數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)概況分析論文

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

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；  發(fā)射機(jī)；  廣播電視

　　隨著人類社會(huì)步入信息化時(shí)代，中國廣播電視也逐步步入數(shù)字化時(shí)代。廣播電視節(jié)目將實(shí)現(xiàn)從制作到播出過程的全方位數(shù)字化。廣播電視未來的發(fā)展趨勢是信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化。數(shù)字電視發(fā)射機(jī)是信號(hào)發(fā)射最基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，它是電視發(fā)射機(jī)未來發(fā)展的必然趨勢。我們充分認(rèn)識(shí)與了解這些技術(shù)對中國電視技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展均具有極為重要的戰(zhàn)略意義。

　　1數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的發(fā)展概況分析

　　1.1數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)

　　目前國際上主要采用的電視發(fā)射機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)包括：美國制定的ATSC標(biāo)準(zhǔn)，日本制定的ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)以及歐洲制定的DVB-T標(biāo)準(zhǔn)。美國制定的ATSC標(biāo)準(zhǔn)選用的是8VSB編碼調(diào)制技術(shù)，主要特點(diǎn)是單載波調(diào)制，傳輸過程中碼率固定，傳輸?shù)母采w率比較高。ISDB-T標(biāo)準(zhǔn)和DVB-T標(biāo)準(zhǔn)均采用COFDM調(diào)制技術(shù)，主要特點(diǎn)是多載波調(diào)制，可以消除多徑反射，用于移動(dòng)接收。以上三種標(biāo)準(zhǔn)的視頻編碼均選用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)[1]，但是音頻編碼有所差異，美國以AC-3為標(biāo)準(zhǔn)，日本以AAC為標(biāo)準(zhǔn)，DVB以MPEG-2為標(biāo)準(zhǔn)。

　　1.2數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的機(jī)型

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

　　2數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的主要部件及特點(diǎn)

　　2.1激勵(lì)器

　　激勵(lì)器的主要功能是對視頻，音頻進(jìn)行編碼并對數(shù)字信號(hào)進(jìn)行預(yù)校正。它是發(fā)射機(jī)最重要的部分。目前，研發(fā)激勵(lì)器所適用的中頻率預(yù)校正電路是我國在發(fā)射機(jī)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。中頻率預(yù)校正電路越來越趨向使用自適應(yīng)校正技術(shù)。自適應(yīng)校正技術(shù)就是令發(fā)射機(jī)在沒有人工控制的前提下，在剛開機(jī)啟動(dòng)的幾分鐘內(nèi)迅速自動(dòng)調(diào)整到性能最佳狀態(tài)。激勵(lì)器數(shù)字化將使操作簡單，調(diào)試維護(hù)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(nèi)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(jī)在反射功率較高的環(huán)境下工作，而且對LDMOS設(shè)備無損壞。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的影響。

　　2.3冷卻系統(tǒng)

　　發(fā)射機(jī)冷卻系統(tǒng)一般有風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)。液冷系統(tǒng)采用防凍液或者乙醇和水混合物作為防凍劑，它的傳導(dǎo)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于風(fēng)的傳導(dǎo)速率。風(fēng)冷系統(tǒng)價(jià)格較低，但是由于空氣質(zhì)量的原因，過濾材料中極易沉淀灰塵。冷卻系統(tǒng)還能降低運(yùn)行噪音，改善機(jī)房環(huán)境。

　　2.4微機(jī)控制，遠(yuǎn)程遙控與自我診斷系統(tǒng)

　　微處理器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控發(fā)射機(jī)的運(yùn)行情況，并能為發(fā)射機(jī)的各個(gè)重要組件提供有用的信息。遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)可以使客戶通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備。自我診斷系統(tǒng)可以幫助用戶較為輕松檢測到發(fā)生故障的部位，從而是維修難度大大降低。

　　3衡量數(shù)字電視發(fā)射機(jī)技術(shù)性能的主要技術(shù)參數(shù)

　　數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的輸出功率，一般指平均功率及其變化值。發(fā)射機(jī)的射頻頻譜特性，其主要包括以下幾個(gè)方面：1）發(fā)射機(jī)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(nèi)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(jī)射頻的相鄰頻道可能會(huì)相互抑制；4）發(fā)射機(jī)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(nèi)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(shù)。頻率的穩(wěn)定度和相位噪聲容限。電視發(fā)射機(jī)必須規(guī)定其所適用的電視制式、工作有效帶寬、調(diào)制方式、工作頻道等。發(fā)射機(jī)需要標(biāo)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(shù)字電視發(fā)射機(jī)的發(fā)展前景

　　數(shù)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(jī)逐步向大功率的方向發(fā)展，但是調(diào)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(jī)的進(jìn)展，而全固態(tài)發(fā)射機(jī)從理論上講其輸出可以任意增加，因此全固態(tài)發(fā)射機(jī)比其他發(fā)射機(jī)擁有更廣闊的市場競爭力；全固態(tài)發(fā)射機(jī)由于設(shè)計(jì)冗余，可靠性極高，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開關(guān)機(jī)及遠(yuǎn)程遙控等功能，發(fā)射臺(tái)也不再需要工人值班。日本，歐美等國家?guī)啄昵熬鸵呀?jīng)實(shí)現(xiàn)發(fā)射臺(tái)的無人值班。目前各大發(fā)射機(jī)廠家普遍選用單片機(jī)控制，并且配有自動(dòng)監(jiān)控與自動(dòng)控制功能。目前，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的自動(dòng)化功能也越趨完善。目前，中國大部分發(fā)射臺(tái)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(jī)將是發(fā)射機(jī)發(fā)展的必然趨勢。

　　另外，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)具有設(shè)備穩(wěn)定，低耗能，傳輸質(zhì)量高，維修維護(hù)操作簡單等優(yōu)勢。故發(fā)射機(jī)性能工作穩(wěn)定性高，可靠性好，故障低、效率高、小型化、壽命長，自動(dòng)化程度高也將是數(shù)字電視發(fā)射機(jī)未來發(fā)展的必然趨勢。

　　5我國數(shù)字電視發(fā)射機(jī)存在的問題

　　5.1我國發(fā)射機(jī)制式不統(tǒng)一

　　中國數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的開發(fā)研制開始于1996年。目前中國發(fā)射機(jī)制式主要有清華大學(xué)的多載波技術(shù) DMB-T 制系統(tǒng)（數(shù)字多媒體廣播）和上海交通大學(xué)的著手研發(fā)的單載波技術(shù)ADTB-T系統(tǒng)（高級數(shù)字電視地面廣播）。[2]DMB-T系統(tǒng)是基于日本和歐洲技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)研究的多載波技術(shù)。ADTB-T系統(tǒng)是上海交通大學(xué)在美國的ATSC基礎(chǔ)上開發(fā)研制的單載波技術(shù)。經(jīng)過多年的研究之后，研究人員都期待數(shù)字電視國家標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，希望自己的制式被采用。

　　5.2發(fā)射機(jī)傳輸信號(hào)的安全性

　　中國的廣播電視對人們的思想，生活有著重要的影響。它是聯(lián)系黨和人民關(guān)系的紐帶，是黨和政府政策公開的喉舌。因此必須防止不法分子，邪教阻止等的破壞。數(shù)字電視廣播系統(tǒng)必須加強(qiáng)安全性措施。除了才用CA（條件接收）外，還應(yīng)該研究在發(fā)射機(jī)的合適位置添加智能模塊，以實(shí)現(xiàn)對信號(hào)源的物理加密[3]。這樣就可以大大減少非法信號(hào)侵入，保證正常的信號(hào)傳播。

　　隨著數(shù)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(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的一部分。在未來的幾十年里，中國數(shù)字電視必將取代模擬電視。中國數(shù)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(jì)算機(jī)業(yè)、微電子業(yè)、廣播電視等行業(yè)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)。數(shù)字發(fā)射機(jī)也將成為電視發(fā)射機(jī)發(fā)展的必然趨勢。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 杜百川. 數(shù)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(diào)制方案. 電視技術(shù), 2006(18).

　　[3] 張萬書. 數(shù)字調(diào)制信息的測量方法. 電視技術(shù), 2002，(8)：91.

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