數字電視廣播發(fā)射機的發(fā)展趨勢探討論文
摘要：我國的地面數字電視廣播正高速發(fā)展，目前對發(fā)射機的要求除了功能齊全外，對發(fā)射機的成本控制和質量控制也提出了新的挑戰(zhàn)。新形勢下，北京長峰廣播通訊設備有限責任公司設計的3kW數字電視廣播發(fā)射機，具有高穩(wěn)定、高功率密度、高集成度的設計特點，在保證發(fā)射機的產品質量，維護航天品牌的情況下，有效降低了發(fā)射機的各項成本，通過技術優(yōu)勢實現(xiàn)了良好的成本控制。
關鍵詞：數字電視；發(fā)射機；高穩(wěn)定；高密度；高集成度
1、引言
地面數字電視廣播發(fā)射機將逐步取代模擬電視發(fā)射機，我國的地面數字電視廣播也將進入一個高速發(fā)展的階段。從2015年度全國范圍內陸續(xù)進行的招標情況來看，各個招標方主要看各發(fā)射機廠家的功能、指標、服務以及業(yè)績，但是往往是低價中標，這將直接影響發(fā)射機穩(wěn)定性的提高。在保證發(fā)射機質量的前提條件下，如何降低發(fā)射機的成本擺放在了各個發(fā)射機廠家面前。目前，國內發(fā)射機設計能力比較強，但是和國際水平相比仍有很大的差距。盡管我們的發(fā)射機功能并不少，指標并不差，但是在穩(wěn)定性、發(fā)射機的功率密度、集成度等方面還有很大差距。這也就是為什么相當一部分用戶喜歡用進口的發(fā)射機，即使價格高得多。因此，新形勢下，發(fā)射機廠家對數字電視廣播發(fā)射機設計就有了新的設計要求。通過不斷的技術創(chuàng)新，北京長峰廣播通訊設備有限責任公司設計了高功率密度、高集成度、高穩(wěn)定度的地面數字電視廣播發(fā)射機。我們先期設計生產了全新系列的地面數字電視廣播發(fā)射機，其中典型代表是3kW地面數字電視廣播發(fā)射機。
2、3kW地面數字電視廣播發(fā)射機概述
本發(fā)射機由地面數字電視激勵器（支持DVT-T2標準）、機架控制器、整機控制器，功率放大器，功率分配器/合成器、定向耦合器、吸收負載、配電盤等組件構成。如圖1所示。DTV3kA型數字3kW電視發(fā)射機的設計核心是AMPC-1KU功放組合的設計，更是充分體現(xiàn)了高功率密度、高集成度和高穩(wěn)定度的設計。
3、AMPC-1KU功率放大器
AMPC-1KU功率放大器是我公司設計生產的最新一代產品。數模兼容，功放、電源、散熱器一體化設計，水冷散熱。用于數字電視時，額定輸出功率1000W。模塊工作在AB類，可覆蓋整個UHF電視頻段（470~860MHz），技術指標高度一致。功放選用12只Freescale第六代高壓（VHV6）50V推挽LDMOS管MRF6VP3450HR6。功率分配器、功率放大器、功率合成器、帶有溫度補償可開關的偏置電路以及數模檢波等電路，都設計安裝在同一張PCB線路板上。
3.1功能原理
AMPC-1KU由推動級和末級等組成，推動級使用2只FreescaleMRFE6VS25。末級由12只高增益（23dB）、大功率LDMOS管組成一個高增益放大系統(tǒng)，最大總增益63dB。功能框圖如圖2所示。
3.2主要特點
（1）功放ALC電路采用雙檢波平衡比較的控制方法，若某個放大晶體管出現(xiàn)故障時，ALC控制電路的輸出電平會保持不變，因而其余的晶體管的輸出功率不會增大，仍可繼續(xù)工作在原來的安全狀態(tài)，只是輸出功率會相應地減小。（2）功放中功分器、巴倫、功放匹配電路、功合等無源電路全部采用PCB微帶或帶線設計，產品一致性好，尤其共末級合成器及輸出傳輸線，應用懸?guī)Ъ夹g設計，不僅具有良好的匹配和平衡性能，而且具有最小的.插損和更大的功率容限。（3）功放末級各個功放管設有穩(wěn)定可靠的柵極偏置電路，并帶有溫度補償功能，確保功放在一定溫度范圍內輸出穩(wěn)定的功率。偏置電壓可被調整，也可被控制器關掉或打開。峰值功放管有兩種可選電壓以實現(xiàn)工作狀態(tài)的設置：Doherty或AB類。（4）功放具有獨立可調的增益和相位偏移量。由PC機通過功放面板的4芯RS232調節(jié)，或通過機架控制器的CAN-bus口調節(jié)。可調的增益和相位偏移量，能將由此功放組成的發(fā)射機合成調到最佳正交平衡合成狀態(tài)。（5）集成的并行控制總線和CAN總線接口為冗余設計，控制單元可通過并行控制總線簡單地打開和緩推功放，并且能讀取功放的功率值和故障告警量。通過CAN總線完成并行控制的功能，更能讀取功放所有相關運行參數和故障信息。并行控制總線是CAN總線接口的應急保障，當CAN總線的連接中斷時，功放可繼續(xù)工作。（6）AMPC-1KU具有完善的自保護功能，具有過壓、過流、過溫、過激勵和射頻開短路保護設計，此保護由功放自行完成，功放面板給出報警指示，并上報給控制單元。①檢測到反射超限時，降低功率。當VSWR大于1.7時，關掉推動級輸出。②超過設定溫度（80℃），自動關掉推動級輸出。③功放管故障檢測，給出報警。④輸入電平過大，自動關掉推動級輸出。⑤輸出功率過大，關掉推動級輸出。（7）功放面板DB25接口具有功放狀態(tài)所有信息，面板指示燈齊全，具體如下所示。①監(jiān)測口（DB25）：反射功率檢波電壓、發(fā)射功率檢波電壓、兩個1/2功放模塊A/B檢波電壓、電源電壓、總工作電流、推動級及功放末級各個LDMOS功放管的電流、CAN_bus、控制功放增益電壓。②指示燈：溫度過高故障、功率管故障、反射故障、射頻輸入故障、功率故障、通信指示、功放開關指示。（8）AMPC-1KU采用優(yōu)化設計的水冷管道和先進的散熱仿真技術，使其具有以下優(yōu)點。①相對較輕的重量，便于生產、運輸、安裝和維護。②最佳熱傳導率和功放管散熱的均勻性，以提高散熱效率，增強整個功放的可靠性、穩(wěn)定性，滿足最大負載條件下24小時運行的要求。（9）熱插拔維護，本功放的“盲插”結構與發(fā)射機的正交3dB功合器一起可實現(xiàn)“熱插拔”，實現(xiàn)檢修功放不停播的目標。
4、綜述
北京長鋒廣播通訊設備有限責任公司設計的3kW地面數字電視廣播發(fā)射機，其中設計核心是功放組合，功放組合的實現(xiàn)充分體現(xiàn)了高功率密度、高集成度、高穩(wěn)定度的設計特點。發(fā)射機的高功率密度、高集成度設計使得發(fā)射機在降成本方面具有很大優(yōu)勢。（1）發(fā)射機的結構體積大大減少，發(fā)射機組合數量減少、體積減小等，使得發(fā)射機的機械加工成本大大降低。（2）功放組合的一體化設計程度較高，其中線纜很少，功放組合中除了關鍵的功放管需要專業(yè)人士手工焊接外，功放組合的生產易于貼片機批量流水作業(yè)，一方面保證了產品的質量，另一方面大大減少了目前昂貴的人工成本。（3）我公司嚴格的質量體系條件下，優(yōu)選合格的原產品材料，通過技術優(yōu)勢降成本，保質量，樹立我公司在廣電領域的航天品牌。在新形勢下，我公司會秉承航天精神，充分發(fā)揮自身的技術優(yōu)勢，繼續(xù)在廣電領域打造自己的航天品牌，為廣大廣電的用戶提供優(yōu)質服務。
參考文獻：
[1]數字電視國家工程實驗室.地面數字電視發(fā)射系統(tǒng)與覆蓋網絡[M].北京：科學出版社,2012.
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