数字电视发射机中功率放大器的设计

76 视听 •SHI TING 2018年 第 4 期技术维护1 引言随着中央广播电视节目无线数字化覆盖工程的实施，广西各市县区的广播电视发射台站均已成功播出地面数字电视节目。

地面数字电视具有节目丰富、画面清晰、抗干扰性强等优点，受到了广大人民群众的热烈欢迎。

目前我区各市县区广播电视发射台站较多使用成都德芯生产的地面数字电视1kW 或300W 发射机。

本文简单分析了德芯1kW 地面数字电视发射机的原理、维护要点、常见故障及检修方法，对其它品牌型号数字电视发射设备的维护也有一定的参考意义。

2 发射机构造及工作原理德芯DUT-8313（1kW）地面数字电视广播发射机由主、备地面数字电视广播激励器；主、备前级推动单元；三路功率分配器、3个400W 功率放大器、三路功率合成器、输出滤波器、供电电源组、防雷保护、监控显示单元和散热系统等组成。

发射机系统原理框图如图1所示。

数字广播电视节目码流（TS 流），经信号线传输至激励器的ASI1和ASI2接口。

激励器将输入的TS 流经过信道编码与调制单元处理后，输出的数字IQ 信号送入D/A 芯片（AD9789）进行D/A 变换，并将D/A 转换信号送入上变频处理成射频信号后，由可变增益放大器（ADL5330ACPZ）对射频信号功率进行控制，通过模拟滤波后，输出到前级推动单元。

前级推动单元内的步进衰减器和AGC 电路对输入射频信号的功率进行控制后，送到前置放大器对信号进行前置放大，再经过20W 推动放大器，输出约20W的射频信号到射频切换单元。

射频切换单元的主要功能是切换主、备激励器和主、备前级推动单元。

射频切换单元工作在自动切换模式时，当主路激励器和主路前级推动单元出现故障，射频切换单元可自动切换至备路激励器和备路前级推动单元工作，保证广播电视节目正常播出。

经过射频切换单元选择的射频信号，经三路功率分配器分配到3个400W 功率放大器分别进行放大，再经三路功率合成器完成整机功率的合成，进入输出滤波器后通过天馈线系统发射，实现地面数字电视信号的无线覆盖。

关于地面无线数字电视发射机的故障总结分析随着数字技术的快速发展，近年来地面无线数字电视得以加速普及。

本文对1KW地面无线数字电视发射机在运行中出现的故障进行了技术分析。

标签：BLF888；显示屏；切换；信号源1KW地面无线数字电视发射机由激励器、前级放大器、分配器、切换器、功率放大器、功率合成器和定向耦合器及控制显示单元构成。

来自前端的TS流由激励器调制变频后输出RF射频信号。

控制显示单元通过切换器来选擇主或备激励器，将其中1路选择信号送入前置放大器放大后经分配器作为功率放大器的激励信号，4个功率放大器将RF信号放大后通过合成器将信号输送至定向耦合器和滤波器经天线发射出去。

一、发射机显示输出功率偏低或无输出1、功率放大器存在故障。

功率放大器内包含3个120W功放模块，3分配器和3合成器及控制板。

每个120W功放模块采用1只LDMOS超高频射频功率晶体管BLF888和外围器件组成，该晶体管为双晶体管，模块的输入输出采用Doherty电路匹配，直流驱动电压50V，标称阻抗50欧姆，工作于甲乙类，共源推挽式放大。

3分配器和3合成器由威尔金森电路设计。

常见的故障现象是发射机的输出功率突然下降，输出功率降至约600～700W右，反射功率无明显变化，显示屏显示故障功率放大器明显低于300W，此外单个功放的直流电流也下降，约7～8A（正常在15A左右），查阅发射机控制监测数据面板可以看到一只功放电流明显偏低。

通常是功率晶体管的一半损坏，另一半还可以正常工作。

但工作一段时间后也会损坏。

打开功率放大器的上盖，采用电阻测量法判断损坏的LDMOS晶体管。

将3用表拨到电阻档，测量LDMOS晶体管BLF888的栅源对地阻值，栅极正常阻值一般约3kΩ，源级输出阻值无穷大，根据该条件判断管子是否损坏。

此外损坏的晶体管周边通常出现阻抗匹配SMD元器件烧糊或脱焊现象，这些器件也需要更换，当发现电路板的基材覆铜面烧毁现象，必须更换掉整个电路板，确保全部功放模块具有一致的幅频特性。

功率放大器的OTL及自举电路现代电影技术功率放大器的OTL及自举电路吉林省广播电视技术中心台刘国刚电影扩音机的功率器电路多采用OTI电路或 OCL电路,而在OTL电路中经常加入与其相适应的自举电路.1,OTL电路的结构OTL电路是一种利用电容耦合而无输出变压器的甲乙类互补对称式推挽功率放大电路.它的电路特点是:采用单电源供电方式,输出端两只功放管的中点直流电位为电源电压的一半;输出端与负载之间采用大容量电容器耦合,负载(扬声器)一端接电容器的输出端,另一端接地.其电路如图1所示: 图1OTL电路结构图在电路中,输出端通过一个大容量电容器C与负载电阻R连接,对交流信号可视为短路,省掉了输出变压器.同时,电容器又将两功放管的中点直流电位与负载隔断.电路采用单电源E供电, 为了消除交越失真,由D,D.(或其他方式)构成 VT和VTz的基极偏置电路.虽然VT为NPN型管,而VT.为PNP型管,但由于两管的特性一致并对称,故静态时两管的集电极电流相等(即I一 Iz).调整基极偏置电阻R和R.,可使A点电位 (VT和VT.的发射极电位)为E/2,即中点电保养维护改造位.由于扬声器的直流电阻很小,并且静态时无电流,其两端直流电位相同(地电位),所以,输出电容C两端的电压也为E/2.静态时,输入端无输入信号,VT,VT.有较小的正向偏置,导通电流较小,中点电位为E/2, 输出电容C两端的电压也为E/2.输出电流无变化,所以无输出电压.当输入信号为正半周时,VT加正向信号电压而导通,对信号电流进行放大,VT.因加反向信号电压而截止,由于输出电容C容量较大,对交流信号而言视为通路,其信号电流如图1中实线方向: +E一VT集电极一VT发射极一电容C一扬声器一地;扬声器两端得到放大的正半周信号. 当输入信号为负半周时,VT加反向信号电压而截止,VT.加正向电压信号而导通,对信号进行放大,支持其导通的电源是输出电容器上的充电电压.其信号电流如图1中虚线方向:c正端一VT.发射极一VT.集电极一地一扬声器一c负端;扬声器两端得到放大的负半周信号. 通过VT和VT.的交替推挽工作,使两只功放管输出的两个半波信号在负载上合成为一个完整的信号.输出电容C在OTL电路中的作用主要有三个: 一是为VT.管在输入信号的负半周时提供电源;二是为交流信号提供通路;三是隔断直流(防止因负载的直流电阻很小对中点电位影响). 2,OTL电路中的自举电路在OTL电路工作时,当输入信号的正半周使 VT导通时,随着正半周信号的增大,VT的基极电位上升,使A点电位上升.当A点电位接近电源一55—现代电影技术No.12/2007ADVANCEDM0N尸J开ETECHNOLOGY电压Ec时,VT的基极电流受限而不能增加很多, 造成激励不足,甚至影响信号的正常放大.OTI电路中的自举电路就是解决输入信号正半周时的激励: 不足问题.OTI电路中的自举电路如图2所示图2OTI电路中的自举电路如图所示,在功放管的基极偏置电路中串入一个电阻R.,在R.与R的串联点上接入一个自举电容C,这样就构成了由C和R.组成自举电路.由于C的容量比较大,静态时,C两端充有U电压,由于R阻值比R小,所以U接近Ec/2. 当输入信号正半周时,大信号的输入会使A点电位上升,由于C和R的时间常数较大,电容C 两端的电压基本恒定,即不随输入信号的增大而改变.也就址说,靠C上的充电电压U激励VT 工作.由于c的自举作用,输入信号的正半周B 点电位随之升高,保证了VT管有足够的激励电流使VT充分导通.自举电路的思路就是使VT基极偏置中B点的电位能随A点电位升高而升高.由于OTL电路采用单电源供电,供电电压的大小受到一定制约,而且功放电路的负载电流又很大, 为保证足够大的输出功率,输出电容的容量选取的很大,一般都在几千微法.但大电容通常具有电感效应,在高频时容易产生相移,在低频时又影响放大(对低频信号的容抗大),而且大容量的电容不能采用集成电路制作.为解决这些问题,在大功率的电影扩音机中多采用无输出电容器的OCL电路. 3,自举电路在OCL 电路中的应用电路中去掉了大电容后将两只功放管的发射极直接与输出端的负载(扬声器)相连.由于扬声器阻值较小,必然会对VT和VT和的工作状态以保养维护改造.为保证中点电位的准确, 及中点电位A产生影响OCL电路通常采用双电源供电.用两组大小相等的正,负电源加在电路的两端,以两电源串联的中点电位A点作为零电位点.负载(扬声器)直接接在中点A与地之间,即用+E和一E分别对VT (NPN型)管和VT.(PNP型)管供电.在没有信号输入时,VT和VT的电压降都是E,因此中点A的直流电位是零,负载(扬声器)两端电位相同,没有电流流过.由于双电源供电的电压足够,通常情况下OCL 电路中不需要自举电路,但有些电路为了提高功率输出,增加功率管的激励,也有加入自举电路的. 例如,与井冈山牌2000型流动放映机配套的K2000 型扩音机的功率放大电路就加入了自举电路.其功率放大电路如图3所示:输出图3K2000型扩音机的功翠放大电路功率放大级采用5只晶体管组成甲乙类OCL互补推挽电路.VT,VT.,VT三管复合成NPN 型管作为推挽的上臂功放管;VT.,VH复合成 PNP型管作为推挽的下臂功放管.由于功放级采用38V的双电源对称供电,输出端与地的静态电位都为零电位.输出端与负载(扬声器)之间直接相连,所以电路属OC[电路. (下转第62页)56现代电影技术No.12/2007ADVANGIiiDMOTION尸lCn艉ETEG/'WOLOGYAutodesk为好莱坞业界巨头EFILM提供数字调色配光服务…………………………………… Autodesk和EF1LM达成专业服务协议…………… 中影首钢环球数码数字影院建设有限公司在京成立… 电影科研所成功安装我国第一套JPEG2000数字影院编解码系统等消息5则…………………… 电影器材技术分会举办首期影院放映技术骨干培训班…………………………………………… 现代多厅影院应用新技术讲座召开………………… 日本数字电影技术代表团来访中国电影科研所…… 电影器材技术分会一届理事会二次会议召开……… 第五届数字电影论坛召开在即重量级嘉宾座谈会先行论道………………………………………… 来自《NAB2007》的信息………………………… DOREMI的DCP一2000服务器进行FIPS140—2 第3级安全认证………………………………… AccessIT数字影院的主要进展…………………… 英国电影委员会制定扶持电影的基金计划………… 英国电影与电视艺术学院选用杜比数字影院播放系统……………………………………………… 欧洲第一个商业数字影院虚拟拷贝费协议签署…… BIRTV2007报道等8篇……………………………发行放映协会城市影院协会在京召开2007年度年中工作会议…………… 电影制片厂希望3D电影的复兴能够重振电影行业... 杜比3D数字影院技术.................................... 英国组织讨论欧洲电影业数字化急待解决的问题...... 派拉蒙向装备杜比3D的数字影院提供3D影片 (559)55963652007年总目录Autodesk推出新版视觉效果与剪辑完成系统…… 焦作在全市推广农村数字电影……………………… 以科学发展观统领电影技术工作——记2007'全国电影科技工作会议暨电影专业委员会七届四次会议……………… 亚洲博览会2007(CINEASIA2007)在澳门召开等7篇十一,其它《中国电影技术百年纪事》补正……………………… 武警部队影视工作管理信息化初探………………… 强化实践教学培养高技能的影视技术兵………… 从书看人从人看书——戈永良与上影特技人……………………… "移动式多功能野战宣传文化箱"的研制和应用…… 对武警部队文化装备管理机制的思考……………… 军队影视发行放映管理系统及数据库设计………… 加强电影放映企业在电影消费市场中的竞争力……此时无色胜有色——影视画面中消色的运用…………………… 坚持以人为本,积极稳妥地做好企业改制中的职工思想政治工作,促进企业健康快速发展……… 部队电影发行放映也要强化"市场"意识…………… SolidEdge用于电影机械网络教学的尝试………… 2007影视学会优秀论文奖揭晓…………………… 注重细节精益求精一一哈影厂采取1O项措施打造精品放映机… 科普影院资源共享的思考与实践…………………… 1O4311381231251期页16O2213563624414585954056362O7287398619541O21(上接第56页)为了便于选取参数较一致的大功率管,VT.和 VT采用同型号NPN管,VT.和VT..采用同型号的PNP管.这样上,下两臂电路性能一致,形成两臂同相工作,为此,上臂必须采用一只NPN管(VT) 与其组合进行倒相,使上,下两臂反相工作.由于功放输出是射极跟随电路,R…R?为负反馈电阻,所以上,下两臂各管的J3值应适当选择以获得对称工作. 为保证偏置电压的精确和稳定,在电路中,一方面在两个复合管射极接人适当的电阻(R.,R)作为负反馈,稳定直流工作点;另一方面还采用VT.,w.,R.组成具有放大调节功能的偏置电路,通过调整w.,改变R3与 w.的比值,使功放级获得适当的静态偏置,并使功放工作在甲乙类状态,以减小功放电路输出级的交越失真.由于VT.集电极与发射极之问的交流阻抗非常小,VT.和VT.两基极成为交流同电位.即加到功率复合管的正,负半周信号幅度一致.R,,C组成了自举电路.利用大电容C两端电压不能突变,并借助于R的隔离作用,使功放管的基极电位升高,保证功放管在大信号输入时, 能有足够的基极电流,使信号得到有效的放大. 一62一0卯弘?鸺们0鼹?00?66778888888999。

数字电视发射机的基本构成数字电视发射机是数字电视广播系统中的关键设备，它负责将数字电视信号转化为无线电波，并通过天线将信号传输到用户家中的电视机上。

数字电视发射机的基本构成主要包括发射机调制模块、功放模块、天线系统和控制系统。

发射机调制模块是数字电视发射机的核心部件之一，它的主要功能是将数字电视信号进行调制处理。

调制模块通常包括编码器、调制器和射频滤波器等组成部分。

编码器负责将数字电视信号进行压缩编码，提高信号的传输效率。

调制器则将编码后的信号进行调制处理，将其转化为适合传输的射频信号。

射频滤波器则用于过滤掉无用的频率成分，保证信号的质量和稳定性。

功放模块是数字电视发射机的另一个重要组成部分，它的主要作用是将调制后的射频信号进行放大。

功放模块通常采用高频功率放大器，可以将较低功率的信号放大到足够的水平，以便能够在广播范围内传输信号。

功放模块的性能直接影响到数字电视信号的传输距离和覆盖范围。

天线系统是数字电视发射机的信号传输通道，它负责将经过调制和放大处理的射频信号转化为无线电波，并将其传输到用户家中的电视机上。

天线系统通常由发射天线和馈线组成。

发射天线负责将射频信号转化为电磁波，并将其辐射到空中。

馈线则用于连接发射天线和发射机，传输射频信号。

控制系统是数字电视发射机的智能化管理系统，它负责对发射机的工作状态进行监控和控制。

控制系统通常包括微处理器、控制软件和人机界面等组成部分。

微处理器负责对发射机进行实时监测和控制，保证其稳定运行。

控制软件则负责对发射机的各项参数进行设置和调整。

人机界面则提供给操作人员进行交互操作和参数调整。

除了以上基本构成，数字电视发射机还可能包括其他辅助设备，如信号源、信号处理器和电源系统等。

信号源负责提供数字电视信号的源头，可以是数字电视台的信号源或其他外部信号源。

信号处理器则负责对数字电视信号进行处理和优化，提高信号的质量和稳定性。

电源系统则为发射机提供稳定的电力供应，保证其正常运行。

地面数字电视发射机的检修与维护探讨地面数字电视发射机是数字电视系统中重要的组成部分，在数字电视广播中具有非常重要的作用。

为保障数字电视广播的正常播出，地面数字电视发射机的检修与维护工作必不可少。

本文从以下几个方面进行探讨。

地面数字电视发射机由射频发生器、放大器、滤波器、功率放大器、天线等部分组成。

其中，射频发生器用于产生高频信号，放大器和功率放大器用于放大信号强度，滤波器用于去除杂波，天线用于将电信号转化为无线电波。

1. 确定故障现象，检查信号来源。

在地面数字电视发射机故障时，首先要通过判断故障现象是部分故障还是全面故障。

同时，还需检查信号来源是否连通，若信号来源不连通，则会影响地面数字电视发射机发射出去的信号质量。

2. 检查发射机机身和线缆是否正常。

在检查发射机机身和线缆时，需要检查机器上是否有异响，线缆是否接触不良、是否存在断线等情况。

若机器上有异响或线缆存在断线等问题，则需要及时处理。

3. 检查功率放大器和滤波器。

功率放大器和滤波器是地面数字电视发射机中十分关键的部件。

如若发现功率放大器或滤波器出现问题，则必须及时进行更换或修理。

4. 天线的检查。

天线是地面数字电视发射机和接收设备之间的联系方式，若天线出现问题，则将直接影响到地面数字电视发射机的信号传输。

因此，需要检查天线是否完好以及接口是否接触良好。

1. 定期检查地面数字电视发射机的各个部件。

为确保地面数字电视发射机的工作正常，需要定期检查其各个部件。

在检查过程中，将出现的问题进行分类，并尽快进行维修或更换。

2. 定期清洁机身和线缆。

地面数字电视发射机的机身和线缆需要定期清洁，避免灰尘、污垢等杂物进入机器内部，影响其正常运行。

3. 定期校准机器。

为确保地面数字电视发射机的信号输出质量，需要定期对机器进行校准，保证各项参数均处于正常状态。

4. 合理使用和储存发射机。

地面数字电视发射机是一种高精度的电子设备，存在一定的易损性，因此需要在使用和储存中避免机器受到冲击、振动或湿度过高等影响。

电视信号发射的原理电视信号发射的原理主要包括信号源、信号调制、发射机和天线等几个方面。

首先，电视信号的源头是实际拍摄或存储的视频信号。

这些信号由摄像机、摄像机控制设备、摄像机拍摄的影像、音频采集等组成。

在现代技术发展中，数字摄像机和数字化的存储设备逐渐替代了传统的模拟设备，使得信号源可以更加精确地捕捉和存储视频信号。

接着，信号调制是将视频信号转换为适合无线传输的信号的过程。

这里主要涉及到AM调制（调幅）和FM调制（调频）两种方法。

在AM调制中，视频信号的幅度被调制，频率不变；在FM调制中，视频信号的频率被调制，幅度不变。

调制后的信号具有一定的带宽，使得信号能够进行远距离传输。

然后，发射机是产生电磁波并将调制后的信号通过天线发送出去的设备。

发射机主要由发射调制器、射频功率放大器、频率合成器、调制电路、功放等组成。

发射调制器将经过调制处理的信号转换为适合发送的射频信号，并通过射频功率放大器增强信号的强度。

频率合成器用于产生稳定的射频信号，确保信号的稳定性和可靠性。

调制电路用于控制信号的调制深度，使得经过调制的信号能够更好地被接收。

最后，天线是用于将发射机产生的电磁波转化为无线电波并向外辐射的装置。

天线通过它的结构和材料选择来选择性放射和接收特定频段的电磁波，将电磁波有效地辐射到空中。

天线的设计和构造直接影响信号的传输质量和覆盖距离。

接收电视信号时，需要通过天线将电磁波转化为电信号，经过解调等处理后，显示在电视屏幕上。

综上所述，电视信号发射的原理主要涉及信号源、信号调制、发射机和天线等几个方面。

信号源提供了视频信号的源头，信号调制将视频信号转换为适合无线传输的信号，发射机产生并增强射频信号，并通过天线辐射出去。

这样经过空中传输的电磁波信号将被接收器接收，并由显示屏解码并显示，使得观众能够观看到电视节目。

这是电视信号发射的基本原理。

数字电视发射机的基本构成数字电视发射机是数字电视广播系统中的重要组成部分，它的主要功能是将数字电视信号转换为无线电波并发射出去，以供广大观众接收。

数字电视发射机的基本构成包括以下几个方面：1. 发射机前端发射机前端是数字电视发射机的核心部分，它主要由数字信号处理器、调制器、功率放大器等组成。

数字信号处理器是将数字电视信号进行数字化处理的设备，它可以将模拟信号转换为数字信号，并对数字信号进行编码、压缩、调制等处理。

调制器则是将数字信号转换为模拟信号的设备，它可以将数字信号进行调制，使其能够被功率放大器放大并发射出去。

功率放大器则是将调制后的信号进行放大的设备，它可以将信号的功率放大到足够的水平，以便能够被天线发射出去。

2. 天线系统天线系统是数字电视发射机的另一个重要组成部分，它主要由天线、馈线、天线控制器等组成。

天线是将发射机发出的无线电波转换为电磁波并向外辐射的设备，它的种类和结构有很多种，常见的有单极子天线、双极子天线、方向天线等。

馈线则是将发射机和天线之间的信号传输的设备，它的特点是低损耗、高可靠性。

天线控制器则是控制天线方向和角度的设备，它可以根据需要调整天线的方向和角度，以便获得最佳的信号覆盖范围。

3. 辅助设备除了发射机前端和天线系统之外，数字电视发射机还需要一些辅助设备来保证其正常运行。

这些设备包括电源系统、冷却系统、监控系统等。

电源系统是为数字电视发射机提供电力的设备，它需要保证电源的稳定性和可靠性。

冷却系统则是为数字电视发射机提供散热的设备，它可以保证发射机在长时间运行时不会过热。

监控系统则是为数字电视发射机提供远程监控和管理的设备，它可以实时监测发射机的运行状态，并对异常情况进行报警和处理。

总之，数字电视发射机的基本构成包括发射机前端、天线系统和辅助设备三个方面。

这些设备的协同工作可以将数字电视信号转换为无线电波并发射出去，以供广大观众接收。

随着数字电视技术的不断发展，数字电视发射机的性能和功能也在不断提高，未来数字电视发射机将会更加智能化、高效化和可靠化。

2018年8期研究与展望科技创新与应用Technology Innovation and Application中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视发射系统刀瑜（云南省普洱市景谷傣族彝族自治县文体广电旅游局，云南景谷666400）无线电视数字化已经成为电视领域的发展趋势。

通过无线电视覆盖工程实现了公共文化传播事业的进一步发展，为广大人民群众提供了高质量的信息传媒服务，有利于群众精神文明的建设。

目前，很多无线电视在使用中存在节目有限、信号差、影音失真等问题，而利用地面数字电视发射系统可以有效完成广播电视节目无线数字化的覆盖工程，从而进一步提升广播电视公共服务的整体水平，为民众的生活增添乐趣。

1中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视发射系统概述中央广播电视节目无线数字化覆盖工程地面数字电视发射系统主要包括地面数字电视广播激励器、地面数字电视广播发射机、地面数字电视广播直放站、发射天线；随着技术的进步，当前发射系统的各种设备在设计实现方式、生产制造工艺等方面都有很多优化方法，从而带来了设备技术指标的显著提升[1]。

2地面数字电视发射机（1）功能。

地面数字电视发射机利用激励器，对输入的TS流数据信号展开编码调制，令其转换为符合无线数字化电视要求的基带信号，同时运用变频调制，在把该信号变为射频信号，并且一级一级地放大，让发射机实现满功率输出。

（2）结构。

地面数字电视发射机通常情况下由数字电视激励器、发射机控制器、切换放大器、功率放大器、开关电源、数据采集单元、功率分配器、功率合成器和输出同轴器件等部分组成[2]。

a.固态功率放大器。

发射机的功率往往会决定发射机的信号接受传输能力，从而影响到无线电视的节目效果。

地面数字电视发射机中安装有固态功率放大器，利用功率合成技术，可以将电视信号的功率进行放大，提高信号的准确度和清晰度，并且放大的功率在发射机中具有固定的模块。

b.功率合成器。

地面数字电视发射机在工作中会利用分配网络将一路射频信号所产生的功率以一种相对均匀且对其他信号不会产生干扰的形式分配给多路负载。