模擬電視發射機適應數字電視地面傳輸的技術應用

文丨赫 健 段雪峰

模擬電視發射機適應數字電視地面傳輸的技術應用

文丨赫 健 段雪峰

針對我國數字電視逐漸取代模擬電視的現狀，筆者結合模擬電視發射機詳細探討了依靠模擬電視發射機改造適應數字電視地面傳輸的技術應用，分析了實施技術改造的可行性，在此基礎上給出了具體的改造方案，并結合信號輸入通道和編碼器兩個關鍵技術詳細研究了其改造的技術方案，對于進一步提高模擬電視向數字電視傳輸轉變的進程具有較好的指導借鑒意義。

模擬電視； 發射機； 數字電視； 地面傳輸

廣播電視從最早的黑白電視，到彩色電視，再到現如今大行其道的液晶電視，電視的發展可謂一浪高過一浪，而電視廣播信號傳輸系統也得到了飛速的發展，從過去的模擬電視信號，發展到數字廣播電視信號，再發展到如今的高清數字技術等，電視廣播技術的不斷發展使得對電視信號的發射和接收設備也逐漸提出了新的要求，特別是人們對于電視信號高清和移動性方面的追求，使得電視廣播技術不斷得到優化與發展。在數字電視廣播廣泛發展和應用的今天，過去一直穩居龍頭老大的模擬電視設備是不是就必然遭到歷史的淘汰呢？答案是否定的，模擬電視收發設備是能夠適應數字電視地面傳輸的需求的。為此，筆者對模擬電視發射機適應數字電視地面傳輸技術進行分析研究，以期能夠從中找到面向數字電視傳輸技術的模擬電視發射設備的改造實現方法，并以此和廣大同行分享。

1 模擬電視發射機進行數字化傳輸改造的可行性分析

由于目前我國很多地區的電視發射機仍然采用模擬信號制式，因此，在現有的技術條件和經濟情況下，對模擬電視發射機進行數字化改造不失為一項可行且節約改造成本的方案。對于數字電視信號進行發送的發射機來說，主要是其內部應該有較大功率增益的功率放大元件，同時其線性度、精度、動態響應特性以及寬泛的頻寬等，這些都是數字電視發射機的基本要求，因此，要對模擬電視發射機進行改造，就必須使得改造之后的電視發射機能夠滿足數字電視發射機的上述基本的性能要求。現行的模擬電視發射機，主要分為單通道發射機和雙通道發射機。在對單通道發射機進行數字化改造是比較方便的，這是由于數字電視信號中的視頻信號和音頻信號都是按照標準的MPEG格式進行編碼壓制的，該數字信號與其他信號復用后打包占用一個傳輸通道就可以實現對外廣播傳輸，因此對于單通道發射機而言，只要將模擬電視發射機內部的激勵器更換為數字電視發射機激勵器即可；但是對于雙通道發射機而言，除了要更換激勵器之外，還必須將模擬發射機內部的各功率放大器、增益調節器等原件全部由雙通道改為單通道，以適應數字電視信號打包傳輸所占用的單通道形式。因此，從改造的實際支出成本和技術的復雜性來說，應該盡量選用單通道發射機進行數字電視信號的改造傳播。

2 模擬電視發射機適應數字電視地面傳輸技術的實現

2.1 改造方案

要實現模擬發射機傳輸數字電視信號，上文簡單分析了單通道發射機和雙通道發射機的改造方案與實現形式。實際上，從實際的改造過程來說，將模擬電視發射機改造為適應數字電視信號的傳輸，除了上文提到的改造內容之外，還需要對發射機內部的信號編碼器、信號壓制單元等都需要進行適當的改造，才能夠實現對數字電視信號的傳輸、下面進一步討論模擬發射機如何向數字化改造，具體可以按照下面的改造流程實施。（1）信號的數字化。采用數字編碼器使信號數字化。（2）激勵器的數字化。另一個激勵器更換為數字激勵器。（3）功率放大器性能調整。調整功率放大器內部靜態電流、LDMOS FET管的放大電流值、調整各點電壓，使功放達到所需要的放大功率值。（4）其它部分調整參數適應數字發射機。原來的模擬濾波器更換為帶通濾波器，對監視部分的數字化改造，對冷卻部分的改造。

2.2 信號輸入通道的改造

2.2.1 視頻輸入

視頻信號的輸入有兩種幅度，分別為0.7V(P-P)75歐和1V（P-P）75歐，在模擬電視信號發射機中，這兩路輸入視頻信號具有同等的優先權，一般是通過中央控制處理器進行選擇輸入，以確保兩路視頻信號輸入之后的幅度之差在允許的范圍之內；而數字電視信號對于這兩路視頻信號的輸入要求除了要保證一定的輸入幅度之差在限定范圍內，還要求將模擬信號轉換為數字信號之后兩路視頻信號仍然為AC耦合方式，這就要求在對模擬電視發射機進行視頻輸入通道改造的同時，還要對A/D轉換精度嚴格進行限制，確保兩路視頻信號輸入經過A/D轉換之后不會發生信號的失真，因此在實際的視頻信號通道改造過程中，可以選用帶有白條信號的測試行測量實際的視頻信號的幅度，確保數字電視信號的不失真。

2.2.2音頻輸入

音頻信號可加到AF輸入口，輸入阻抗600歐。音頻信號的頻寬限制在15kHz，音頻輸入電平不高于標稱輸入電平4dB，輸入信號電平過高，會在A/D轉換器中被限幅。為了防止后續電路被大信號過激勵，信號通過矩陣并加上導頻后，應限制在一個容許值之內。

2.3 ATV/DTV編碼器的改造

ATV/DTV編碼器是用于電視信號發射機內部對視頻信號和音頻信號進行編碼，其作用是將視頻信號和音頻信號編碼壓制為標準的MPEG格式的信號，而模擬電視信號和數字電視信號其視頻、音頻格式編碼過程是不相同的，因此也需要對ATV/DTV編碼器進行改造。

2.3.1 視頻信號的編碼

當視頻信號傳輸過來之后，ATV/DTV將其進行制式轉換處理，依靠其內置的處理器的運算，將視頻信號轉換為兩個正交基帶信號，并對其增益和功率進行放大和調整，以符合幅度輸入要求，之后再由ATV/DTV內部的處理器對其按照標準的MPEG格式進行視頻信號編碼，編碼完成之后與其他電視信號一起打包進行傳輸，占用一個傳輸通道。

2.3.2音頻信號的編碼

音頻信號經過模擬電視發射機內部的ATV/DTV編碼器的編碼調制，將得到的數字制式音頻信號放在基帶頻率信號上進行頻率調制，以實現音頻信號的功率、增益和幅度的調整，最后按照標準的MPEG格式信號進行壓制和傳輸。需要說的是，對音頻信號進行編碼，其編碼速率比較低，這主要是因為音頻的編碼壓縮系統將對人耳不太敏感的頻率進行了低碼率編碼所致。

3 結語

我國目前雖然數字電視技術得到了普遍的發展與應用，但是過去一統天下的模擬電視發射設備與接收設備在我國仍然有大量的庫存，而且目前在一些農村邊遠山區，仍然是模擬電視占應用主流，因此在現如今這個模擬電視與數字電視共存的時代，如何利用已有的模擬電視發射設備實現數字電視地面傳輸技術，是一項非常有研究意義的技術課題，對于促進我國數字電視的應用發展，以及進一步普及數字電視、對模擬電視實施技術改造節約設備成本，具有非常明顯的社會價值與經濟效益。本論文僅僅從模擬電視發射機的內部結構改造初步探討和實現了適應數字電視地面傳輸的技術，對于模擬電視設備實現數字電視地面傳輸的更多相關的技術問題，還有待于廣大數字電視技術人員的共同努力，才能夠最終實現我國數字電視技術的飛躍發展與應用。

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[2] 張文軍，王匡，葛建華. 數字電視地面廣播技術與傳輸標準. 電視技術，200l(l):5-7.

[3] 陳兆武. 關于模擬電視發射機向數字電視發射機過渡的思考. 西部廣播電視，2003(1):34.

10.19483/j.cnki.11-4653/n.2012.14.088

（海倫電視臺，黑龍江海倫152300）