1kW地面數字電視發(fā)射機AW-DT1K-I技術(shù)特點(diǎn)及維護檢修

伴隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)數字信號傳輸技術(shù)的進(jìn)步，使我國廣播電視行業(yè)邁上全新的臺階，原本的模擬發(fā)射機逐漸被數字發(fā)射機所替代。我縣于2017 年正式實(shí)施無(wú)線(xiàn)數字化覆蓋工程，通過(guò)AW-DTIK1K 數字電視發(fā)射機以單頻網(wǎng)轉播中央1、2、10、12、13、14、15、17，因為數字電視發(fā)射機的安裝與使用，使電視節目的傳輸容量得到進(jìn)一步增加，且電視信號的傳輸質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，從而提高了發(fā)射機本身的穩定性。文章以AW-DT1K-I 數字電視發(fā)射機為例，介紹了1KW 數字電視發(fā)射機的功能特性和維護檢修^[1-3]。

1   AW-DTIK 1KW數字電視發(fā)射機技術(shù)特點(diǎn)

作為全固態(tài)風(fēng)冷發(fā)射機，其前級包含2 臺數字電視激勵器，并且相互屬于主備。其輸出的射頻信號在通過(guò)控制器之后可以滿(mǎn)足雙激勵的切換。發(fā)射機本身則是基于模塊化設計要求，由系統控制器、切換器、數據采集器、功放分配器、功率放大器等一系列單元共同組成。其性能良好、電路簡(jiǎn)單、工作穩定，可以滿(mǎn)足長(cháng)時(shí)間持續工作的實(shí)際要求。當TS 流信號輸送到激勵器后，其發(fā)射頻道對應的電視信號就會(huì )直接送入功率分配器，經(jīng)功率分配器一分為二，分別送入兩路相同功率等級的功率放大器進(jìn)行功率放大，然后再送入功率合成器，在實(shí)現功率合成后，通過(guò)帶通濾波器與定向耦合器實(shí)現對應射頻數字電視功率信號的輸出，之后經(jīng)過(guò)天饋線(xiàn)系統向預定區域進(jìn)行功率發(fā)射，從而完成無(wú)線(xiàn)覆蓋。

1.1 GPS/北斗雙模授時(shí)器

配有GPS 系統和北斗系統，可以滿(mǎn)足時(shí)間信息和定時(shí)信號功能的設置，這樣就提供了同步時(shí)鐘來(lái)服務(wù)地面數字電視的覆蓋單頻網(wǎng)傳播，其系統的可靠性得到進(jìn)一步的提升，就算是其中一套失效，也可以直接替換到另外一套；其本身具帶有免于維護的功效能，重新安裝和重新加電后不需要設置就能正常工作；帶有授守時(shí)的基本功能，當GPS 系統或者是北斗系統將高穩恒溫晶振伺服鎖定之后，就算是出現了信號中斷的問(wèn)題，但是依舊可以確保輸出監控信號的高精度要求，能夠滿(mǎn)足10 MHz 頻率信號以及1 pps 時(shí)間信號。

1.2 CTTB數字激勵器

激勵器是數字電視發(fā)射機的主要設備和中心部件。衛星接收機送來(lái)的TS 流信號分兩路輸入兩個(gè)激勵器，激勵器輸入的TS 流經(jīng)進(jìn)過(guò)信道編碼、基帶處理、數模轉換、頻率合成、射頻輸出放大。激勵器星座映射方式有4QAM-NR、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM， 對于網(wǎng)絡(luò )模式，其本身主要是支持單頻網(wǎng)與多頻網(wǎng)，能夠實(shí)施檢測發(fā)射頻譜與發(fā)射信噪比，同時(shí)通過(guò)高效能補償器的設置，利用新一代自適應預失真算法，就可以滿(mǎn)足自適應的補償要求，當外界環(huán)境出現變化的時(shí)候，依舊可以滿(mǎn)足高穩定工作狀態(tài)的要求。利用系統控制器來(lái)自動(dòng)的切換雙激勵器，然后直接利用功率分配器將激勵器輸出信號劃分成為兩路，然后將其送至600 W的功率放大器。

1.3 600 W數字功放

功率放大器采用恩智浦半導體的LDMOS 超高頻（UHF）射頻功率晶體管BLF888B，它是目前市場(chǎng)上功能最強大的LDMOS 數字電視廣播發(fā)射機晶體管，支持（450~866）MHz 超高頻帶數字電視信號，漏極效率高達50%。每個(gè)功率放大器都有6 只功放管，包含2 個(gè)功放單元，12 個(gè)功放管。針對單一功率放大器，其輸出功率可以達到600 W，功率余量則為輸出功率的20%。功放與電源的一體化主要是利用獨立風(fēng)扇模組進(jìn)行冷卻，開(kāi)展數字化監控，要求將CPU 監控板直接裝在功放模塊中，以此滿(mǎn)足本單元反射功率、輸出功率、工作電壓、工作電流對應的采集，同時(shí)也能夠實(shí)現運算與故障報警，一旦有過(guò)激勵、過(guò)熱、過(guò)載等任何過(guò)負荷現象，都會(huì )實(shí)現自動(dòng)保護。在發(fā)射機中，功率放大器主要是實(shí)現對主機性能與功率輸出能力的決定，數字發(fā)射機的功率放大器在穩定性、動(dòng)態(tài)性、功放余量等方面都具有優(yōu)良特性。功放單元通過(guò)RS485 接口與系統控制器實(shí)現通信。

1.4 無(wú)源部件

無(wú)源部件由功率分配器、功率合成器、帶通濾波器和定向耦合器組成。發(fā)射機的功率分配/ 合成器采用90 度功率合成技術(shù)，主要特性包括相位關(guān)系相互一致、駐波比良好、隔離性能良好、插入損耗小、帶寬范圍廣、功率容量大、分配合成容易實(shí)現、體積小，使用簡(jiǎn)單，維護方便。帶通濾波器的主要功能是對發(fā)射機內外部無(wú)用射頻信號直接消除，以避免雜散射頻功率對發(fā)射機實(shí)際播出產(chǎn)生影響，其本身選擇性良好、諧波抑制能力較強、帶肩陡峭、帶內插入、實(shí)際損耗小，可以讓其輸出頻譜與國標相互匹配。定向耦合器主要是控制方向性，其本身關(guān)聯(lián)到耦合頭的實(shí)際插入深度以及耦合環(huán)平行到饋管內導線(xiàn)軸線(xiàn)相應的夾角。

1.5 系統控制器

系統控制器是發(fā)射機監控子系統中的中心監控單元，主要是為監控系統的協(xié)調服務(wù)，還會(huì )為外界提供通信接口。其功能如下：針對運行參數進(jìn)行對應采集、存儲與分析，且直接生成運行日志；設置發(fā)射機開(kāi)關(guān)機、參數及激勵器的切換；帶有精密儀器功能，可以將MER、IM等參數精準顯示出來(lái)；有故障保護與報警處理；能夠實(shí)現人機交互。通過(guò)系統時(shí)鐘、存儲器、輸入通道、接口等相應配置，在遠端可以針對發(fā)射機實(shí)現對應的在線(xiàn)維護與監控處理。系統控制器主要是選擇的109×65 字符型觸摸屏，可以滿(mǎn)足狀態(tài)的直觀(guān)顯示，且操作非常簡(jiǎn)單?？刂颇Ｊ浇缑姘镜嘏c遠端兩個(gè)方面，可以實(shí)現點(diǎn)擊切換處理；在主頁(yè)界面，可以實(shí)現開(kāi)關(guān)機的操作，也可以手動(dòng)切換處理，觀(guān)察反射功率、駐波比、吸收功率、輸出功率等參數，以便檢查電流、電壓、功率、溫度等參數；配置界面主要包含時(shí)間、網(wǎng)絡(luò )、功放參數、重啟參數、激勵器等對應選項按鍵，通過(guò)按鍵選擇方式可以實(shí)現對應設置。

1.6 發(fā)射機防雷保護系統

發(fā)射機設有完善的防雷保護系統，采用多種防雷保護措施，防止從電源線(xiàn)及天饋線(xiàn)引入雷電。電源線(xiàn)防雷主要包含三重功能，首先將防雷器置于電源輸入端，以滿(mǎn)足大部分雷電浪涌的吸收；在每一個(gè)電源模塊的輸入端都有壓敏電阻，再一次進(jìn)行吸收；信號線(xiàn)端口選擇快速泄放二極管吸收雷電及對應的電脈沖沖擊。射頻防雷主要包含以下功能，輸出濾波器帶有短路節，將天饋線(xiàn)引入雷電通過(guò)短路節直接泄放到地面；每個(gè)功放輸出端都有隔離器，能夠直接利用隔離器將信號引入吸收負載，避免對功放帶來(lái)?yè)p害。

1.7 發(fā)射機風(fēng)冷系統

發(fā)射機的風(fēng)冷系統非常完善，利用變頻控制技術(shù)實(shí)現對風(fēng)機的有效控制，根據條件（溫度）變速運行，通過(guò)改變風(fēng)機的輸入頻率來(lái)改變風(fēng)機轉速，達到調節空氣流量的目的，既滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝變化要求，又節能省電。風(fēng)機風(fēng)量與轉速及電機功率相關(guān)，當風(fēng)量減少風(fēng)機轉速下降時(shí)，會(huì )快速降低電動(dòng)機輸入功能，如降低到80%風(fēng)量時(shí)，其對應的轉速也會(huì )降低到80%，而相應的軸功率則只有額定功率的51%；當風(fēng)量降低到50% 時(shí)，轉速也會(huì )處于50%，但軸功率則只有原本的20%。

2   日常維護

2.1 機房除塵、除濕與環(huán)境溫度控制。定期給發(fā)射機除塵，以免散熱部件灰塵堆積過(guò)多及散熱通道堵塞，引起過(guò)溫保護和溫度過(guò)高，加快元器件老化；濕度較大時(shí)，特別是夏季要用干燥劑護住無(wú)源器件連接處；機房安裝大匹數空調，溫度控制在18~22 ℃。

2.2 發(fā)射機性能測試。針對發(fā)射機的工作性能參數需要定期進(jìn)行監測，及時(shí)調整天饋駐波比、帶肩比、實(shí)際功率、偏離正常的功能參數，這一部分指標不僅會(huì )對發(fā)射機的正常工作產(chǎn)生影響，同時(shí)對實(shí)際的覆蓋區域也會(huì )帶來(lái)直接影響。

2.3 定期加固各連接電纜，特別在遭遇雨雪天氣與強風(fēng)之后，需要檢測天線(xiàn)。

2.4 定期檢查接地的可靠性，天線(xiàn)和交流供電設備的防雷措施應安全有效。

2.5 值班員應該對定向耦合器、發(fā)射機合成器等表面是否存在異常升溫的情況進(jìn)行了解與分析。一般表面溫度比發(fā)射機周?chē)鷾囟雀?0 ℃以下為正常。

3   故障檢修與排除

3.1 發(fā)射機開(kāi)機后，電源告警指示燈亮。

故障排除：關(guān)閉電源，改變三相電（紅·綠·黃）中任意兩項的連接位置。

3.2 發(fā)射機反射功率過(guò)大報警。

故障排除1：檢查耦合器PR 口到控制單元REFL口是否能夠相互正常連接。故障排除2：檢查激勵器的輸出頻率。故障排除3：檢查發(fā)射機輸出饋管及帶通濾波器溫度，確認連接正常。故障排除4：檢查天線(xiàn)駐波比。

3.3 發(fā)射機過(guò)載保護。

●   故障排除1：檢查天線(xiàn)駐波是否過(guò)大，正常1.1，不能大于1.5。

●   故障排除2：檢查饋線(xiàn)是否進(jìn)水、銹蝕現象，造成反射過(guò)大。

● 故障排除3：檢查發(fā)射機到饋線(xiàn)、饋線(xiàn)到天線(xiàn)的射頻頭是否有接觸不良。

3.4 總控與功放通信異常。

●   故障排除1：檢查RS_485 線(xiàn)連接是否良好。

●   故障排除2：檢查功放ID 設置是否正確。

●   故障排除3：更換功放模塊。

3.5 發(fā)射機無(wú)輸出。

●   故障排除1：確認已經(jīng)打開(kāi)了發(fā)射機，確認激勵器射頻輸出正常。

●   故障排除2：檢查激勵器射頻輸出線(xiàn)是否有損壞或松動(dòng)。

●   故障排除3：檢查耦合器PF 口到控制單元FWD口的實(shí)際連接，如果存在松動(dòng)的問(wèn)題，需重新連接。

3.6 發(fā)射機無(wú)法開(kāi)機。

●   故障排除1：檢查發(fā)射機數據線(xiàn)是否已經(jīng)正常連接。

●   故障排除2：檢查主控單元是否出現死機狀態(tài)。

●   故障排除3：檢查供電是否正常。

3.7 功放溫度過(guò)高報警。

故障排除1：檢查風(fēng)機工作情況。

故障排除2：檢查風(fēng)道是否出現堵塞。

故障排除3：檢查環(huán)境溫度是否已經(jīng)超出發(fā)射機允許的工作溫度規定值。

3.8 發(fā)射機輸出功率過(guò)大報警。

●   故障排除1：仔細檢查各功放模塊輸出功率和電流。

●   故障排除2：當功率和電流都處于正常狀態(tài)，則需要檢查耦合器PF 口到控制單元FWD 口連接狀態(tài)；如果電流偏大，需要將自動(dòng)增益控制直接關(guān)閉，并調整激勵器輸出功率，然后進(jìn)行AGC 啟動(dòng)。

4   結束語(yǔ)

地面數字電視發(fā)射機的模塊化設計提高了整機運行質(zhì)量，給維修帶來(lái)極大的方便。在運維中，要重視和加強對數字電視技術(shù)的學(xué)習，不斷積累維護經(jīng)驗，有針對性進(jìn)行預檢預防，確保地面數字電視節目高質(zhì)量傳輸。

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（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年8月期）