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关于当前我国数字电视广播的发射技术

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2014-03-23

在新设计的数字电视发射机中,功率放大器、电源和RF合成器省去电缆而采用插、 拔的方式直接连接在一起。 这样使整机结构更加紧凑、 维护更加方便。 微处理器的应用,能够监控发射机的状态和提供每个组件的有用信息。LCD的应用提供了直观友好的图形用户接口(GUI)使得用户操作更加容易,用户可以很直观的察看设备的运行状态。先进的故障自我诊断系统和DAP技术使得用户容易查找故障部位,加快设备的维护、 维修进度。 远程遥控功能使得用户可通过因特网对设备进行监控。

2.数字移动电视发射机的主要部件及关键技术

数字电视发射机技术发展迅速,发射机的主要部件及关键技术主要包括如下:

2.1激励器

数字自适应预校正技术。对于数字发射机来说,性励器主要包括音视频处理、调制、本振、变频和RF 小功率放大器,它是电视发射机的核心,决定了整机的性能和质量,其中的校正电路、调制器和滤波器是关键。其主要技术指标如下:

2.1.1激励器主要用于音、视频编码和数字预校正,发射机的绝大部分技术指标由激励器决定。

2.1.2对于DVB-T 系统:视频信号采用MPEG-2 压缩编码;音频信号采用MPEG-2 Layerê第二层音频编码,也称MUSICAM,该音频的编码压缩系统利用了声音的低音频谱掩蔽效应,对人耳不敏感的频率进行了低码率编码。

2.1.3对于ATSC 系统:信源编码中的视频采用MPEG-2 标准;音频采用杜比AC-3 环绕立体声编码。能优良的中频非线性预校正电路将极大地改善采用AB 类功放的发射机性能, 提高发射机效率, 目前大多采用前馈校正、折线校正、自适应校正技术。数字自适应预校正技术已经应用在美、欧制造商生产的数字电视发射机上,欧洲称之为数字自适应预校正技术,美国称之为自动数字校正技术。数字自适应校正是指在不需要人工干预的情况下,在刚启动发射机的几分钟内将发射机的性能调到最佳状态, 而且系统能进行发射机的老化、 自身失效等波动的监测和自动调整,以保证发射机发出去的信号始终处于高指标状态。

2.2功率放大器

功率放大器决定了发射机的功率输出能力,是发射机中成本最高的部分。由于地面信道的复杂性,多径传输容易产生回声,移动接收容易产生多谱勒频率漂移,所以发射机应该具有好的线性、足够高的频率精度、频率稳定度和较低的相位噪声,才能保证较低的误码率和较高的信噪比,才能满足地面数字电视的要求。其主要技术指标包括:

2.2.1功放模块内包括输入电平监测、前置级、 推动级和放大输出级。 末级放大器中由威尔可森滤波器组成功率合成器。功放电源在功放模块内,智能化控制系统可保证良好的工作电平,防止电源故障发生。

2.2.2功率放大器使用LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)技术,效率高、线性好。与双极型晶体管 5~7dB 的增益相比,LDMOS 管的增益更高,可达14dB以上。采用LDMOS 管的PA 模块的增益可达60dB 左右,这表明对于相同的输出功率需要的器件较少,从而提高了功放的可靠性。LDMOS 能经受高于双极型晶体管3 倍的驻波比,能在较高的反射功率下工作而不破坏LDMOS 设备。LDMOS 有较高的瞬时峰值功率,能承受输入的过激励信号。LDMOS 增益曲线较平滑,并且允许多载波数字信号放大且失真较小。LDMOS管有一个低且无变化的互调电平饱和区,不像双极型晶体管那样互调电平高且随功率电平的增加而变化,这种主要特性允许LDMOS 管用于高于双极型晶体管二倍功率的电路,且线性较好。LDMOS具有较好的温度特性, 其温度系数是负的, 因此可以防止热耗散的影响。

2.2.3功放模块的频率范围宽。PA模块频率范围为470~860MHz,对DVB-T 和ATSC 都适用。由于VHF 频率偏低,脉冲噪波严重,对COFDM 系统不利,故DVB-T 频段放在550~750MHz 上。

2.3冷却系统

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