数字电视发射机技术概况分析

摘　要：笔者从数字电视发射机的发展概况，主要部件及特点，衡量数字电视发射机技术性能的主要技术参数，发展前景及我国数字电视发射机存在的问题等几方面对数字电视发射机技术进行分析。

关键词：数字电视； 发射机； 广播电视

　　随着人类社会步入信息化时代，中国广播电视也逐步步入数字化时代。广播电视节目将实现从制作到播出过程的全方位数字化。广播电视未来的发展趋势是信息化、网络化、数字化。数字电视发射机是信号发射最基础的环节，它是电视发射机未来发展的必然趋势。我们充分认识与了解这些技术对中国电视技术和现代工业的发展均具有极为重要的战略意义。
1 数字电视发射机的发展概况分析
1.1 数字电视发射机的标准
　　目前国际上主要采用的电视发射机的标准包括：美国制定的ATSC标准，日本制定的ISDB-T标准以及欧洲制定的DVB-T标准。美国制定的ATSC标准选用的是8VSB编码调制技术，主要特点是单载波调制，传输过程中码率固定，传输的覆盖率比较高。ISDB-T标准和DVB-T标准均采用COFDM调制技术，主要特点是多载波调制，可以消除多径反射，用于移动接收。以上三种标准的视频编码均选用MPEG-2标准[1]，但是音频编码有所差异，美国以AC-3为标准，日本以AAC为标准，DVB以MPEG-2为标准。
1.2 数字电视发射机的机型
　　现在国内外主要采用数字电视发射机的机型有：感应输出管的I.O.T发射机，采用双向四极管的单电子管发射机，以及全固态发射机[1]。其中，采用双向四极管的单电子管发射机在效率、输出能力，线性等方面都优于双极管型的发射机。I.O.T发射机的特点是线性较好，非线性校正也较容易实现，效率高，主要用于高功率电视发射机。全固态发射机的主要特点是寿命长，可靠性与可维护性高，但是目前价格较高，效率较低而且线性较差。但是，中功率的全固态发射机仍具有很强的竞争力。
2 数字电视发射机的主要部件及特点
2.1 激励器
　　激励器的主要功能是对视频，音频进行编码并对数字信号进行预校正。它是发射机最重要的部分。目前，研发激励器所适用的中频率预校正电路是我国在发射机领域的研究重点。中频率预校正电路越来越趋向使用自适应校正技术。自适应校正技术就是令发射机在没有人工控制的前提下，在刚开机启动的几分钟内迅速自动调整到性能最佳状态。激励器数字化将使操作简单，调试维护方便，便于集中控制。
2.2 功率放大器
　　功放电源处于功放模块内部，以保障良好的工作电平，避免电源故障的发生。功率放大器必须具有很高的功率效益。这要求功率放大器具备线性高，动态范围宽的特点。功率放大器一般使用 LDMOS技术。采用LDMOS技术相对于其他技术在相同的输出功率下所需的器件最少。LDMOS技术能使发射机在反射功率较高的环境下工作，而且对LDMOS设备无损坏。同时，LDMOS技术也具备很高的温度性能，可以有效避免热量耗散带来的影响。
2.3 冷却系统
　　发射机冷却系统一般有风冷系统和液冷系统。液冷系统采用防冻液或者乙醇和水混合物作为防冻剂，它的传导速率远远大于风的传导速率。风冷系统价格较低，但是由于空气质量的原因，过滤材料中极易沉淀灰尘。冷却系统还能降低运行噪音，改善机房环境。
2.4 微机控制，远程遥控与自我诊断系统
　　微处理器能够实时监控发射机的运行情况，并能为发射机的各个重要组件提供有用的信息。远程遥控系统可以使客户通过网络监控设备。自我诊断系统可以帮助用户较为轻松检测到发生故障的部位，从而是维修难度大大降低。
3 衡量数字电视发射机技术性能的主要技术参数
  数字电视发射机的输出功率，一般指平均功率及其变化值。发射机的射频频谱特性，其主要包括以下几个方面：1）发射机射频的邻频道重叠部分相互影响而失真，一般要求控制在±4.3MHz；2）射频在频谱有效带宽范围内的波动情况及波动范围，一般要求控制在±8MHz；3）发射机射频的相邻频道可能会相互抑制；4）发射机射频可能产生二次谐波等。若采用8VSB传输模式，则必须测试有效带宽范围内的信杂比。若采用COFDM传输模式，则必须测试RS在解码前在降低的噪声分贝数。频率的稳定度和相位噪声容限。电视发射机必须规定其所适用的电视制式、工作有效带宽、调制方式、工作频道等。发射机需要标明输入码流，一般指MPEG-2TS流的输入接口形式，中频的中心频率，中频的电平及接口形式等。
4 数字电视发射机的发展前景
　　数字电视发射器将面向自动化，全固态化方向发展。由于发射机逐步向大功率的方向发展，但是调速管和四级管等器件在一定程度上限制且阻碍大功率发射机的进展，而全固态发射机从理论上讲其输出可以任意增加，因此全固态发射机比其他发射机拥有更广阔的市场竞争力；全固态发射机由于设计冗余，可靠性极高，可以实现自动开关机及远程遥控等功能，发射台也不再需要工人值班。日本，欧美等国家几年前就已经实现发射台的无人值班。目前各大发射机厂家普遍选用单片机控制，并且配有自动监控与自动控制功能。目前，数字电视发射机的自动化功能也越趋完善。目前，中国大部分发射台建在高山顶部，条件很恶劣，为改善工作人员的生活工作条件，发展全固态发射机将是发射机发展的必然趋势。
　　另外，数字电视发射机具有设备稳定，低耗能，传输质量高，维修维护操作简单等优势。故发射机性能工作稳定性高，可靠性好，故障低、效率高、小型化、寿命长，自动化程度高也将是数字电视发射机未来发展的必然趋势。
5 我国数字电视发射机存在的问题
5.1 我国发射机制式不统一
　　中国数字电视发射机的开发研制开始于1996年。目前中国发射机制式主要有清华大学的多载波技术 DMB-T 制系统（数字多媒体广播）和上海交通大学的着手研发的单载波技术ADTB-T系统（高级数字电视地面广播）。[2]DMB-T系统是基于日本和欧洲技术基础上开发研究的多载波技术。ADTB-T系统是上海交通大学在美国的ATSC基础上开发研制的单载波技术。经过多年的研究之后，研究人员都期待数字电视国家标准的出台，希望自己的制式被采用。
5.2 发射机传输信号的安全性
     中国的广播电视对人们的思想，生活有着重要的影响。它是联系党和人民关系的纽带，是党和政府政策公开的喉舌。因此必须防止不法分子，邪教阻止等的破坏。数字电视广播系统必须加强安全性措施。除了才用CA（条件接收）外，还应该研究在发射机的合适位置添加智 能模块，以实现对信号源的物理加密[3]。这样就可以大大减少非法信号侵入，保证正常的信号传播。
     随着数字技术的发展，广播电视技术发生了革命性的变化，已经成为现代信息产业的一部分。在未来的几十年里，中国数字电视必将取代模拟电视。中国数字电视事业将取得突飞猛进的发展。这对网络业、计算机业、微电子业、广播电视等行业既是机遇又是挑战。数字发射机也将成为电视发射机发展的必然趋势。
参考文献
[1]　杜百川. 数字电视. 中国电子学会广播电视技术，2008(56).
[2]　李栋，余兆明. 地面广播传输中的多载波调制方案. 电视技术, 2006(18).
[3]  张万书. 数字调制信息的测量方法. 电视技术, 2002，(8)：91.