單縣電視臺模擬電視發射機更新、改造的建議

王海濤

（單縣電視局技術播出中心 山東 單縣 274300）

目前許多縣級電視臺都面臨發射機更新改造的問題，單縣電視臺也面臨同樣的問題。 經過分析論證和考察學習，對單縣電視臺模擬電視發射機更新、改造提出以下建議。

1 影響因素

1.1 經濟因素

由于我們是縣級小電視臺，經濟條件有限，因而發射機的更新改造必須考慮我們電視臺的承受能力。

1.2 數模共存的因素

我國的模擬向數字電視的過渡期不可能一步完成，對中央一套、山東衛視來說，數模共存期可能要長些，對于我們自辦頻道來說，數模共存期可能要短些，因而在考慮發射機更新改造時應考慮到這些因素，對各個發射機的更新改造次序要做到心中有數。

1.3 技術因素

對數字電視發射機來說， 最基本的要求是功率放大器應有足夠高的功率增益、良好的線性、足夠寬的動態范圍；發射機應有足夠高頻率精度和頻率穩定度、低的相位噪聲，以保證被發射的信號具有盡可能低的誤碼率和高的信噪比。 目前，國內模擬電視發射機主要有電子管發射機、速調管發射機、全固態發射機等幾種類型，電子管發射機、全固態發射機通過適當的技術改造都能組成數字電視發射機，其中以電子管發射機的線性最好， 全固態發射機的可靠性最好。

由于電子管使用數千伏的高壓， 限制了可靠性的提高，而全固態的可靠性遠高于前者。 現在先進的中頻效正技術，如數字實時自動效正技術、多點折線性效正技術等，使得全固態電視發射機已經滿足了數字電視發射機的線性要求。 對于縣級電視臺來說， 由于發射機不需要很大的發射功率，全固態電視發射機的高可靠性和可維護性將使得它成為首選的發射設備。

值得一提的是，全固態發射機也有單通道、雙通道之分，而只有單通道發射機經過改造可用作數字發射機，雙通道發射機不適合用做數字電視發射機。 這是因為數字發射機的輸入信號是將視頻信號和音頻信號（DVB 格式）按MPEK 標準進行編碼壓縮，并與其它數字信息復用打包后形成MPEG 傳輸數據流（TS 流），因此信號傳輸時只需要一個傳輸通道。 如把雙通道發射機改造成數字發射機， 需作比較大的改造，改造后將損失非常可觀的數字平均功率。 因此選擇發射機型時盡可能選擇單通道機型。

2 電視發射機的發展動態

2.1 數字發射機的主要特點及相關技術

以R/S 公司的NH/NV7000 為例，談一下數字發射機的主要技術特點。

采用LDMOS 管放大技術。功率放大器采用LDMOS 管與采用雙極性相比具有增益高、線性好的特點。 LDMOS 管的增益可達14DB 以上， 采用LDMOS 管的功放模塊增益可達60DB 左右。

功放模塊的頻率范圍寬。 PA 模塊的頻率范圍為470MHz－860MHz,對DVB-T 和ATSC 兩個系統都適用。 需要指出的是，由于VHF 波段的脈沖噪波嚴重，對COFDM 系統及為不利， 故歐洲的DVB-T 系統的工作頻段主要放在550MHz－750MHz。

數字激勵器技術。 數字激勵器主要包括編碼器、數字預效正、調制器、頻率合成器、控制單元等。

對DVB-T 系統來說，對于視頻信號采用標準的MPEG-2壓縮編碼， 對音頻信號采用MPEG-1 Layer II 第二層音頻編碼，也稱MUSICAM。 音頻編碼的壓縮系統利用了聲音的低音頻掩蔽效應， 對于人耳不太敏感的頻率進行低碼率編碼，大大降低了音頻編碼速率。R/S 公司的DVB-T 編碼器集成在一個模塊中，有4 個物理的ASI 接口，成對使用，編碼器可自動設置編碼方式，為分層調制做準備，對非分層編碼兩條通道可選做主備通道，編碼器能用于多頻網和單頻網，對單頻網有一個GPS 接收器。

對ATSC 系統來說， 信源編碼中的視頻編碼和復用部分均采用了MPEG-2 標準，均為TS 流接口，音頻部分則采用了杜比AC-3 環繞立體聲編碼。R/S 公司的ATSC 編碼器包括數據隨機發生器、糾錯編碼器、數據交織器、格式編碼器、復用和導頻插入等。

對于數字發射機來說，性能優良的中頻非線性預校正電路將極大改善采用AB 類功放的發射機性能， 提高發射機效率。 目前，進口數字發射機采用較多的中頻非線性預效正技術有多點折線預效正技術、前饋校正技術、全數字實時效正技術等。

2.2 進口全固態發射機的發展情況

以R/S 公司的NM/NH7000 系列發射機為例，介紹一下新一代R/S 公司的數模兼容全固態電視發射機的主要特點。

激勵器部分

NM/NH7000 系列發射機采用全數字激勵器，可實現數模兼容，可滿足從地面數字電視標準DVB-T 到ET300744 和大家熟知的PAL、SECAM 和NTSC 等各種標準， 該系列設備兼容IRT 或NICAM 產體聲，并可實現美國數字電視標準。 它包括以下模塊：模擬電視、DVB-T 或ATSC 編碼器、調制器、頻率合成器、控制發射機的控制器單元、帶顯示的控制面板、模塊和電源。頻率合成器的參考頻率可由內置的GPS 接收機或外部模塊提供，在發生故障和錯誤的時侯，位于底板上的緊急控制回路可保持發射機正常運行。

功率放大器NV7000/NH7000 系列發射機采用先進的防凍液水冷技術，發射機運行可靠穩定。 冷卻部分包括一個水泵單元， 每個發射機機柜都帶有兩臺串連的水泵， 保證了100%的冗余度。 為了保證－30 度溫度下正常工作，每一個水泵單元都裝備有一臺三路混合器，以保證入水溫度穩定。 每臺水泵的散熱器安裝在發射機機柜外。 為了冗余的需要，散熱器裝有兩個風扇，其中一個處于工作狀態，別一個處于備用狀態。

2.3 國內全固態電視發射機的發展情況

目前國產的全固態電視發射機在有些方面也考慮了以后向數字發射機的過渡升級問題，如10KW 功率等級全固態發射機向單通道方向發展，功率等級采用LDMOS 管，易于向數字發射機過渡，功放部分消除了中間推動功放，實現發射機功放單元的無單故障點。 但激勵器部分仍沿用以前的模擬電視模式。 對于冷卻部分，由于國內水冷系統的加工工藝難以和發射機配套，因此國產的全固態電視發射機目前都采用風冷系統。

3 模擬電視發射機過渡到數字發射機需考慮的問題

3.1 激勵器

激勵器主要包括視音頻處理、調頻、本振、變頻和小功率放大器，發射機的絕大部分技術指標由激勵器決定。 模擬電視發射機激勵器和數字電視發射機激勵器的大部分不能通用。

3.2 功率放大器

模擬電視發射機有雙通道發射機和單通道發射機之分，而數字電視發射機只能采用合放式，分放式的功率放大器要經過改造才能用于數字電視發射機。 如果圖像功放和伴音功放采用完全相同的功放模塊， 則需要將功率放大器的輸入功率分配器和輸出功率合成器加以改造， 如果所有功放模塊不一樣，改造就比較困難。 一種簡單的辦法就是將伴音載波功率放大器廢棄不用，只用圖像載波功率放大器。另外， 由于數字電視發射機對功率放大器的線性要求比模擬電視發射機高得多，因此，把模擬發射機改造成數字發射機時，功率放大器的輸出功率要適當下降，這由整機監控電路實現。

3.3 RF 輸出濾波器

模擬發射機的主要能量集中在圖像載頻、 伴音載頻、色度副載波這些離散頻率點上，無用發射也集中在三個頻主的組合處。 當采用聲表面波濾波器做殘留邊帶濾波時，色度和亮度調制信號在帶外的無用發射總能滿足國家標準要求。 對離散型的無用發射，一般采用多個陷波器來濾除。 但這種陷波器式的濾波器不能用于數字電視發射機，因為數字電視發射機的帶外無用發射是連續的，必須采用橢園函數帶通濾波器，以達到一定ACCP 性能。

3.4 監控

當模擬電視發射機過渡到數字電視發射機時，監控系統要作相應的改變，激勵器部分的監控隨著激勵器的更換而全部改變。 當然整機的軟件也要更新。

3.5 電源、冷卻部分

電源冷卻部分基本上可以通用。

4 單縣電視臺現有設備的更新改造的一點設想

對目前較陳舊又擔負著轉播中央臺、 山東臺的電視發射機應及時更換。 如轉播中央一套的44 頻道、轉播山東臺的18 頻道的電子管電視發射機已運行了10 多年了， 機器整體老化，工作狀態不穩定，且數、模共存期較長，國產1kW全固態模擬發射機也不貴， 因而應先選擇全固態純模擬發射機。

對工作狀態比較穩定的發射機暫不急于更換，如單縣自辦7 頻道發射機已進行過前級功放的固態化改造。

對主打頻道的22 頻道發射機因功率大， 且考慮到宣傳和廣告創收的雙重使命，應考慮向數字發射機過渡，避免重復投資。