尹宏宇
内蒙古广播电视微波线路C123微波站 内蒙古 赤峰 025550
摘 要：科学技术在不断发展，广播电视发射技术也由传统的模拟发射方式向数字发射方式转变。数字电视在音频、视频的传播方面较模拟电视有着质的飞跃，观众不仅能够享受到标清、超清的电视节目，还可以参与节目的互动。数字广播设备的使用和管理更加符合当前的形势。本文对1kW CMMB数字电视发射机整机电路组成和工作原理进行论述，为同行的理论学习和维修实践提供参考。
关键词：数字电视发射机；电路组成；工作原理
0 引言
我国的地面数字高清电视开播于2008年1月。从2008年数字电视开播到2020年底全面关停模拟电视，数字电视已全面取代模拟电视。为了更好地发展规划数字电视，国家广播电影电视局规划院着手制定模拟电视清频方案，按照“全数字频率规划方案”实施。方案的宗旨是满足高清、超高清和移动多媒体的业务需求。数字电视应满足全国、各省、各地市、各县域四级覆盖要求。也就是说，今后的电视主要以数字电视为主。技术在进步，技术人员的业务素质也要不断进步。熟悉和掌握数字电视发射机工作原理，掌握数字电视发射机的操作、维护和检修技巧，是电视发射台的技术人员做好本职工作的基本要求。
1 数字电视发射机组成
CMMB-1000-I型数字电视发射机具有保护功能完善、工作稳定性高、易于安装调试等特点，因此被电视发射台广泛使用。CMMB-1000-I发射机采用全固态放大输出方式。整机由CMMB激励器、激励放大器、功放系统、电源系统、滤波器、控制、显示、保护系统等部分组成。电路组成方框图如图1所示。
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2 数字电视发射机工作原理
2.1 CMMB激励器
激励器是数字电视发射机的核心部件，其作用是实现音频、视频的编码和数字预校正。由于激励器是重要的部件，因此，数字电视发射机一般采用一主一备的方式设计激励器，保证发射机的安全性。1kW CMMB数字电视发射机激励器输出功率约为-10dBm～0dBm的I/Q基带信号。FPGA电路的作用是处理I/Q基带信号的预失真校正，处理后送到D/A转换器。D/A转换器的作用是把基带信号调制到中频频率上。滤波器的作用是滤除中频信号以外其它信号，最后送到上变频器，完成数字电视CMMB的信号调制。
2.2 激励放大器
激励放大器的主要作用是放大激励器送来的激励信号，放大输出的幅度约为1W，送到数字发射机末级功放部分，再由功放部分完成射频信号的功率放大。为了提高发射机输出信号的指标，激励放大器应具备很好的线性和带宽，一般工作在超线性放大状态。激励放大器内部原理框图如图2所示。
为了确保激励信号放大器的稳定性，在放大电路中设置有自动增益控制电路，自动增益控制器的调整参考信号取自于本放大电路输出的经检波后的信号，当输出的信号减小时，负反馈电路增加电路的放大系数；当输出的信号增加时，负反馈电路减小电路的放大系数，从而保证了输出信号的稳定性。放大器1和放大器2分别输出18dB和14dB的信号。当发射机负载驻波比过大时，通/断控制电路将切断放大器的输入信号，放大器停止输出信号，进而保证发射机功放器件不被损坏。外部切换控制信号与激励放大器信号进行混合，可以实现两个激励通道的自动切换。当使用备用激励器时，主激励器输出的信号被连接到50Ω纯负载电阻上，避免产生空载损耗。
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2.3 功放系统
功放系统是数字发射机末级功率放大部分，其作用是将激励器送来的中频信号放大到设定值，然后再通过耦合器送到发射天线。为避免功放部分发生故障时造成停机，功放部分采用的是功率合成技术，末级功放使用了六只放大器，每一只放大器输出功率为250W，合成后可输出1～1.25kW的功率信号。末级功放均具有过热、过载、过推动等保护功能，每个功放的增益可达40～45dB，末级功放采用合成方式的好处是，当一只或两只功放出现问题，不影响发射机的播出，只是功率有所下降。等到节目播出完毕后，再对故障进行处理。为了确保末级功放的可靠性，数字电视发射机设计了多个功放指标检测项目，包括：前级、推动级、放大管电流、输入、输出功率、过热、过载保护等。
2.4 发射机的冷却系统
众所周知，无论什么类型的发射机，在工作中都会产生大量的热量，特别是功放部分。在电路部件上，如果长时间处于高温状态，一方面会造成热损耗，加速部件老化，严重的还有可能损坏器件。因此，需要给发射机增加降温设施。数字电视发射机的降温系统采用的是液冷方式，制冷剂是乙二醇或防冻液。液态冷却的最大特点是工作噪声小，冷却效果比风冷效果好，同时还可以为机房提供一个良好的环境。
2.5 输出带通滤波器
为了实现发射机与馈线之间的阻抗匹配，发射机都设计有带通滤波电路，其作用是滤除主用信号以外的杂波成分。为了避免发射机输出信号异常而损坏相关器件，数字电视发射机配置两个定向耦合器，分别在带通滤波器的前面和后面，前面的耦合器用于监测带通滤波器之前的电路；后面的带通滤波器用来监测系统输出信号的幅频特性。监测指标均在发射机控制面板上显示出来。
2.5 显示控制系统
1kW CMMB数字电视发射机具有非常人性化的操作和显示界面。显示系统能够显示发射机主要工作参数，根据参数变化情况，技术人员可以分析发射机工作状态是否正常，甚至可以预判发射机是否会在短时间能出现故障。控制电路是控制发射机的工作过程，比如发射机的开关机、功率升降、远程、本地控制、供电部分异常保护等。
2.6 发射机的保护系统
数字电视发射机具有完善的保护功能，保护电路的保护对象有：驻波比越限保护；三相电380V缺相保护；风机风速及停转保护。当以上电路出现故障时，发射机将给出声光报警信息，提醒机务人员查找原因。
2.7 发射机监控系统
数字电视发射机的整机由若干个功能板块组成，为了实时监测各功能板块的工作状态是否正常，发射机设置了监控系统。监控系统由显示数据模块、激励器数据模块、功放数据模块、通讯模块组成。测控系统采用RS485通讯接口，通过监控计算机，可以对电视发射台多部发射机进行集中测控，如果再配以自动化远程监系统，可以实现电视发射台的远程自动化监控，为发射台的“有人留守、无人值班”的管理模式创造条件。
3 结束语
以上是1kW数字电视发射机整机组成和工作原理的论述。研究数字电视发射机的原理和工作特点，对电视发射台的技术维护人员的理论学习和业务实践具有很大的现实意义。先进的设备需要专业的技术人才来管理维护，只有熟练掌握了发射机理论和维护方法，才能在设备出现故障时，快速准确的排查故障原因，确保安全播出不出问题。
参考文献
[1] 蒋晓东，数字电视发射机的技术原理与发展趋势.衡水市电视发射台，2011，6.
[2] 宋文君. 模拟与数字电视发射机的异同.广播电视信息，2010(9).
[3] 郑志航. 数字电视原理与应用.中国广播电视出版社.