數字電視發(fā)射機技術(shù)概況分析論文

　　摘 要：筆者從數字電視發(fā)射機的發(fā)展概況，主要部件及特點(diǎn)，衡量數字電視發(fā)射機技術(shù)性能的主要技術(shù)參數，發(fā)展前景及我國數字電視發(fā)射機存在的問(wèn)題等幾方面對數字電視發(fā)射機技術(shù)進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：數字電視；  發(fā)射機；  廣播電視

　　隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )步入信息化時(shí)代，中國廣播電視也逐步步入數字化時(shí)代。廣播電視節目將實(shí)現從制作到播出過(guò)程的全方位數字化。廣播電視未來(lái)的發(fā)展趨勢是信息化、網(wǎng)絡(luò )化、數字化。數字電視發(fā)射機是信號發(fā)射最基礎的環(huán)節，它是電視發(fā)射機未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。我們充分認識與了解這些技術(shù)對中國電視技術(shù)和現代工業(yè)的發(fā)展均具有極為重要的戰略意義。

　　1數字電視發(fā)射機的發(fā)展概況分析

　　1.1數字電視發(fā)射機的標準

　　目前國際上主要采用的電視發(fā)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(shù)，主要特點(diǎn)是單載波調制，傳輸過(guò)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(shù)，主要特點(diǎn)是多載波調制，可以消除多徑反射，用于移動(dòng)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(fā)射機的機型

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

　　2數字電視發(fā)射機的主要部件及特點(diǎn)

　　2.1激勵器

　　激勵器的主要功能是對視頻，音頻進(jìn)行編碼并對數字信號進(jìn)行預校正。它是發(fā)射機最重要的部分。目前，研發(fā)激勵器所適用的中頻率預校正電路是我國在發(fā)射機領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。中頻率預校正電路越來(lái)越趨向使用自適應校正技術(shù)。自適應校正技術(shù)就是令發(fā)射機在沒(méi)有人工控制的前提下，在剛開(kāi)機啟動(dòng)的幾分鐘內迅速自動(dòng)調整到性能最佳狀態(tài)。激勵器數字化將使操作簡(jiǎn)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(fā)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(xiàn)性高，動(dòng)態(tài)范圍寬的特點(diǎn)。功率放大器一般使用 LDMOS技術(shù)。采用LDMOS技術(shù)相對于其他技術(shù)在相同的輸出功率下所需的器件最少。LDMOS技術(shù)能使發(fā)射機在反射功率較高的環(huán)境下工作，而且對LDMOS設備無(wú)損壞。同時(shí)，LDMOS技術(shù)也具備很高的溫度性能，可以有效避免熱量耗散帶來(lái)的影響。

　　2.3冷卻系統

　　發(fā)射機冷卻系統一般有風(fēng)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(fēng)的傳導速率。風(fēng)冷系統價(jià)格較低，但是由于空氣質(zhì)量的原因，過(guò)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(huán)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(shí)時(shí)監控發(fā)射機的運行情況，并能為發(fā)射機的各個(gè)重要組件提供有用的信息。遠程遙控系統可以使客戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )監控設備。自我診斷系統可以幫助用戶(hù)較為輕松檢測到發(fā)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(fā)射機技術(shù)性能的主要技術(shù)參數

　　數字電視發(fā)射機的輸出功率，一般指平均功率及其變化值。發(fā)射機的射頻頻譜特性，其主要包括以下幾個(gè)方面：1）發(fā)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(dòng)情況及波動(dòng)范圍，一般要求控制在±8MHz；3）發(fā)射機射頻的相鄰頻道可能會(huì )相互抑制；4）發(fā)射機射頻可能產(chǎn)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(fā)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(fā)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(fā)射機的發(fā)展前景

　　數字電視發(fā)射器將面向自動(dòng)化，全固態(tài)化方向發(fā)展。由于發(fā)射機逐步向大功率的方向發(fā)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(fā)射機的進(jìn)展，而全固態(tài)發(fā)射機從理論上講其輸出可以任意增加，因此全固態(tài)發(fā)射機比其他發(fā)射機擁有更廣闊的市場(chǎng)競爭力；全固態(tài)發(fā)射機由于設計冗余，可靠性極高，可以實(shí)現自動(dòng)開(kāi)關(guān)機及遠程遙控等功能，發(fā)射臺也不再需要工人值班。日本，歐美等國家幾年前就已經(jīng)實(shí)現發(fā)射臺的無(wú)人值班。目前各大發(fā)射機廠(chǎng)家普遍選用單片機控制，并且配有自動(dòng)監控與自動(dòng)控制功能。目前，數字電視發(fā)射機的自動(dòng)化功能也越趨完善。目前，中國大部分發(fā)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(fā)展全固態(tài)發(fā)射機將是發(fā)射機發(fā)展的必然趨勢。

　　另外，數字電視發(fā)射機具有設備穩定，低耗能，傳輸質(zhì)量高，維修維護操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢。故發(fā)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(cháng)，自動(dòng)化程度高也將是數字電視發(fā)射機未來(lái)發(fā)展的必然趨勢。

　　5我國數字電視發(fā)射機存在的問(wèn)題

　　5.1我國發(fā)射機制式不統一

　　中國數字電視發(fā)射機的開(kāi)發(fā)研制開(kāi)始于1996年。目前中國發(fā)射機制式主要有清華大學(xué)的多載波技術(shù) DMB-T 制系統（數字多媒體廣播）和上海交通大學(xué)的著(zhù)手研發(fā)的單載波技術(shù)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(shù)基礎上開(kāi)發(fā)研究的多載波技術(shù)。ADTB-T系統是上海交通大學(xué)在美國的ATSC基礎上開(kāi)發(fā)研制的單載波技術(shù)。經(jīng)過(guò)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(fā)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(zhù)重要的影響。它是聯(lián)系黨和人民關(guān)系的紐帶，是黨和政府政策公開(kāi)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(fā)射機的合適位置添加智能模塊，以實(shí)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(zhù)數字技術(shù)的發(fā)展，廣播電視技術(shù)發(fā)生了革命性的變化，已經(jīng)成為現代信息產(chǎn)業(yè)的一部分。在未來(lái)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(yè)將取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展。這對網(wǎng)絡(luò )業(yè)、計算機業(yè)、微電子業(yè)、廣播電視等行業(yè)既是機遇又是挑戰。數字發(fā)射機也將成為電視發(fā)射機發(fā)展的必然趨勢。

　　參考文獻

　　[1] 杜百川. 數字電視. 中國電子學(xué)會(huì )廣播電視技術(shù)，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(shù), 2006(18).

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

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