数字电视发射机技术及特点
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数字电视发射机技术及特点
文章简要解析数字电视发射机组成部分和技术参数，重点阐述数字电视发射机的主要特点，并对国内外新型数字电视发射机展开介绍。
标签：数字电视发射机；激励器；功率放大器；LDMOS
1 数字电视发射机组成部分
数字电视发射机主要由激励器、功率放大器、RF输出单元和监控部分组成。
1.1 激励器：数字电视主要传输的就是数字信号，激励器主要就是为了实现数字信号的传输，它包括信道编码器和信道调制器两部分，是保证数字电视数字信号传输的关键部分。在实际应用中，可以根据不同的制式采取不同的信道编码器和调制器。
1.2 功率放大器：功率放大器是数字电视发射机中不可或缺的一部分，它决定着功率的输出能力。由于数字视音频信号是复合在一起进行调制解调的，因此数字电视必须采用合放式功率放大器，数字电视的信号必须经过COFDM调制后输出中频信号，然后经过变频系统将这个中频信号放大，才能实现信号的发射，因此数字电视的功率放大器必须在较高的线性状态下，增益稳定。
1.3 RF输出单元：输出滤波器是RF输出单元的主要器件，它主要影响发射机的无用发射性能，由于数字电视发射机的无用发射是连续的，因此必须采用带通滤波器。
1.4 监控部分：数字电视的监控系统由五部分构成，主要包括传感器、微处理器和PC机等。它的主要作用就是对发射机的工作状态、信号传输、电视机故障处理等进行监控，以此保证发射机的稳定工作。
2 数字电视发射机技术参数
技术参数是保证数字电视发射机性能的主要因素，下面就是数字电视发射机的主要技术参数：
2.1 相位噪声的容限和频率的稳定性。
2.2 发射机的平均功率（即输出功率）和输出功率允许的变化范围。
2.3 邻道内的无用发射功率、邻道外的无用发射频率。
2.4 调制方式、调制误差率
此外，发射机还规定了适用于数字电视的工作带宽、工作频道，对中频信号的中心频率、输入接口的方式、输入码率的码率范围、中频信号的输入电平以及接口方式都做了明确标示。
3 数字电视发射机的主要特点
3.1 数字自适应预校正技术（DAP或RTA C）
由于HPA的非线性特点，导致数字电视经常出现干扰、失真现象，为此，我们对HPA进行线性扩展，在控制器和高频功放中插入防失真器件，从而有效改善了电视的干扰、失真现象。
数字自适应预校正技术已在欧美公司数字电视发射机应用。欧洲THALES公司称为数字自适应预校正（简称DAP），美国HARRIS公司称为自动数字校正实时适应校正（简称RTA C）。数字自适应预矫正技术，顾名思义，它不需要人的参与，可以自动的将发射机调到最佳性能，从而保证发射信号的准确，同时它还能自动对由于发射机老化引起的波动进行调整。
3.2 功放中应用大功率LDMOS晶体管
LDMOS晶体管是一种半导体器件，它的自身增益很高，而且增益曲线很平滑，能够保证载波数字信号在放大过程中不失真，LDMOS管有高的瞬时峰值功率，能经受高驻波比，能在较高发射功率下运行而不损坏。此外，LDMOS管还具有较好的温度特性，能够有效防止热耗散的影响。
由于新型的LDMOS管的功率越来越大，单晶体管的功率也越来越大，这也就意味着功放器件中所用的晶体管数量减少，设备成本也就减少了。而且由于新型的LDMOS FET能覆盖整个UHF波段，因此一个功放模块可以在UFH波段的任何一個频率段运行。
3.3 N+1系统
为了使发射机的台站经济化，我们可以采用N+1系统，也就是用一台发射机给多台发射机做备份。对于多发射机多频道的台站，可减少备机的数量，降低设备投入，同时也可保证发射系统的安全和可靠。
N+1系统的特点：一是频率灵活，频率变化方便，覆盖整个UHF波段，可根据需要设置频道；二是在构建的N+1系统中，在多部发射机运行时，通过N+1控制，每部发射机运行在不同的频道，有一部发射机时刻处在备份状态，当有设备出现故障时，备份发射机立即变化频率到适当的频道，保证安全播出不中断；三是可由发射机控制器或选用N+1控制器选择，本地遥控均可实现。由于数字电视发射机的激励器调制部分、PA功放模块、功分器合成器等部件适应UHF全波段频，更换频道无需调整；而且激励器中的数字预校正器有自动重新调整功能，在N+1系统中进行发射机的频道设置，只需设置输出滤波器。
3.4 冷却系统采用风、液冷可选择方式
目前，随着数字技术的不断发展，我们对不同的系统需求提供了不同的选择方式。用户可以根据自己的喜好以及数字电视的需求，选择风冷、液冷等不同方式进行冷却。但是由于我国环境的污染导致空气质量下降，使用风冷容易导致灰尘，而液冷就不存在这种问题，而且液冷的噪声小、冷却率高，总体来看，液冷更适合我国居民使用。
3.5 无线连接、GUI界面、故障自我诊断和远程遥控
新型的数字电视发射机采用的无线连接方式，将电源、RF合成器以及功率放大器直接连在了一起，使整个电视结构更加紧凑；GUI界面采用了LCD技术，使用户操作起来更加方便，对于用户查看设备的运行状态起到了很大的作用；而且它的故障自我诊断功能使用户能够轻松找到故障部位，使维修更加方便简洁；而远程遥控的功能使用户能够通过网络对设备进行遥控，加强了对设备的监控能力。
4 新型数字电视发射机产品简介
国内外的数字电视发射机，有各自的优点和特点
4.1 法国爱比姆公司生产的DVB-T数字地面电视发射机，是单激励器双功放系列，输出频率范围470-860MHz，采用最新的COFDM编码调制技术及半导体固态LDMOS放大模块，具有数字式非线性幅度与相位预校正。该公司还生产中小功率的转发器/增强器，支持同频转发，用于主网中的电磁波阴影区域的覆盖，射频输入频率范围470-860MHz及140-230MHz，射频输出频率范围470-860MHz。
4.2 美国HARRIS公司生产的Atlas DTV600L 1.5-9KW系列全固态液冷DVB-T发射机，单机柜DVB-T信号的输出功率1.5KW到3.4KW，三台机柜合成功率4.7KW到9KW。该系列发射机采用高稳定性能的液冷LDMOS场效应功放模块，机柜最多可容纳8块并联、并排垂直插入的功放模块，功放模块由恒定的驱动电源控制，实现恒定的射频功率输出。供电电源集成在功放模块上，可以保证功放模块的“热插拔”，保证最大的RF输出功率和维护简单化。多机柜通过机柜顶部的宽带功率合成器合成。
信号处理采用DTV600数字激励器，激励器采用宽带设计和数字预校正技术。发射机预留了备份激励器位置，宽带设计支持N+1备份系统，冗余的控制系统确保设备安全可靠。
4.3 北京吉兆公司生产的数字电视发射机，适用于MFN和SFN，双激励自动切换，高线性LDMOS热插拔高增益功放模块，热插拔并联开关稳压电源，具有高的整机效率。
作者简介：王永革（1972-），男，职称，工程师，主攻广播电视无线发射。
