為3 個功放單元吹風散熱組成，雙離心風機可以構成相互主備備份，兩個風機供電獨立，可以分別通斷，實現在線維護；功放散熱器采用國內先進散熱材料鋁質鏟齒技術，散熱效率高效。

離心風機吹出的冷風從功放散熱器后端面分別進入各個功放,通過與功放散熱器進行熱交換后，由機柜頂蓋前側的上出風口排出熱風，完成功放單元的風冷散熱過程。機柜頂部靠前端有出風口，機柜后門和側門有進風口。

2 發射機日常維護

（1）外觀檢查

外觀檢查主要包括發射機指示燈是否正常，防塵網是否清潔，風機是否正常工作，進風口與出風口是否有堵塞，發射機表面是否清潔，如果有出現以上情況要及時清潔，風扇故障要及時跟換風機，以保證征集散熱。

（2）灰塵清理

發射機在使用過程中要嚴格執行國家廣電總局62 號令要求，執行好周檢、季檢以及年檢工作。要保證發射機工作環境的清潔，溫度與濕度保持在正常范圍，對發射機散熱系統要及時清理，保證風道暢通，風機正常，發射機正常散熱。

（3）防塵網的清洗方法

防塵網可用吹風機吹，也可濾用水清洗，但清洗后一定要晾干再裝入發射機，經常查看防塵網是否有塵土及時清理。

3 友好的人機交互界面

該發射機的所有設置通過觸摸屏實現人機交互，觸摸屏整體顯示發射機格功能模塊以及信號走向，通過點擊相應按鈕可查詢設置，面板顯示圖如圖4 所示。

圖4 面板顯示圖

4 結束語

隨著廣播電視發射機固態化程度的提高，使發射機故障率減小，但故障率低也會導致廣大值機員出現盲目自信、麻痹大意的心理出現。因此發射機的日常檢修維護成為了目前保障廣播電視安全播出的重要手段，在日常檢修中要注意整機散熱系統檢修、大電流節點檢查、運行環境溫濕度維護、發射機過濾網以及整機清潔等，確保發射機健康工作。