全固态模拟电视发射机数字化改造难点浅析
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VWM v  idto  tnginttring n  广播与传输-------------------------------D roadcasting  & transmission 文献引用格式：黄岳华.全固态模拟电视发射机数字化改造难点浅析[J].电视技术，2022, 46(4):119-121.
HUANG  Y  H.Analysis  of  difficulties  in  digital  transformation  of  all —solid —state  analog  TV  transmitter[J]-Video  Engineering , 2022,46(4):119-121.
中图分类号：TN94&14 文献标识码：A  DOI ： 10. 16280/j. videoe. 2022. 04. 029
全固态模拟电视发射机数字化改造难点浅析
黄岳华
（珠海广播电视发射台，广东 珠海519000）
摘要：随着广播电视播出系统全面数字化，地面数字电视广播逐步实现全覆盖，传统全固态模拟电视发射机已被淘汰。部分 发射机生产厂家在设计上具有前瞻性，在激励器、监测监控系统、电源管理系统等环节预留了数字化升级的空间。因此，对使 用年限较少的全固态模拟电视发射机进行数字化升级改造，在发射机的稳定性、经济效益可观性等方面具有重要意义。为此， 主要针对发射机在数字化改造过程中遇到的难点，提出具体实施措施。
关键词：地面数字电视发射机；数字化改造；自适应校正
Analysis  of  Difficulties  in  Digital  Transformation  of  All-Solid-State  Analog  TV  Transmitter
HUANG  Yuehua
(Zhuhai  Radio  and  Television  Transmitting  Station, Zhuhai  519000, China)
Abstract ： With  the  full  digitization  of  radio  and  television  broadcasting  systems, terrestrial  digital  television  broadcasting  has  gradually  achieved  full  coverage, and  traditional  all-solid-state  analog  television  transmitters  have  been  eliminated. Some  transmitter  manufacturers  are  forward-looking  in  design, and  have  reserved  space  for  digital  upgrades  in  exciters, monitoring  systems, and  power management  systems. Therefore, the  digital  upgrade  and  transformation  of  the  all-solid-state  analog  TV  transmitter  with  little  service  time  is  of  great  significance  in  terms  of  the  stability  of  the  transmitter  and  the  observability  of  economic  benefits. Therefore, this  paper  mainly  puts  forward  specific  implementation  measures  for  the  difficulties  encountered  in  the  digital  transformation  of  the  transmitter. Keywords ： terrestrial  digital  TV  transmitter; digital  transformation; adaptive  correction
0引言在珠海广播电视发射台已被淘汰停用的模拟
电视发射机当中，有多台发射机的使用年限较少, 而且工作状态仍很稳定。生产厂家进行设计时，具 有前瞻性地在发射机各系统不同程度地预留了数字 化升级改造的空间。本文结合模拟电视发射机数 字化升级改造项目，对数字化改造过程中的信号设 置、线性及非线性调校、功率校正等问题进行逐一 阐述。电视节目播控中心将各数字电视节目信号根 据所采用的广播发射标准进行综合编码，编码后的ASI 节目流信号被传送到发射机数字激励器输入
端“。信号处理和放大过程如图1所示。
1模拟发射机数字化中的主要问题全固态模拟电视发射机主要由主控单元、配电 控制单元、冷却系统、激励器、功率放大器以及无源 组件（功率分配器、功率合成器、陷波式带通滤波器） 等组成。信号处理电路包括音频和视频中频调制 器、DG/DP 校正、时延校正、互调校正、上变频调 制、本振频率锁相控制以及末级功率放大等电路3'
下面结合数字电视传输发射的特点对模拟电视发射 机各组成部分数字化升级的可行性进行剖析。作者简介：黄岳华（1965-），男，本科，工程师，研究方向为广播电视发射覆盖。
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广播与传输
ROADCASTING  & TRANSMISSION -------------------------------------------------------------------------------II B IF  ideo  ^nginttrittg
图1地面数字电视发射系统
1.1管理系统的兼容性
最新一代模拟发射机的监测控制系统从最初
的人机对话模式，只能提供状态数据查询和故障信 息显示，到后来通过升级更新软、硬件，增加信息处 理模块，提供兼容的对外通信端口，基本实现远程/ 本地“遥测、遥控”操作功能。通过升级监控系统管 理软件，完善数据总线的管理功能，增加智能化的管
理模式，支持发射机多种工作模式转换，整机管理系 统则基本适应数字电视多制式标准管理的要求14]o  1.2激励器的兼容性
激励器改造是数字化升级的重中之重。现场 可编程逻辑门阵列(Field  Programmable  Gate  Array,
FPGA  )编码调制器在更多环节上为激励器模拟信 号的数字化处理提供了理想平台，模拟激励器在此 基础上再引入A/D 模数输入转换通道后，模拟信 号可编码成基带形式，使微分增益和微分相位失真 (DG/DP )、时延、互调校正等均可以数码形式处 理叫生产厂商若在设计上具有前瞻性地提前预置 数字信号处理的专用电路，如实时自适应校正电路、 信道编码系统等，则升级后即为校完整的数字激励 器系统。1.3电源模块的独立性
全固态模拟发射机的工作电源已实现低压化、
模块化，各环节的电源管理越来越独立。智能化的 管理系统将电源状态参数、报警信息、保护控制信 息、功率控制信息通过通用的通信端口，经数据总 线上传至整机控制系统，方便远程/本地模式下对 模块遥控、遥测电源工作及数据问。为功率放大模 块提供一对一的服务模式，也正符合数字电视发射
机数字化所需条件。1.4功率输出通道的差异
模拟电视信号频谱具有带外离散性，发射覆盖 时，辐射能量主要集中在音、视频载波和副载波 三个主要点上，而数字电视信号的发射频谱是连续 的，辐射能量是均衡的。原模拟发射使用的残留边 带陷波式输出滤波器不能留用，输出滤波
器需更换 为椭圆函数带通滤波器并按发射频率进行调试，邻 频道功率比(ACPR  )性能达标方能使用，此为发射
机输岀部分数字化改造的重点。2哈里斯UAX 电视发射机的功能与优点
发射机主要由低功率单元LPU  (包含激励器、 系统控制和基本放大器)及末级功率放大器组两大
部分构成。发射机激励器可以工作在数字或模拟模 式，具有多路数字信号输入选择和多路模数转换电 路输入选择。在数字模式下，采用FPGA 编码调制 系统对数字信号进行编码、校正、调制等处理，提前 并独立预置了数字线性与非线性预校正实时自适应
校正(RTAC  )电路。通过调制软件升级，并从数字 端口输入节目数字信号，即可升级为完整的数字激 励器。功率放大模块使用了具有LDMOS 工艺技术 的RF 功率放大晶体管MRF6VP3450H，该功率放大 管增益高，具有高瞬时峰值功率和较平滑的放大特
性曲线，放大多载波数字射频信号时失真较小。电 源管理方面，应用power  smart 技术对电源系统进行 智能化管理，改善了放大电路的功耗，提高了电源 系统的可靠性和稳定性。3发射机数字化升级改造数字化升级工作主要包括硬件和软件两方面
的改造。下面以DS44单频网的改造为例进行分析。 3.1硬件方面的改造
风冷系统为全固态设计，已经分散到各环节 进行独立管理和工作，因而可以全部留用。激励120 《电视技术》第46卷第4期(总第557
期)
广播与传输
ROADCASTING&TRANSMISSION w idto^nginttring
设置主页
器、功放箱等硬件基于哈里斯发射机在信号处理、放大器特性等方面的兼容性也无需变动，只需增加多节目信号源切换中心输出到所改造发射机的ASI输入信号连线，更换输出滤波器，增加RTAC射频取样点，调整正反向功率耦合比。其中，对于带通式输出滤波器，要求厂家按DS44频道地面数字电视单频网技术指标提前调校完成并现场安装。DS44为单频网发射广播，需配备接入GPS同步信号(10MHz、lpps信号)。可在发射机端口接入或在多节目信道编码中心加入。下面重点介绍软件改造方面的工作。
3.2软件升级
通过LPU前部RJ-45以太网接口将计算机连接到发射机，登录原模拟发射机主页并导入升级软件。软件升级后，在新的管理界面进行相关的设置。主界面选软键“Service”进入并进行发射频道名称、发射机类型、系统时间、功率输出管理等设置，包括设置标称功率(Nominal Power Output)、额定功率(Max Fwd Power)以及正向功率阀值(Fwd Pwr Thrshld)(输出
功率低于此值时系统认为欠功率，功率显示条为黄)等。
3.3DTMB及RTAC设置
主界面软键“Exciter”-+“DTMB Modulator"进行输入选择(主输入为ASI1)、发射网络选择(选单频网SFN)以及DTMB调制参数选择等设置。按照中央地面数字电视节目提供的信道编码模式对输出带宽、载波类型(选Multi即为选择COFDM多载波调制)、保护间隔(Guard Interval)、子载波调制方式(Constellation)、LDPC Rate、时间交织器(Time interleaver)等主要参数进行设置，同时Bit rate Adaptation选Disable，因为单频网时需禁用，其他参数按相关要求进行设置。另外，在RTAC设置界面中(软键绿高亮即为选中)，Linear(线性)选Stored(存储)，Nonlinear(非线性)选Adapt(自适应)o着重说明一下RTAC Setup,Linear选Stored 而Nonlinear选Adapt是针对发射机需要长期工作，线性校正选择Stored的优点在于能够提高处理器工作效率，避免长期处于校正运算状态，耗费系统资源。保存校正设置的步骤为：保证发射机在100%功率上正常工作，线性及非线性校正器处于自适应状态，经过短时间工作后，显示一次或多次校正成功，按Hold键使自适应过程处于稳定，然后选Save 键储存状态数据，供“stored”模式调用。线性校正是调用储存数据模式，界面中不显示校正成功次数，而非线性是实时校正，故显示校正成功次数。
3.4功率校正
最后一项重要工作是输出功率校正。校正的意义首先是模拟与数字输出功率的定义不同，模拟电视输出功率定义是同步顶功率，而数字电视是平均功率；其次是因为某些放大模块需调整放大器静态偏置，选择线性放大区域以适应数字射频
放大对线性的要求。更重要的一点是，数字电视发射机控制系统需要末级放大器在不同功率点的多个工作状态参数作为参考基准保存，来管理和随时调整末级放大器的工作。具体方法是：发射机连接标准负载，配备功率计显示功率(平均功率值)，调节功率，由0到额定值之间选择多个功率点，观察发射机与功率计显示的功率数值，调整系统校正电路使两者相符。
至此，数字化升级工作全部完成，经测试，各指标均合乎要求，其中主要技术指标带肩比W-36dB。
5结语
在进入数字时代的广播电视发射业务中，对节目内容的各种复用、解码，多种形式的安全播岀监控，均需投入大量资金、设备，经费缺口极大，由此更突出了数字化升级改造的重要性。通过本升级项目的介绍，期望相关人员对地面数字电视发射系统能够更加了解，对数字化升级技术理解更加透彻，能够在节省资源、充分利用国有资产方面成就更突出。
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编辑：张玉聪《电视技术》第46卷第4期(总第557期)121

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