中波廣播發(fā)射臺信號源系統(tǒng)組成架構(gòu)與常見故障維修

冀 睿

（陜西省中波臺管理中心商州廣播轉(zhuǎn)播臺，陜西 商洛 726000）

1 組成架構(gòu)

中波廣播發(fā)射臺信號源系統(tǒng)主要由衛(wèi)星信號接收設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)信號接收設(shè)備、微波接收設(shè)備、調(diào)頻接收設(shè)備、射頻同步設(shè)備、音頻矩陣切換器、音頻處理器以及時延器等組成，架構(gòu)如圖1所示[1]。

圖1 中波廣播發(fā)射臺信號源系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 衛(wèi)星信號接收設(shè)備

衛(wèi)星信號接收設(shè)備的作用是接收和處理衛(wèi)星節(jié)目信號。在衛(wèi)星上行站對廣播節(jié)目信號進(jìn)行壓縮編碼、信道編碼、QPSK調(diào)制、變頻后，經(jīng)衛(wèi)星上行發(fā)射天線發(fā)送到地球同步通信衛(wèi)星。衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器向地面接收站發(fā)送C頻段或KU頻段的高頻信號，衛(wèi)星地面接收站對接收的信號進(jìn)行變頻、放大和解調(diào)處理，最后形成音頻信號并經(jīng)音頻處理器處理后送到發(fā)射機(jī)。通常情況下，衛(wèi)星信號作為中波廣播發(fā)射臺的主用節(jié)目信號源。

1.2 網(wǎng)絡(luò)信號接收設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)信號接收設(shè)備的作用是接收處理網(wǎng)絡(luò)節(jié)目信號。中波發(fā)射臺的電磁環(huán)境復(fù)雜，為了降低電磁信號對網(wǎng)絡(luò)信號的干擾，一般采用光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)信號。網(wǎng)絡(luò)信號處理設(shè)備包括光端機(jī)、復(fù)用器以及節(jié)目信號解碼器，其中解碼器的作用是將網(wǎng)絡(luò)信號中的節(jié)目信號解調(diào)出來。

1.3 微波接收設(shè)備

微波是頻率范圍在300 MHz～300 GHz的電磁波，在無線廣播發(fā)射早期主要用于長距離接力傳輸廣播節(jié)目信號和電報(bào)、電訊等，后期主要用于城市廣播節(jié)目源和發(fā)射臺之間短距離的信號傳輸。微波接收設(shè)備由調(diào)制器、射頻放大器、功率合成器、解調(diào)器以及接收天等組成，接收方式類似于C波段衛(wèi)星信號的接收。

1.4 調(diào)頻接收設(shè)備

調(diào)頻接收設(shè)備由天線、信號調(diào)諧放大器、音頻功放等組成。由于調(diào)頻廣播的發(fā)射與接收都很容易實(shí)現(xiàn)，而且調(diào)頻廣播接收到的廣播音質(zhì)接近于CD音質(zhì)，因此不少地方發(fā)射臺還將調(diào)頻廣播信號作為一種信號源。

1.5 射頻同步設(shè)備

射頻同步信號處理設(shè)備主要由GPS、同步源設(shè)備以及同步激勵器組成。同步源設(shè)備的作用是將GPS接收的信號進(jìn)行分頻形成基準(zhǔn)信號，同時將基準(zhǔn)信號送到激勵器，這樣就能保證激勵器輸出的載波信號與國家校時頻率一致。如果每個發(fā)射臺都使用校時載頻，那么所有發(fā)射臺發(fā)出去的載波信號都是同步的。射頻激勵器的輸出頻率可以根據(jù)需要進(jìn)行人工設(shè)置，通過調(diào)整激勵器后面板上的3個數(shù)碼開關(guān)來實(shí)現(xiàn)[2]。

1.6 音頻矩陣切換器

廣播節(jié)目信號包括衛(wèi)星信號、網(wǎng)絡(luò)信號、微波信號以及調(diào)頻信號等，通過音頻矩陣切換器可以實(shí)現(xiàn)多種信號的切換。在中波廣播發(fā)射臺，一般情況下將衛(wèi)星信號作為主用信號，網(wǎng)絡(luò)信號作為備用信號。當(dāng)主用信號出現(xiàn)故障時，可通過人工手動操作切換信號，也可以通過音頻矩陣切換器實(shí)現(xiàn)信號自動切換。

1.7 音頻處理器

音頻處理器的主要作用是對音頻信號進(jìn)行壓縮限幅處理。新型全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)對信號源的要求較高，節(jié)目信號起伏變化過大或者有過多的低頻分量會造成發(fā)射機(jī)過調(diào)制或過流問題，引起發(fā)射機(jī)停機(jī)保護(hù)或重啟故障。音頻處理器主要是對動態(tài)信號進(jìn)行壓縮處理，當(dāng)音頻信號幅度瞬時變大時，音頻處理器對超出正常范圍的音頻分量進(jìn)行壓縮處理。此外，音頻處理器還具有提高等響度、提升高頻分量、增加音域?qū)挾鹊茸饔谩Ｒ纛l處理器內(nèi)部工作流程如圖2所示。

圖2 音頻處理器內(nèi)部工作流程

1.8 時延器

時延器可以調(diào)整音頻信號的延時量，確保不同發(fā)射臺在同一覆蓋區(qū)域內(nèi)節(jié)目聲音的同步。由于發(fā)射臺所處地理位置不同，因此接收到的衛(wèi)星信號嚴(yán)格來說是有一定時間差的，這種時間差會使每個發(fā)射臺發(fā)射出去的聲音信號不同步，在兩個同步覆蓋的交叉區(qū)出現(xiàn)重音現(xiàn)象。為了避免這個問題出現(xiàn)，通過相關(guān)部門提供的信號源接收時差表查找本地的時差數(shù)據(jù)，通過時延器調(diào)整誤差量，從而最大程度消除相鄰發(fā)射臺音頻不同步的問題。

2 常見故障與維修

2.1 衛(wèi)星信號接收故障

（1）衛(wèi)星接收天線方位角發(fā)生變化，導(dǎo)致信號強(qiáng)度處于臨界狀態(tài)。處理方法是重新調(diào)整天線方位角，提高信號強(qiáng)度，改善接收效果。

（2）接收設(shè)備故障或工作環(huán)境溫度高，接收機(jī)剛工作時一切正常，工作一段時間后出現(xiàn)節(jié)目信號斷斷續(xù)續(xù)的情況。處理方法是先檢查機(jī)房溫度是否正常，如果環(huán)境溫度正常，則問題出在接收設(shè)備上，可能是接收設(shè)備熱穩(wěn)定性能不好所致。

（3）雨水會使衛(wèi)星信號產(chǎn)生衰減，雨量越大則信號衰減越嚴(yán)重。為了避免雨衰過大影響到衛(wèi)星信號的接收效果，最好選用大口徑的衛(wèi)星接收天線，并給天線上的高頻頭加裝防雨裝置。

除此之外，當(dāng)太陽運(yùn)行到赤道上空且正好處在衛(wèi)星與地面接收站連線上時（即日凌），地面接收站不僅接收到衛(wèi)星信號，還同時最大幅度地接收到太陽的電磁波輻射，造成衛(wèi)星信號質(zhì)量下降，出現(xiàn)信號中斷現(xiàn)象。對于日凌問題目前沒有更好的解決方法，只能在每年的日凌期做好預(yù)測和值機(jī)監(jiān)聽，當(dāng)日凌嚴(yán)重干擾節(jié)目信號時采取必要的應(yīng)急處置 措施。

2.2 接收機(jī)或高頻頭故障

當(dāng)高頻頭、衛(wèi)星接收機(jī)或射頻連接線出現(xiàn)問題時，將不能接收任何衛(wèi)星信號。高頻頭（Low Noise Block，LNB）長期工作在室外，容易因暴曬、進(jìn)水或內(nèi)部腐蝕而損壞。當(dāng)高頻頭損壞時，可用同規(guī)格高頻頭替換，并對高頻頭進(jìn)行防漏雨、防暴曬處理。此外，接收天線的高頻頭與接收機(jī)之間的同軸電纜接觸不良也會造成信號中斷。衛(wèi)星天線高頻頭上的變頻器需要外部供電才能工作，一般是由衛(wèi)星接收機(jī)提供（一般電壓為18 V）。當(dāng)衛(wèi)星信號出現(xiàn)問題時，應(yīng)在高頻頭端測量是否有18 V電壓，以便判斷是否為接收機(jī)故障[3]。

2.3 網(wǎng)絡(luò)信號設(shè)備故障

2.3.1 信號中斷故障

網(wǎng)絡(luò)信號經(jīng)常中斷的原因是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境發(fā)生了變化，網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度和質(zhì)量降低。此時應(yīng)檢查網(wǎng)絡(luò)鏈路上的設(shè)備及連接是否正常，多數(shù)情況下是連線接頭接觸不良造成的，可重新制作接頭。在制作網(wǎng)線水晶接頭時，要注意線序的排列，線序排列錯誤對網(wǎng)速的影響很大[4-5]。

2.3.2 硬件故障

中波發(fā)射臺大都處于高頻強(qiáng)磁場環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)信號鏈路上出現(xiàn)較強(qiáng)的輻射干擾，可能會導(dǎo)致交換設(shè)備和終端設(shè)備燒壞。硬件故障的出現(xiàn)過程較慢，設(shè)備安裝初期不明顯，在使用一段時間后會逐漸出現(xiàn)信號中斷，多為網(wǎng)絡(luò)交換接口或終端設(shè)備網(wǎng)卡燒壞，出現(xiàn)這種情況后需要及時更換相關(guān)設(shè)備。

3 結(jié) 語

通過對中波廣播發(fā)射臺信號源系統(tǒng)組成架構(gòu)、工作原理以及常見故障維修的分析論述，中波廣播發(fā)射臺的技術(shù)人員不僅要掌握發(fā)射機(jī)的理論知識與維修技能，還要了解信號源系統(tǒng)的工作原理和常見故障處理方法。只有這樣，才能在信源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時快速準(zhǔn)確地找到故障并及時排除，確保中波廣播的安全傳輸。