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

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)數(shù)字信號(hào)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(tái)階，原本的模擬發(fā)射機(jī)逐漸被數(shù)字發(fā)射機(jī)所替代。我縣于2017 年正式實(shí)施無線數(shù)字化覆蓋工程，通過AW-DTIK1K 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)以單頻網(wǎng)轉(zhuǎn)播中央1、2、10、12、13、14、15、17，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/數(shù)字電視">數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的安裝與使用，使電視節(jié)目的傳輸容量得到進(jìn)一步增加，且電視信號(hào)的傳輸質(zhì)量得到進(jìn)一步提升，從而提高了發(fā)射機(jī)本身的穩(wěn)定性。文章以AW-DT1K-I 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)為例，介紹了1KW 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的功能特性和維護(hù)檢修^[1-3]。

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

作為全固態(tài)風(fēng)冷發(fā)射機(jī)，其前級(jí)包含2 臺(tái)數(shù)字電視激勵(lì)器，并且相互屬于主備。其輸出的射頻信號(hào)在通過控制器之后可以滿足雙激勵(lì)的切換。發(fā)射機(jī)本身則是基于模塊化設(shè)計(jì)要求，由系統(tǒng)控制器、切換器、數(shù)據(jù)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、電路簡單、工作穩(wěn)定，可以滿足長時(shí)間持續(xù)工作的實(shí)際要求。當(dāng)TS 流信號(hào)輸送到激勵(lì)器后，其發(fā)射頻道對(duì)應(yīng)的電視信號(hào)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(jí)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(xiàn)功率合成后，通過帶通濾波器與定向耦合器實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)射頻數(shù)字電視功率信號(hào)的輸出，之后經(jīng)過天饋線系統(tǒng)向預(yù)定區(qū)域進(jìn)行功率發(fā)射，從而完成無線覆蓋。

1.1 GPS/北斗雙模授時(shí)器

配有GPS 系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)，可以滿足時(shí)間信息和定時(shí)信號(hào)功能的設(shè)置，這樣就提供了同步時(shí)鐘來服務(wù)地面數(shù)字電視的覆蓋單頻網(wǎng)傳播，其系統(tǒng)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(hù)的功效能，重新安裝和重新加電后不需要設(shè)置就能正常工作；帶有授守時(shí)的基本功能，當(dāng)GPS 系統(tǒng)或者是北斗系統(tǒng)將高穩(wěn)恒溫晶振伺服鎖定之后，就算是出現(xiàn)了信號(hào)中斷的問題，但是依舊可以確保輸出監(jiān)控信號(hào)的高精度要求，能夠滿足10 MHz 頻率信號(hào)以及1 pps 時(shí)間信號(hào)。

1.2 CTTB數(shù)字激勵(lì)器

激勵(lì)器是數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的主要設(shè)備和中心部件。衛(wèi)星接收機(jī)送來的TS 流信號(hào)分兩路輸入兩個(gè)激勵(lì)器，激勵(lì)器輸入的TS 流經(jīng)進(jìn)過信道編碼、基帶處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換、頻率合成、射頻輸出放大。激勵(lì)器星座映射方式有4QAM-NR、4QAM、16QAM、32QAM、64QAM， 對(duì)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?qū)嵤z測發(fā)射頻譜與發(fā)射信噪比，同時(shí)通過高效能補(bǔ)償器的設(shè)置，利用新一代自適應(yīng)預(yù)失真算法，就可以滿足自適應(yīng)的補(bǔ)償要求，當(dāng)外界環(huán)境出現(xiàn)變化的時(shí)候，依舊可以滿足高穩(wěn)定工作狀態(tài)的要求。利用系統(tǒng)控制器來自動(dòng)的切換雙激勵(lì)器，然后直接利用功率分配器將激勵(lì)器輸出信號(hào)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(shù)字功放

功率放大器采用恩智浦半導(dǎo)體的LDMOS 超高頻（UHF）射頻功率晶體管BLF888B，它是目前市場上功能最強(qiáng)大的LDMOS 數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)晶體管，支持（450~866）MHz 超高頻帶數(shù)字電視信號(hào)，漏極效率高達(dá)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(duì)單一功率放大器，其輸出功率可以達(dá)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(dú)立風(fēng)扇模組進(jìn)行冷卻，開展數(shù)字化監(jiān)控，要求將CPU 監(jiān)控板直接裝在功放模塊中，以此滿足本單元反射功率、輸出功率、工作電壓、工作電流對(duì)應(yīng)的采集，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)算與故障報(bào)警，一旦有過激勵(lì)、過熱、過載等任何過負(fù)荷現(xiàn)象，都會(huì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)保護(hù)。在發(fā)射機(jī)中，功率放大器主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)性能與功率輸出能力的決定，數(shù)字發(fā)射機(jī)的功率放大器在穩(wěn)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RS485 接口與系統(tǒng)控制器實(shí)現(xiàn)通信。

1.4 無源部件

無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(jī)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(xiàn)、體積小，使用簡單，維護(hù)方便。帶通濾波器的主要功能是對(duì)發(fā)射機(jī)內(nèi)外部無用射頻信號(hào)直接消除，以避免雜散射頻功率對(duì)發(fā)射機(jī)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(qiáng)、帶肩陡峭、帶內(nèi)插入、實(shí)際損耗小，可以讓其輸出頻譜與國標(biāo)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(nèi)導(dǎo)線軸線相應(yīng)的夾角。

1.5 系統(tǒng)控制器

系統(tǒng)控制器是發(fā)射機(jī)監(jiān)控子系統(tǒng)中的中心監(jiān)控單元，主要是為監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)服務(wù)，還會(huì)為外界提供通信接口。其功能如下：針對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行對(duì)應(yīng)采集、存儲(chǔ)與分析，且直接生成運(yùn)行日志；設(shè)置發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)、參數(shù)及激勵(lì)器的切換；帶有精密儀器功能，可以將MER、IM等參數(shù)精準(zhǔn)顯示出來；有故障保護(hù)與報(bào)警處理；能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)交互。通過系統(tǒng)時(shí)鐘、存儲(chǔ)器、輸入通道、接口等相應(yīng)配置，在遠(yuǎn)端可以針對(duì)發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的在線維護(hù)與監(jiān)控處理。系統(tǒng)控制器主要是選擇的109×65 字符型觸摸屏，可以滿足狀態(tài)的直觀顯示，且操作非常簡單?？刂颇Ｊ浇缑姘镜嘏c遠(yuǎn)端兩個(gè)方面，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊切換處理；在主頁界面，可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)的操作，也可以手動(dòng)切換處理，觀察反射功率、駐波比、吸收功率、輸出功率等參數(shù)，以便檢查電流、電壓、功率、溫度等參數(shù)；配置界面主要包含時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)、功放參數(shù)、重啟參數(shù)、激勵(lì)器等對(duì)應(yīng)選項(xiàng)按鍵，通過按鍵選擇方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)設(shè)置。

1.6 發(fā)射機(jī)防雷保護(hù)系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)設(shè)有完善的防雷保護(hù)系統(tǒng)，采用多種防雷保護(hù)措施，防止從電源線及天饋線引入雷電。電源線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(hào)線端口選擇快速泄放二極管吸收雷電及對(duì)應(yīng)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(jié)，將天饋線引入雷電通過短路節(jié)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(hào)引入吸收負(fù)載，避免對(duì)功放帶來損害。

1.7 發(fā)射機(jī)風(fēng)冷系統(tǒng)

發(fā)射機(jī)的風(fēng)冷系統(tǒng)非常完善，利用變頻控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)的有效控制，根據(jù)條件（溫度）變速運(yùn)行，通過改變風(fēng)機(jī)的輸入頻率來改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)空氣流量的目的，既滿足生產(chǎn)工藝變化要求，又節(jié)能省電。風(fēng)機(jī)風(fēng)量與轉(zhuǎn)速及電機(jī)功率相關(guān)，當(dāng)風(fēng)量減少風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時(shí)，會(huì)快速降低電動(dòng)機(jī)輸入功能，如降低到80%風(fēng)量時(shí)，其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速也會(huì)降低到80%，而相應(yīng)的軸功率則只有額定功率的51%；當(dāng)風(fēng)量降低到50% 時(shí)，轉(zhuǎn)速也會(huì)處于50%，但軸功率則只有原本的20%。

2   日常維護(hù)

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

2.2 發(fā)射機(jī)性能測試。針對(duì)發(fā)射機(jī)的工作性能參數(shù)需要定期進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)調(diào)整天饋駐波比、帶肩比、實(shí)際功率、偏離正常的功能參數(shù)，這一部分指標(biāo)不僅會(huì)對(duì)發(fā)射機(jī)的正常工作產(chǎn)生影響，同時(shí)對(duì)實(shí)際的覆蓋區(qū)域也會(huì)帶來直接影響。

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

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

2.5 值班員應(yīng)該對(duì)定向耦合器、發(fā)射機(jī)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(jī)周圍溫度高10 ℃以下為正常。

3   故障檢修與排除

3.1 發(fā)射機(jī)開機(jī)后，電源告警指示燈亮。

故障排除：關(guān)閉電源，改變?nèi)嚯姡t·綠·黃）中任意兩項(xiàng)的連接位置。

3.2 發(fā)射機(jī)反射功率過大報(bào)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(lì)器的輸出頻率。故障排除3：檢查發(fā)射機(jī)輸出饋管及帶通濾波器溫度，確認(rèn)連接正常。故障排除4：檢查天線駐波比。

3.3 發(fā)射機(jī)過載保護(hù)。

●   故障排除1：檢查天線駐波是否過大，正常1.1，不能大于1.5。

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

● 故障排除3：檢查發(fā)射機(jī)到饋線、饋線到天線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 線連接是否良好。

●   故障排除2：檢查功放ID 設(shè)置是否正確。

●   故障排除3：更換功放模塊。

3.5 發(fā)射機(jī)無輸出。

●   故障排除1：確認(rèn)已經(jīng)打開了發(fā)射機(jī)，確認(rèn)激勵(lì)器射頻輸出正常。

●   故障排除2：檢查激勵(lì)器射頻輸出線是否有損壞或松動(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)的問題，需重新連接。

3.6 發(fā)射機(jī)無法開機(jī)。

●   故障排除1：檢查發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)線是否已經(jīng)正常連接。

●   故障排除2：檢查主控單元是否出現(xiàn)死機(jī)狀態(tài)。

●   故障排除3：檢查供電是否正常。

3.7 功放溫度過高報(bào)警。

故障排除1：檢查風(fēng)機(jī)工作情況。

故障排除2：檢查風(fēng)道是否出現(xiàn)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(jī)允許的工作溫度規(guī)定值。

3.8 發(fā)射機(jī)輸出功率過大報(bào)警。

●   故障排除1：仔細(xì)檢查各功放模塊輸出功率和電流。

●   故障排除2：當(dāng)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(diào)整激勵(lì)器輸出功率，然后進(jìn)行AGC 啟動(dòng)。

4   結(jié)束語

地面數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)提高了整機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，給維修帶來極大的方便。在運(yùn)維中，要重視和加強(qiáng)對(duì)數(shù)字電視技術(shù)的學(xué)習(xí)，不斷積累維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，有針對(duì)性進(jìn)行預(yù)檢預(yù)防，確保地面數(shù)字電視節(jié)目高質(zhì)量傳輸。

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（本文來源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年8月期）