党晓琪
安康电视转播台 陕西省安康市 725000
摘要：随着我国广电科学技术的飞速发展，数字电视的出现使得人们的生活水平得到了一定的提升，并且在实际应用中已经基本取代了传统的模拟信号电视，人们对数字电视实际的应用要求也在逐渐增强。为保障数字电视信号的正常传输，就必须从数字电视发射机开始入手，了解其工作原理，针对性地制作维护、维修方案。这样才能确保安全播出永不间断。本文主要是从数字电视发射机的工作原理进行详细的分析，并在实际的应用过程中不断地研究和完善，进而提出一定的维护和检修的方式方法，希望能够给相关的工作人员提供一定的理论性支持和实践参考。
关键词：数字信号；数字电视发射机；维护；功放；分配器；合成器；天馈
新媒体和信息技术对精神层面的追求提出了更高的要求。社会的进步必然会带动各行各业的发展。在传统媒体领域，电视在实际的发展过程中也是受到一定的影响，因为随着社会的发展，新兴媒体行业的兴起，以及各种智能设备（如手机、平板等）的出现，对电视的影响可以说比较大，但是在实际的应用过程中，由于由国家力量（央视）的介入，电视传媒的地位仍然不可动摇。经过多年来不断的创新和完善，新兴数字电视技术凭借自身的优势在实际的发展过程中受到广泛的关注和应用。下面将从数字信号的原理入手，全面的分析数字发射机的组成和工作方式，以及维护、维修等一系列相关技术。
一、“数字信号”和传统“模拟信号”的对比。
在传统的“模拟信号”中，它的各种物理数据都具有绝对的象征意义，不受人为的干涉。例如一个电压波形，当它的电压值是0.5V时，和当它的电压值是0.51V时，将被视为完全不同的两个数值。
而放在“数字信号”中，他的各种物理数据不直接具备绝对的象征意义，是可以人为地进行划分的。例如一个电压波形，当它电压值低于0.5V时，无论是多少，都可以人为地把其划分为象征数值“0”，而只要当它的电压值高于0.5V时，无论有多大，其象征数值都是“1”。
综上所述，数字信号，就是利用了现实世界中的某一个物理数据作为参数（例如电压）人为地划分成若干区域。在数字电路中，对应的物理数值只要符合该区域的范围值，那么就被判定为该区域约定好的数字值。这就是数字信号和模拟信号的本质区别。所以当数字信号受到干扰时，只要被影响的物理数值仍然在划分的区间内，那么其象征的数值就不会变化，这就是数字信号抗干扰能力强的原理。
二、数字电视发射机的运行原理和组成
数字电视发射机充分发挥了数字技术的优势，实现了在原来的1个地面电视频道8MHz带宽中传输多套节目以节省频谱（模拟电视发射机只能传输1套节目）。在与发射机链接的前端系统中，采用了数字编码技术对节目源音、视频信号进行了压缩（即信源编码），再通过打包处理把压缩后的多个节目源组合在一起（即节目复用），最后进入数字电视发射机中进行信号传输。由于不同制造厂家生产出的数字电视发射机在形状和组成配件上会略有不同，但其工作原理几乎都是相同的。下面以康特集团生产的1KW地面数字发射机KT-UDT517为实例，详细进行分析。
该地面数字发射机主要由激励器、前级激励单元、信号切换单元、功率分配器、末级功放单元、功率合成器、定向耦合器、输出带通滤波器以及监控单元和电源系统组成。
信号源经过前端系统的编码和重组打包，最终转换为相同的两路射频信号进入数字电视发射机的主备激励器，经过激励器处理后，先进行一次小信号的前级放大，再通过控制切换器选出一路优质的信号进入分配器，将射频信号进行四路分配送到四组相同功率等级的功放单元进行功率放大，放大后的四路信号通过合成器进行功率合成，得到等同于额定的输出功率。再经过定向耦合器（取样检测）和带通滤波器输出为地面数字电视射频信号，最后经过天馈系统向预定区域进行无线发射覆盖。（详见下图）
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其中电源、激励器和功放单元在数字电视发射机中占据十分重要的作用。电源和激励器的故障率一般比较少，但功放单元由于长期处于功率放大的高强度工作过程中，其内部各个元器件出现故障的几率也往往比较多，在实际的工作中需要进行及时的维护和检修。
三、数字电视发射机维护的重要性
数字电视发射机在长期运行的过程中，可能会发生任何不可预估的各种故障。由于数字电视发射机本身内部结构比较复杂，各种晶体管集成度高，所以在维护、检修时也会出现一系列相对应的问题。导致增加维护、检修的困难。
数字电视发射机往往还会因为环境、温度、电压等各种外界原因的影响从而发生故障。例如当发射机设备正在运行当中，突然出现外部电压不稳定，这就极有可能造成数字发射机电源或者功放模块的损坏，严重情况下可能会导致直接被烧毁。
从以上的分析来说，数字电视发射机的运行离不开工作人员的定期维护和保养。这样做的目的是为了及时的发现安全隐患，并进行排查。而如果出现安全隐患的时候，没有及时排查，那么数字电视发射机就很有可能会出现故障，轻则会损失一定的经济成本，重则还有可能威胁到工作人员的生命安全。因此，为了尽可能的避免数字电视发射机的故障发生率，这就需要我们工作人员及时对数字电视发射机进行维护和保养，把安全隐患排查在萌芽之中，以保证发射机的正常运行。
四、数字电视发射机的维护
4.1常规维护操作
数字电视发射机由于先进的智能实时监测技术，一般情况下，工作人员只需要做到实时监控和记录数据，对于发射机的各项潜在故障就能一目了然，以便及时排查。
数字电视发射机的常见故障多是受到外部因素的影响。如周边环境不好，粉尘过多，就会造成散热片的拥堵，从而不能及时被风机带走热量。再比如风机运行的周期过长，轴承多少就会有一定的损伤，如果没有及时的保养（上润滑油等）风机就会降低转速，从而也不能及时带走散热片上的热量，最终可能就会导致内部元器件的的烧坏等。
所以我们工作人员应该定期把数字发射机的各配件（如激励器、电源、功放模块等）分别取出，进行拆卸和清理内部粉尘。如果粉尘堆积的过多，会使得冷却系统的运行受到很大的影响，导致散热不舒畅，从而造成严重的安全隐患。
4.2功放单元的维护
康特1KW数字发射机末级功放由4个功放单元组成，单个功放插件由1个前级推动（871*2场效应管）和3个功放模块（878*2场效应管）组成，总输出功率为300W，增益差约为0.5dB，相位差极小。良好的一致性决定了4个功放单元之间的可互换性，并确保了整机的合成率。
每一个功放单元都对应一组开关电源，常规的维护工作只需要记录电源液晶显示频上的电压、电流数据，并以此为依据来判断各个功放单元的工作情况。如果其中一个开关电源的电流值显示偏大或者偏小（与前一天正常情况下数据差异过大），我们就可以认为与其对应的功放单元出现了问题。可以把出现问题的单个功放单元拆下，进行详细检查。如果需要对拆下的功放单元进行加电检查，必须在RF功率输出端口终接50Ω负载。然后用万用表测量各个功放模块的栅极静态偏压Vgs，失去偏压或者偏压过大，则该模块相对应的场效应管已损坏。
单个场效应管出现问题的时候，会导致整个功放模块的输出功率下降。并且也会导致在整个功放模块中，对其他元器件造成不同程度的损坏。因为场效应管出现损坏的原因很有可能是因为阻抗等参数的改变而出现的故障。理论上，场效应管一旦损坏，就应该立即更换，否则很有可能造成连锁反应，导致其他元器件的损坏。但在实际维修过程中，会受到很多其他因素的影响（如在重要播出期间，不能停播等原因），导致无法及时更换。此时，相关技术人员应通过降低整体传输功率来减小电流，让未损坏的功放元件减少损耗，最终达到保护其他功放元件的目的。
4.3分配器和合成器的维护
从激励器送来的激励信号，首先要进入分配器进行功率分配，分配后的信号分别送到4路功放单元进行功率放大。从功放单元输出的4路信号在合成器里合成，输出为整机功率。为了使4路信号在分配或合成时功率平衡，在分配器和合成器电路里均设置了由电感、电容构成的调相电路，以补偿4路放大电路离散性造成的不平衡。
在进行分配器或者合成器的维护和检查时，首先应该在维护前将输出天馈线端口接入50Ω负载。然后用网络分析仪从测试端口送入RF测试信号，分别从耦合端口、直通端口、隔离端口输出。从耦合端口和直通端口的输出数值应该尽量相等，两个数值相加时，应该等于输入信号的-2.8dB~-3.2dB；且各端口应有良好的驻波系数，反射损耗应小于-25dB。
4.4天馈系统的维护
从宏观上来讲，数字发射机的整个天馈系统其实就是一种转换器，它的作用是把在封闭的馈管中传输的电磁波转换为在空间中传播的电磁波。由于数字发射机拥有高度智能化，具有自动保护功能。如果天馈系统出现问题，反应到监测液晶屏上的最直接的数据就是驻波比过高，这将会导致发射机自动停机现象。在这种情况下，首先要判断到底是天馈线的故障问题，还是发射机功率分配器的故障问题。一个简单的方法：在关机情况下，把发射机的输出信号接上和其阻抗相匹配的假负载上，然后开机观察发射机是否运行正常，如果运行一切正常（输出功率正常，反射功率和驻波比在正常范围内），那就说明是天馈线出现了故障。如果运行依然不正常，那就说明是发射机输出合成器出现了问题。
检查天馈线的故障，最便捷的方法是用专业仪器设备（如扫屏仪或网络分析仪等）分段测量天馈线的驻波比、带宽、电缆线损等数据，就可以直观的判断出是哪一段天馈线出现的故障。查找出故障点后，再把该段天馈线拆开，详细检查接头处是否存在接触不良，插芯松动或者因环境潮湿导致的参水等现象等。检查接头处螺丝是否拧紧，有无损坏，密封胶是否老化干裂失效，接头链接点之间有无缝隙。若存在这些问题，应该更换相关零配件，并且重新采取防漏、防参水处理措施。
在分馈电缆中，如果有一根或者多根芯线开路或者链接不好，可以用50Ω负载电阻依次替换嫌疑故障阶段的分馈电缆，并用仪器检测，当驻波比值变正常值（驻波比值为1.2以下）的那段分馈电缆就是有问题的分馈线，应及时更换此部分馈电缆，然后重新连接即可。
四、总结
综上所述，随着科学技术的进步，数字电视技术得到了飞速的发展。经过不断的改进和创新，它在社会进程中承担了更多的责任。为了保证数字电视技术能够充分发挥其作用，很有必要对数字电视发射机的工作原理进行分析和研究，并进行定期的维护和保养，只有这样，才能解决数字电视发射机存在的各种隐患问题，保障其的正常运行。
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