數字電視發射機技術及特點

摘 要：文章簡要解析數字電視發射機組成部分和技術參數，重點闡述數字電視發射機的主要特點，并對國內外新型數字電視發射機展開介紹。

關鍵詞：數字電視發射機；激勵器；功率放大器；LDMOS

1 數字電視發射機組成部分

數字電視發射機主要由激勵器、功率放大器、RF輸出單元和監控部分組成。

1.1 激勵器：數字電視主要傳輸的就是數字信號，激勵器主要就是為了實現數字信號的傳輸，它包括信道編碼器和信道調制器兩部分，是保證數字電視數字信號傳輸的關鍵部分。在實際應用中，可以根據不同的制式采取不同的信道編碼器和調制器。

1.2 功率放大器：功率放大器是數字電視發射機中不可或缺的一部分，它決定著功率的輸出能力。由于數字視音頻信號是復合在一起進行調制解調的，因此數字電視必須采用合放式功率放大器，數字電視的信號必須經過COFDM調制后輸出中頻信號，然后經過變頻系統將這個中頻信號放大，才能實現信號的發射，因此數字電視的功率放大器必須在較高的線性狀態下，增益穩定。

1.3 RF輸出單元：輸出濾波器是RF輸出單元的主要器件，它主要影響發射機的無用發射性能，由于數字電視發射機的無用發射是連續的，因此必須采用帶通濾波器。

1.4 監控部分：數字電視的監控系統由五部分構成，主要包括傳感器、微處理器和PC機等。它的主要作用就是對發射機的工作狀態、信號傳輸、電視機故障處理等進行監控，以此保證發射機的穩定工作。

2 數字電視發射機技術參數

技術參數是保證數字電視發射機性能的主要因素，下面就是數字電視發射機的主要技術參數：

2.1 相位噪聲的容限和頻率的穩定性。

2.2 發射機的平均功率（即輸出功率）和輸出功率允許的變化范圍。

2.3 鄰道內的無用發射功率、鄰道外的無用發射頻率。

2.4 調制方式、調制誤差率

此外，發射機還規定了適用于數字電視的工作帶寬、工作頻道，對中頻信號的中心頻率、輸入接口的方式、輸入碼率的碼率范圍、中頻信號的輸入電平以及接口方式都做了明確標示。

3 數字電視發射機的主要特點

3.1 數字自適應預校正技術（DAP或RTA C）

由于HPA的非線性特點，導致數字電視經常出現干擾、失真現象，為此，我們對HPA進行線性擴展，在控制器和高頻功放中插入防失真器件，從而有效改善了電視的干擾、失真現象。

數字自適應預校正技術已在歐美公司數字電視發射機應用。歐洲THALES公司稱為數字自適應預校正（簡稱DAP），美國HARRIS公司稱為自動數字校正實時適應校正（簡稱RTA C）。數字自適應預矯正技術，顧名思義，它不需要人的參與，可以自動的將發射機調到最佳性能，從而保證發射信號的準確，同時它還能自動對由于發射機老化引起的波動進行調整。

3.2 功放中應用大功率LDMOS晶體管

LDMOS晶體管是一種半導體器件，它的自身增益很高，而且增益曲線很平滑，能夠保證載波數字信號在放大過程中不失真，LDMOS管有高的瞬時峰值功率，能經受高駐波比，能在較高發射功率下運行而不損壞。此外，LDMOS管還具有較好的溫度特性，能夠有效防止熱耗散的影響。

由于新型的LDMOS管的功率越來越大，單晶體管的功率也越來越大，這也就意味著功放器件中所用的晶體管數量減少，設備成本也就減少了。而且由于新型的LDMOS FET能覆蓋整個UHF波段，因此一個功放模塊可以在UFH波段的任何一個頻率段運行。

3.3 N+1系統

為了使發射機的臺站經濟化，我們可以采用N+1系統，也就是用一臺發射機給多臺發射機做備份。對于多發射機多頻道的臺站，可減少備機的數量，降低設備投入，同時也可保證發射系統的安全和可靠。

N+1系統的特點：一是頻率靈活，頻率變化方便，覆蓋整個UHF波段，可根據需要設置頻道；二是在構建的N+1系統中，在多部發射機運行時，通過N+1控制，每部發射機運行在不同的頻道，有一部發射機時刻處在備份狀態，當有設備出現故障時，備份發射機立即變化頻率到適當的頻道，保證安全播出不中斷；三是可由發射機控制器或選用N+1控制器選擇，本地遙控均可實現。由于數字電視發射機的激勵器調制部分、PA功放模塊、功分器合成器等部件適應UHF全波段頻，更換頻道無需調整；而且激勵器中的數字預校正器有自動重新調整功能，在N+1系統中進行發射機的頻道設置，只需設置輸出濾波器。

3.4 冷卻系統采用風、液冷可選擇方式

目前，隨著數字技術的不斷發展，我們對不同的系統需求提供了不同的選擇方式。用戶可以根據自己的喜好以及數字電視的需求，選擇風冷、液冷等不同方式進行冷卻。但是由于我國環境的污染導致空氣質量下降，使用風冷容易導致灰塵，而液冷就不存在這種問題，而且液冷的噪聲小、冷卻率高，總體來看，液冷更適合我國居民使用。

3.5 無線連接、GUI界面、故障自我診斷和遠程遙控

新型的數字電視發射機采用的無線連接方式，將電源、RF合成器以及功率放大器直接連在了一起，使整個電視結構更加緊湊；GUI界面采用了LCD技術，使用戶操作起來更加方便，對于用戶查看設備的運行狀態起到了很大的作用；而且它的故障自我診斷功能使用戶能夠輕松找到故障部位，使維修更加方便簡潔；而遠程遙控的功能使用戶能夠通過網絡對設備進行遙控，加強了對設備的監控能力。

4 新型數字電視發射機產品簡介

國內外的數字電視發射機，有各自的優點和特點

4.1 法國愛比姆公司生產的DVB-T數字地面電視發射機，是單激勵器雙功放系列，輸出頻率范圍470-860MHz，采用最新的COFDM編碼調制技術及半導體固態LDMOS放大模塊，具有數字式非線性幅度與相位預校正。該公司還生產中小功率的轉發器/增強器，支持同頻轉發，用于主網中的電磁波陰影區域的覆蓋，射頻輸入頻率范圍470-860MHz及140-230MHz，射頻輸出頻率范圍470-860MHz。

4.2 美國HARRIS公司生產的Atlas DTV600L 1.5-9KW系列全固態液冷DVB-T發射機，單機柜DVB-T信號的輸出功率1.5KW到3.4KW，三臺機柜合成功率4.7KW到9KW。該系列發射機采用高穩定性能的液冷LDMOS場效應功放模塊，機柜最多可容納8塊并聯、并排垂直插入的功放模塊，功放模塊由恒定的驅動電源控制，實現恒定的射頻功率輸出。供電電源集成在功放模塊上，可以保證功放模塊的“熱插拔”，保證最大的RF輸出功率和維護簡單化。多機柜通過機柜頂部的寬帶功率合成器合成。

信號處理采用DTV600數字激勵器，激勵器采用寬帶設計和數字預校正技術。發射機預留了備份激勵器位置，寬帶設計支持N+1備份系統，冗余的控制系統確保設備安全可靠。

4.3 北京吉兆公司生產的數字電視發射機，適用于MFN和SFN，雙激勵自動切換，高線性LDMOS熱插拔高增益功放模塊，熱插拔并聯開關穩壓電源，具有高的整機效率。

作者簡介：王永革（1972-），男，職稱，工程師，主攻廣播電視無線發射。