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          1kW地面數字電視發射機AW-DT1K-I技術特點及維護檢修

          作者:常利明(山西省臨縣融媒體中心,山西 臨縣 033200)時間:2021-09-08來源:電子產品世界收藏
          編者按:數字電視具有圖像清晰、無噪聲、無重影等特點,對電視技術產生了革命性的變化。近幾年,隨著中央廣播電視節目無線數字化覆蓋工程的實施,地面數字電視發射機在全國得到了普及。通過對AW-DT1K-I發射機的功能和特點分析,提出了一些對發射機維護檢修的措施。

          伴隨著科學技術的不斷發展,推動數字信號傳輸技術的進步,使我國廣播電視行業邁上全新的臺階,原本的模擬逐漸被數字所替代。我縣于2017 年正式實施無線數字化覆蓋工程,通過AW-DTIK1K 以單頻網轉播中央1、2、10、12、13、14、15、17,因為發射機的安裝與使用,使電視節目的傳輸容量得到進一步增加,且電視信號的傳輸質量得到進一步提升,從而提高了發射機本身的穩定性。文章以AW-DT1K-I 發射機為例,介紹了1KW 數字電視發射機的功能特性和[1-3]。

          本文引用地址:http://www.ctn26.com/article/202109/428114.htm

          1   AW-DTIK 1KW數字電視發射機技術特點

          作為全固態風冷發射機,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控制器之后可以滿足雙激勵的切換。發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、電路簡單、工作穩定,可以滿足長時間持續工作的實際要求。當TS 流信號輸送到激勵器后,其發射頻道對應的電視信號就會直接送入功率分配器,經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行功率放大,然后再送入功率合成器,在實現功率合成后,通過帶通濾波器與定向耦合器實現對應射頻數字電視功率信號的輸出,之后經過天饋線系統向預定區域進行功率發射,從而完成無線覆蓋。

          1.1 GPS/北斗雙模授時器

          配有GPS 系統和北斗系統,可以滿足時間信息和定時信號功能的設置,這樣就提供了同步時鐘來服務地面數字電視的覆蓋單頻網傳播,其系統的可靠性得到進一步的提升,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題,但是依舊可以確保輸出監控信號的高精度要求,能夠滿足10 MHz 頻率信號以及1 pps 時間信號。

          1.2 CTTB數字激勵器

          激勵器是數字電視發射機的主要設備和中心部件。衛星接收機送來的TS 流信號分兩路輸入兩個激勵器,激勵器輸入的TS 流經進過信道編碼、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, 對于網絡模式,其本身主要是支持單頻網與多頻網,能夠實施檢測發射頻譜與發射信噪比,同時通過高效能補償器的設置,利用新一代自適應預失真算法,就可以滿足自適應的補償要求,當外界環境出現變化的時候,依舊可以滿足高穩定工作狀態的要求。利用系統控制器來自動的切換雙激勵器,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,它是目前市場上功能最強大的LDMOS 數字電視廣播發射機晶體管,支持(450~866)MHz 超高頻帶數字電視信號,漏極效率高達50%。每個功率放大器都有6 只功放管,包含2 個功放單元,12 個功放管。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扇模組進行冷卻,開展數字化監控,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,同時也能夠實現運算與故障報警,一旦有過激勵、過熱、過載等任何過負荷現象,都會實現自動保護。在發射機中,功率放大器主要是實現對主機性能與功率輸出能力的決定,數字發射機的功率放大器在穩定性、動態性、功放余量等方面都具有優良特性。功放單元通過RS485 接口與系統控制器實現通信。

          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。發射機的功率分配/ 合成器采用90 度功率合成技術,主要特性包括相位關系相互一致、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、分配合成容易實現、體積小,使用簡單,方便。帶通濾波器的主要功能是對發射機內外部無用射頻信號直接消除,以避免雜散射頻功率對發射機實際播出產生影響,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,其本身關聯到耦合頭的實際插入深度以及耦合環平行到饋管內導線軸線相應的夾角。

          1.5 系統控制器

          系統控制器是發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調服務,還會為外界提供通信接口。其功能如下:針對運行參數進行對應采集、存儲與分析,且直接生成運行日志;設置發射機開關機、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;有故障保護與報警處理;能夠實現人機交互。通過系統時鐘、存儲器、輸入通道、接口等相應配置,在遠端可以針對發射機實現對應的在線維護與監控處理。系統控制器主要是選擇的109×65 字符型觸摸屏,可以滿足狀態的直觀顯示,且操作非常簡單??刂颇J浇缑姘镜嘏c遠端兩個方面,可以實現點擊切換處理;在主頁界面,可以實現開關機的操作,也可以手動切換處理,觀察反射功率、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間、網絡、功放參數、重啟參數、激勵器等對應選項按鍵,通過按鍵選擇方式可以實現對應設置。

          1.6 發射機防雷保護系統

          發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;在每一個電源模塊的輸入端都有壓敏電阻,再一次進行吸收;信號線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,將天饋線引入雷電通過短路節直接泄放到地面;每個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,避免對功放帶來損害。

          1.7 發射機風冷系統

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

          2   日常維護

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

          2.2 發射機性能測試。針對發射機的工作性能參數需要定期進行監測,及時調整天饋駐波比、帶肩比、實際功率、偏離正常的功能參數,這一部分指標不僅會對發射機的正常工作產生影響,同時對實際的覆蓋區域也會帶來直接影響。

          2.3 定期加固各連接電纜,特別在遭遇雨雪天氣與強風之后,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、發射機合成器等表面是否存在異常升溫的情況進行了解與分析。一般表面溫度比發射機周圍溫度高10 ℃以下為正常。

          3   故障與排除

          3.1 發射機開機后,電源告警指示燈亮。

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

          3.2 發射機反射功率過大報警。

          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:檢查天線駐波比。

          3.3 發射機過載保護。

          ●   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:檢查饋線是否進水、銹蝕現象,造成反射過大。

          ● 故障排除3:檢查發射機到饋線、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 設置是否正確。

          ●   故障排除3:更換功放模塊。

          3.5 發射機無輸出。

          ●   故障排除1:確認已經打開了發射機,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是否有損壞或松動。

          ●   故障排除3:檢查耦合器PF 口到控制單元FWD口的實際連接,如果存在松動的問題,需重新連接。

          3.6 發射機無法開機。

          ●   故障排除1:檢查發射機數據線是否已經正常連接。

          ●   故障排除2:檢查主控單元是否出現死機狀態。

          ●   故障排除3:檢查供電是否正常。

          3.7 功放溫度過高報警。

          故障排除1:檢查風機工作情況。

          故障排除2:檢查風道是否出現堵塞。

          故障排除3:檢查環境溫度是否已經超出發射機允許的工作溫度規定值。

          3.8 發射機輸出功率過大報警。

          ●   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,則需要檢查耦合器PF 口到控制單元FWD 口連接狀態;如果電流偏大,需要將自動增益控制直接關閉,并調整激勵器輸出功率,然后進行AGC 啟動。

          4   結束語

          地面數字電視發射機的模塊化設計提高了整機運行質量,給維修帶來極大的方便。在運維中,要重視和加強對數字電視技術的學習,不斷積累維護經驗,有針對性進行預檢預防,確保地面數字電視節目高質量傳輸。

          參考文獻:

          [1] 蘇州全波通信技術有限公司.單頻網發射機及網絡優化資料[Z].2016.

          [2] 劉江華.1kW地面數字電視發射機技術特點及日常維護簡[J].中國有線電視,2016(8):984-986.

          [3] 金雁龍.地面數字電視發射機維護與[J].西部廣播電視,2017(13):203-204.

          (本文來源于《電子產品世界》雜志2021年8月期)



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