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(zhì)量控制也提出了新的挑戰。新形勢下，北京長(cháng)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，具有高穩定、高功率密度、高集成度的設計特點(diǎn)，在保證發(fā)射機的產(chǎn)品質(zhì)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(guò)技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現了良好的成本控制。
關(guān)鍵詞：數字電視；發(fā)射機；高穩定；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(jìn)入一個(gè)高速發(fā)展的階段。從2015年度全國范圍內陸續進(jìn)行的招標情況來(lái)看，各個(gè)招標方主要看各發(fā)射機廠(chǎng)家的功能、指標、服務(wù)以及業(yè)績(jì)，但是往往是低價(jià)中標，這將直接影響發(fā)射機穩定性的提高。在保證發(fā)射機質(zhì)量的前提條件下，如何降低發(fā)射機的成本擺放在了各個(gè)發(fā)射機廠(chǎng)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(hù)喜歡用進(jìn)口的發(fā)射機，即使價(jià)格高得多。因此，新形勢下，發(fā)射機廠(chǎng)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(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng )新，北京長(cháng)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、高穩定度的地面數字電視廣播發(fā)射機。我們先期設計生產(chǎn)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(pán)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，更是充分體現了高功率密度、高集成度和高穩定度的設計。
3、AMPC-1KU功率放大器
AMPC-1KU功率放大器是我公司設計生產(chǎn)的最新一代產(chǎn)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(shí)，額定輸出功率1000W。模塊工作在A(yíng)B類(lèi)，可覆蓋整個(gè)UHF電視頻段（470~860MHz），技術(shù)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(kāi)關(guān)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(xiàn)路板上。
3.1功能原理
AMPC-1KU由推動(dòng)級和末級等組成，推動(dòng)級使用2只FreescaleMRFE6VS25。末級由12只高增益（23dB）、大功率LDMOS管組成一個(gè)高增益放大系統，最大總增益63dB。功能框圖如圖2所示。
3.2主要特點(diǎn)
�。�1）功放ALC電路采用雙檢波平衡比較的控制方法，若某個(gè)放大晶體管出現故障時(shí)，ALC控制電路的輸出電平會(huì )保持不變，因而其余的晶體管的輸出功率不會(huì )增大，仍可繼續工作在原來(lái)的安全狀態(tài)，只是輸出功率會(huì )相應地減小。（2）功放中功分器、巴倫、功放匹配電路、功合等無(wú)源電路全部采用PCB微帶或帶線(xiàn)設計，產(chǎn)品一致性好，尤其共末級合成器及輸出傳輸線(xiàn)，應用懸帶技術(shù)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(gè)功放管設有穩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定的功率。偏置電壓可被調整，也可被控制器關(guān)掉或打開(kāi)。峰值功放管有兩種可選電壓以實(shí)現工作狀態(tài)的設置：Doherty或AB類(lèi)。（4）功放具有獨立可調的增益和相位偏移量。由PC機通過(guò)功放面板的4芯RS232調節，或通過(guò)機架控制器的CAN-bus口調節�？烧{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(xiàn)和CAN總線(xiàn)接口為冗余設計，控制單元可通過(guò)并行控制總線(xiàn)簡(jiǎn)單地打開(kāi)和緩推功放，并且能讀取功放的功率值和故障告警量。通過(guò)CAN總線(xiàn)完成并行控制的功能，更能讀取功放所有相關(guān)運行參數和故障信息。并行控制總線(xiàn)是CAN總線(xiàn)接口的應急保障，當CAN總線(xiàn)的連接中斷時(shí)，功放可繼續工作。（6）AMPC-1KU具有完善的自保護功能，具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫、過(guò)激勵和射頻開(kāi)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(shí)，降低功率。當VSWR大于1.7時(shí)，關(guān)掉推動(dòng)級輸出。②超過(guò)設定溫度（80℃），自動(dòng)關(guān)掉推動(dòng)級輸出。③功放管故障檢測，給出報警。④輸入電平過(guò)大，自動(dòng)關(guān)掉推動(dòng)級輸出。⑤輸出功率過(guò)大，關(guān)掉推動(dòng)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監測口（DB25）：反射功率檢波電壓、發(fā)射功率檢波電壓、兩個(gè)1/2功放模塊A/B檢波電壓、電源電壓、總工作電流、推動(dòng)級及功放末級各個(gè)LDMOS功放管的電流、CAN_bus、控制功放增益電壓。②指示燈：溫度過(guò)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(kāi)關(guān)指示。（8）AMPC-1KU采用優(yōu)化設計的水冷管道和先進(jìn)的散熱仿真技術(shù)，使其具有以下優(yōu)點(diǎn)。①相對較輕的重量，便于生產(chǎn)、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(gè)功放的可靠性、穩定性，滿(mǎn)足最大負載條件下24小時(shí)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(shí)現“熱插拔”，實(shí)現檢修功放不停播的目標。
4、綜述
北京長(cháng)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(shí)現充分體現了高功率密度、高集成度、高穩定度的設計特點(diǎn)。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(xiàn)纜很少，功放組合中除了關(guān)鍵的功放管需要專(zhuān)業(yè)人士手工焊接外，功放組合的生產(chǎn)易于貼片機批量流水作業(yè)，一方面保證了產(chǎn)品的質(zhì)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(zhì)量體系條件下，優(yōu)選合格的原產(chǎn)品材料，通過(guò)技術(shù)優(yōu)勢降成本，保質(zhì)量，樹(shù)立我公司在廣電領(lǐng)域的航天品牌。在新形勢下，我公司會(huì )秉承航天精神，充分發(fā)揮自身的技術(shù)優(yōu)勢，繼續在廣電領(lǐng)域打造自己的航天品牌，為廣大廣電的用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
參考文獻：
[1]數字電視國家工程實(shí)驗室.地面數字電視發(fā)射系統與覆蓋網(wǎng)絡(luò )[M].北京：科學(xué)出版社,2012.
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