數字電視發射機技術概況分析

文丨張國軍

（河北省唐山市廣播電視臺，河北唐山 063000）

隨著人類社會步入信息化時代，中國廣播電視也逐步步入數字化時代。廣播電視節目將實現從制作到播出過程的全方位數字化。廣播電視未來的發展趨勢是信息化、網絡化、數字化。數字電視發射機是信號發射最基礎的環節，它是電視發射機未來發展的必然趨勢。我們充分認識與了解這些技術對中國電視技術和現代工業的發展均具有極為重要的戰略意義。

1 數字電視發射機的發展概況分析

1.1 數字電視發射機的標準

目前國際上主要采用的電視發射機的標準包括：美國制定的ATSC標準，日本制定的ISDB-T標準以及歐洲制定的DVB-T標準。美國制定的ATSC標準選用的是8VSB編碼調制技術，主要特點是單載波調制，傳輸過程中碼率固定，傳輸的覆蓋率比較高。ISDB-T標準和DVB-T標準均采用COFDM調制技術，主要特點是多載波調制，可以消除多徑反射，用于移動接收。以上三種標準的視頻編碼均選用MPEG-2標準[1]，但是音頻編碼有所差異，美國以AC-3為標準，日本以AAC為標準，DVB以MPEG-2為標準。

1.2 數字電視發射機的機型

現在國內外主要采用數字電視發射機的機型有：感應輸出管的I.O.T發射機，采用雙向四極管的單電子管發射機，以及全固態發射機[1]。其中，采用雙向四極管的單電子管發射機在效率、輸出能力，線性等方面都優于雙極管型的發射機。I.O.T發射機的特點是線性較好，非線性校正也較容易實現，效率高，主要用于高功率電視發射機。全固態發射機的主要特點是壽命長，可靠性與可維護性高，但是目前價格較高，效率較低而且線性較差。但是，中功率的全固態發射機仍具有很強的競爭力。

2 數字電視發射機的主要部件及特點

2.1 激勵器

激勵器的主要功能是對視頻，音頻進行編碼并對數字信號進行預校正。它是發射機最重要的部分。目前，研發激勵器所適用的中頻率預校正電路是我國在發射機領域的研究重點。中頻率預校正電路越來越趨向使用自適應校正技術。自適應校正技術就是令發射機在沒有人工控制的前提下，在剛開機啟動的幾分鐘內迅速自動調整到性能最佳狀態。激勵器數字化將使操作簡單，調試維護方便，便于集中控制。

2.2 功率放大器

功放電源處于功放模塊內部，以保障良好的工作電平，避免電源故障的發生。功率放大器必須具有很高的功率效益。這要求功率放大器具備線性高，動態范圍寬的特點。功率放大器一般使用LDMOS技術。采用LDMOS技術相對于其他技術在相同的輸出功率下所需的器件最少。LDMOS技術能使發射機在反射功率較高的環境下工作，而且對LDMOS設備無損壞。同時，LDMOS技術也具備很高的溫度性能，可以有效避免熱量耗散帶來的影響。

2.3 冷卻系統

發射機冷卻系統一般有風冷系統和液冷系統。液冷系統采用防凍液或者乙醇和水混合物作為防凍劑，它的傳導速率遠遠大于風的傳導速率。風冷系統價格較低，但是由于空氣質量的原因，過濾材料中極易沉淀灰塵。冷卻系統還能降低運行噪音，改善機房環境。

2.4 微機控制，遠程遙控與自我診斷系統

微處理器能夠實時監控發射機的運行情況，并能為發射機的各個重要組件提供有用的信息。遠程遙控系統可以使客戶通過網絡監控設備。自我診斷系統可以幫助用戶較為輕松檢測到發生故障的部位，從而是維修難度大大降低。

3 衡量數字電視發射機技術性能的主要技術參數

數字電視發射機的輸出功率，一般指平均功率及其變化值。發射機的射頻頻譜特性，其主要包括以下幾個方面：1）發射機射頻的鄰頻道重疊部分相互影響而失真，一般要求控制在±4.3MHz；2）射頻在頻譜有效帶寬范圍內的波動情況及波動范圍，一般要求控制在±8MHz；3）發射機射頻的相鄰頻道可能會相互抑制；4）發射機射頻可能產生二次諧波等。若采用8VSB傳輸模式，則必須測試有效帶寬范圍內的信雜比。若采用COFDM傳輸模式，則必須測試RS在解碼前在降低的噪聲分貝數。頻率的穩定度和相位噪聲容限。電視發射機必須規定其所適用的電視制式、工作有效帶寬、調制方式、工作頻道等。發射機需要標明輸入碼流，一般指MPEG-2TS流的輸入接口形式，中頻的中心頻率，中頻的電平及接口形式等。

4 數字電視發射機的發展前景

數字電視發射器將面向自動化，全固態化方向發展。由于發射機逐步向大功率的方向發展，但是調速管和四級管等器件在一定程度上限制且阻礙大功率發射機的進展，而全固態發射機從理論上講其輸出可以任意增加，因此全固態發射機比其他發射機擁有更廣闊的市場競爭力；全固態發射機由于設計冗余，可靠性極高，可以實現自動開關機及遠程遙控等功能，發射臺也不再需要工人值班。日本，歐美等國家幾年前就已經實現發射臺的無人值班。目前各大發射機廠家普遍選用單片機控制，并且配有自動監控與自動控制功能。目前，數字電視發射機的自動化功能也越趨完善。目前，中國大部分發射臺建在高山頂部，條件很惡劣，為改善工作人員的生活工作條件，發展全固態發射機將是發射機發展的必然趨勢。

另外，數字電視發射機具有設備穩定，低耗能，傳輸質量高，維修維護操作簡單等優勢。故發射機性能工作穩定性高，可靠性好，故障低、效率高、小型化、壽命長，自動化程度高也將是數字電視發射機未來發展的必然趨勢。

5 我國數字電視發射機存在的問題

5.1 我國發射機制式不統一

中國數字電視發射機的開發研制開始于1996年。目前中國發射機制式主要有清華大學的多載波技術 DMB-T 制系統（數字多媒體廣播）和上海交通大學的著手研發的單載波技術ADTB-T系統（高級數字電視地面廣播）。[2]DMB-T系統是基于日本和歐洲技術基礎上開發研究的多載波技術。ADTB-T系統是上海交通大學在美國的ATSC基礎上開發研制的單載波技術。經過多年的研究之后，研究人員都期待數字電視國家標準的出臺，希望自己的制式被采用。

5.2 發射機傳輸信號的安全性

中國的廣播電視對人們的思想，生活有著重要的影響。它是聯系黨和人民關系的紐帶，是黨和政府政策公開的喉舌。因此必須防止不法分子，邪教阻止等的破壞。數字電視廣播系統必須加強安全性措施。除了才用CA（條件接收）外，還應該研究在發射機的合適位置添加智能模塊，以實現對信號源的物理加密[3]。這樣就可以大大減少非法信號侵入，保證正常的信號傳播。

隨著數字技術的發展，廣播電視技術發生了革命性的變化，已經成為現代信息產業的一部分。在未來的幾十年里，中國數字電視必將取代模擬電視。中國數字電視事業將取得突飛猛進的發展。這對網絡業、計算機業、微電子業、廣播電視等行業既是機遇又是挑戰。數字發射機也將成為電視發射機發展的必然趨勢。

[1]杜百川. 數字電視. 中國電子學會廣播電視技術，2008(56).

[2]李棟，余兆明. 地面廣播傳輸中的多載波調制方案. 電視技術,2006(18).

[3]張萬書. 數字調制信息的測量方法. 電視技術, 2002，(8)：91.