數字電視發射系統故障排查與解決方法

【摘要】數字電視發射系統是電視節目市場占有率的重要保證，尤其在抗震救災等特殊場合更是發揮著無可替代的通訊廣播作用。為了提升數字電視發射系統的工作性能，本文在對系統結構、特點和工作原理進行分析的基礎上，提出了故障定位與處理、維護保養方法。在數字電視發射系統出現故障時，應該第一時間進行故障定位，并根據系統監測數據和歷史經驗做出故障定位和排查；對于數字電視發射系統的不同組成部分，應該采用不同的維護保養方法。只有提升發射系統的故障排查能力和維護保養水平，才能確保數字電視發射系統始終高效工作。

【關鍵詞】數字電視發射系統；故障排查；維護保養；發射機；激勵器

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.011

廣播電視傳媒在社會生產生活中占據重要地位，不僅面向公眾傳播各種訊息，還是豐富社會精神生活的重要工具。廣播電視傳媒技術的發展，經歷了模擬信號向數字信號的轉型。過去，模擬信號發射方式簡單，需要的配套設備較少，但是容易受到環境電磁噪聲的干擾，穩定性難以滿足全天候使用的需求。數字信號的出現，極大提升了信號傳輸過程中的抗干擾能力，使電視內容的顯示效果得到了明顯改善。但是，數字電視發射系統結構功能復雜，由大量的元器件和機電設備構成，任何設備出現故障都可能影響到發射系統的基本功效。數字信號的地面傳播方式是目前的主流，具有單位里程傳輸成本低、覆蓋面廣、在應急救災等特殊環境中具有強大的適應性。因此，研究數字地面電視發射系統的故障辨識與處理方法，能夠提升系統正常運行的穩定性，是保證電視信號正常接收與播放的基礎。數字地面電視發射系統是有線電視、衛星電視等傳媒方式的重要補充，其工作能力是電視節目市場占有率的重要保證。為了確保數字電視發射系統始終工作在穩定狀態，本文研究了數字電視發射系統故障排查與解決方法，在分析了數字電視發射系統結構組成、主要特點和工作原理的基礎上，建立了故障排查方案，并提出了一系列維護保養方法。

1. 數字電視發射系統概述

1.1 基本結構

數字電視發射系統主要由前端設備和發射設備兩部分組成，各部分結構如圖1所示[1]。

在圖1所示的前端設備中，單頻網適配和編碼設備能夠確保發射機的發射頻率基本相同，從而實現廣域覆蓋，實現發射技術由模擬向數字方式的升級，同時因為抗干擾能力強而更適應在當前無線電信號復雜的社會環境中應用；同步基準信號設備實現數字電視信號的預處理，減少信號中的噪聲干擾，使信號便于發射和接收；復用器是數字電視系統的核心，負責對系統的軟硬件進行初始化設置，同時協調軟件和硬件的邏輯拓撲關系，確保軟硬件之間沒有時間延遲；信號傳輸適配設備協調信號發射與傳輸網絡以及接收端的接口關系，確保信號發射的穩定性。在發射設備中，TS流接收器用于接收信號并實現信號轉換，便于信號在電視機等配套機器中顯示；反饋系統主要負責對信號進行功率放大并面向傳輸網絡傳播；發射機包括功率放大器、激勵放大器、輸出濾波器、顯示單元和電源系統等，對發射信號進行濾波、功率放大處理；信號傳輸適配設備發揮與傳輸網絡和接收端的接口關系協調作用，將三者的信號制式進行統一[2]。

1.2 主要特點

數字地面電視發射系統是在對傳統模擬電視技術進行升級改造的基礎上發展起來的，不同于有線電視、衛星電視等電視傳播模式。數字地面電視發射系統具有更高的頻率利用率，能夠實現更廣闊的覆蓋范圍，可以兼顧偏遠山區的電視信號接收需求。此外，數字地面電視發射系統具有更強的魯棒性，對復雜環境中的各種干擾具有強大的補償能力，能夠實現電視信號的穩定傳輸；在信號發射時可以實現加密處理，確保信息安全。

除了在正常環境中承擔數字電視信號的發射功能外，數字地面電視發射系統還適合在災害等自然環境中應用。一旦發生地震、海嘯、臺風、洪澇等自然災害，通訊網絡極易受到沖擊而癱瘓，此時基于通訊網絡工作的有線電視、衛星電視等不能正常處理電視信號。數字地面電視發射系統基于地面和鄰近空間傳輸信號，受到通訊網絡的限制和影響較小。因此，在受到災害等突發事故的現場，數字地面電視發射系統對于搶險救災、次生災害處理、應急指揮等具有重要的意義。

1.3 工作原理

數字地面電視發射系統的工作過程，主要由壓縮編碼、復用打包、信號預處理與編碼、調制發射組成[3]。數字地面電視發射系統的基本工作原理如圖2所示。

在圖2中，數字地面電視發射系統可以實現音頻信號與視頻信號的無差異融合，之后按照既定的標準進行壓縮和編碼；復用打包時會融合其他信號；預校正會對混入信號源中的擾動進行降噪處理，提高信號傳輸的質量；復用打包和預校正完成之后，信號傳入發射設備進行功率增強和激勵處理，之后進行編碼和映射；最后加載到基帶上進行發射。

2. 數字電視發射系統常見故障與處理方法

2.1 故障排查方法

數字地面電視發射系統由一系列復雜的機電設備構成，這些設備內部包含有大量的元器件，這些元器件不僅類型不一，而且相互之間接口關系復雜。對數字地面電視發射系統進行故障排查，主要依據工作狀態監視系統實施。

工作狀態監視系統一般設置在中心機房內，由專業人員進行值守操作。工作狀態監視系統對音頻信號和視頻信號的發送與接收狀態進行實時監測。一旦出現信號消失，或者信號變化峰值超過閾值設定，或者干擾使發射信號失真，立即啟動報警裝置。報警裝置利用聲光警示的形式引起監控人員注意。監控人員接收到故障信息后，立即啟動應急預案。應急預案主要承擔兩項功能，一項功能是切換備份模式，利用備份設備代替故障設備從而不影響電視發射系統正常工作，另一項功能是調取各種故障的歷史記錄文件，幫助值守人員快速進行故障定位并組織專業人員進行搶修[4]。

2.2 環境因素引發的電視信號接收效果不佳

在數字地面電視發射系統中，經常會出現電視信號接收效果不佳的問題。這類問題的主要表現，就是電視出現“雪花”現象，或者出現畫面和聲音的卡頓。

出現這種問題，需要從兩方面進行處理。首先，對電視發射系統周圍的環境進行檢查，發現有積雪、落葉等雜物要及時進行處理。其次，需要加高電視天線與地面的距離，減少電視天線被障礙物遮擋的可能性，這樣才能確保信號接收正常。

2.3 交流電頻率不穩引發發射信號不穩定

數字地面電視發射系統的工作狀態受到交流電質量的影響，尤其是工作頻率不穩定時會引發發射信號出現波動進而影響信號的正常傳輸。一般來說，交流電的工作頻率需要控制在50±1Hz，這樣才能確保電視信號穩定發射和接收。

當出現電視信號發射和接收失穩現象時，需要對交流電的工作頻率進行測量。可以利用示波器采集交流電網的電流質量，對其工作頻率進行測量。為了避免工作頻率不穩定造成發射信號質量下降，數字地面電視發射系統中需要增加UPS電源。對信號傳輸適配設備進行接口擴展，將UPS電源接入適配設備后作為電網電源的備份。一旦電網電源出現不穩定現象，信號傳輸適配設備自動切換至UPS電源供電。

2.4 發射機過熱現象

在正常工作狀態下，發射機內部集成有水冷設備，可以確保自助降溫并維持穩定的溫度。但是，一旦出現元器件虛接的問題，會使發射機出現過熱現象。如果發射機過熱不及時處理，會影響信號的發射質量，甚至會影響發射機內部元器件的使用壽命。

根據工作經驗進行總結，發射機過熱的現象主要是由于中心細銅管與連接頭接觸不良，或者保險管與管座接觸不良等引發的。對于發射機的工作溫度，可以利用紅外測溫設備定期進行無接觸測量。一旦發現工作溫度持續上升且超過安全閾值，立即對發射機進行停機檢查。重點檢查是否存在各種接頭接觸不良的事故隱患。此外，還應該維護工作機房內的溫度值盡量保持恒定，避免因為機房內溫度過高而引發發射機過熱。

2.5 發射機功率異常故障

在數字地面電視發射系統中，發射機的功率直接決定了信號的發射強度與整個系統的工作穩定性。數字電視信號在激勵器中被進行整合，之后經過功率分配器進入功率放大器進行功率倍增。功率異常是電視發射系統中經常出現的一個故障，主要有功率放大器輸出功率過大和反射功率過大兩種異常模式。

功率放大器輸出功率過大異常是由于內部元器件的輸出功率和電流異常導致的。出現這種情況，工作狀態監視系統中的功率異常信號燈會頻繁閃爍示警。此時，需要對功率放大器的輸出功率進行測試，或者檢查耦合器射頻口到控制單元發射功率口的連接件是否良好。對于功率放大器輸出功率測試值異常，需要協調專業人員進行整機檢修；對于連接出現的問題，要進行緊固或者更換處理，如果仍然無法消除輸出功率過大異常現象，則需要協調專業人員進行處理[5]。

功率放大器反射功率過大異常是由于激勵器輸出功率超過設計功率，或者天線駐波比異常，或者耦合器PR口到控制單元REFL口連接異常等原因造成的。對于這些故障原因，工作狀態監視系統會給出原因定位。工作人員發現問題故障后，應該立即對問題進行處理。可以手動設置激勵器的輸出功率為設計功率，調整天線駐波比，或者手動插拔并重新連接耦合器PR口到控制單元REFL口之間的各組元器件，之后對功率放大器的反射功率進行重新測量，直到反射功率值保持在正常值為止。

3. 數字電視發射系統維護保養方法

3.1 加強對開關電源和功率放大器模塊的維護

開關電源和功率放大器模塊是數字地面電視發射系統中在線工作時間最長的兩個模塊。除了對它們的運行狀態進行不間斷監測外，還應該定期做好維護保養。對開關電源和功率放大器模塊進行維護保養，除了常規進行清潔度處理外，還應該對重要部件的連接部位進行緊固。緊固時，需要避免對內部元器件和連接線造成破壞。當進行插拔緊固時，需要對元器件的管腳進行清潔，利用酒精等進行擦拭。元器件管腳的潔凈度直接影響到信號的有效傳輸，是維護保養過程中容易被忽略的內容。

3.2 加強對發射機和激勵器的維護

發射機和激勵器在工作中會產生大量的熱量，這些熱量如果散發不及時會損害機器使用壽命。進行維護保養時，需要重點對機器設備的散熱性能進行復查，檢查風扇的轉速和噪聲，檢查水冷設備能否穩定工作。此外，對發射機和激勵器的工作狀態需要做好記錄，對設備的工作電壓和電流波形進行監測，一旦出現異常需立即進行示警并調取歷史記錄進行對比，判斷出現故障的時間點。對于激勵器的故障，應該仔細檢查存在故障的激勵器的本振模塊盒和其中較重要的部位，從而準確定位故障位置，分析激勵器故障原因并進行維修，不斷提升維修效率。

4. 結束語

數字地面電視發射系統具有廣泛的應用，尤其是在災害等特殊現場。數字地面電視發射系統具有復雜的結構和功能，因此容易出現故障。為了實現數字地面電視發射系統的高效使用，需要對故障模式進行研究，并針對各種不同的故障現象建立歷史數據庫，一旦出現故障問題第一時間調取歷史記錄進行對比，從而提升故障處理效率。對于數字地面電視發射系統開展維護保養具有重要的意義，不僅是延長設備使用壽命的有效方法，也是減少故障率的重要措施。在電視信號傳播過程中，不斷優化并提升信號發射系統的穩定性，是確保用戶完整接收信號的基礎，是提升電視節目收視質量的重要保證。

參考文獻：

[1]賈蘭杰.數字電視發射系統故障排查方法和解決措施[J].衛星電視與寬帶多媒體，2024，21（04）：50-52.

[2]李國新.地市級地面數字電視發射機常見故障分析[J].廣播與電視技術，2022，49（01）：96-99.

[3]楊利松，韓黎.高山臺站地面數字電視建設概況及發射機維護[J].西部廣播電視，2022，43（09）：237-240.

[4]楊志平.地面數字電視發射系統優化[J].廣播與電視技術，2024，51（01）：85-89.

[5]張永杰.地面數字電視無線發射系統與抗信號干擾方案[J].衛星電視與寬帶多媒體，2024，21（03）：16-18.

作者簡介：蔡克強（1988—），男，遼寧北鎮人，工程師（專技十級），研究方向：廣播電視傳輸發射、調頻廣播數字電視數字微波發射機、天饋線系統。