數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)探討論文
摘要：我國(guó)的地面數(shù)字電視廣播正高速發(fā)展，目前對(duì)發(fā)射機(jī)的要求除了功能齊全外，對(duì)發(fā)射機(jī)的成本控制和質(zhì)量控制也提出了新的挑戰(zhàn)。新形勢(shì)下，北京長(zhǎng)峰廣播通訊設(shè)備有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)的3kW數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)，具有高穩(wěn)定、高功率密度、高集成度的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，在保證發(fā)射機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量，維護(hù)航天品牌的情況下，有效降低了發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)成本，通過(guò)技術(shù)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了良好的成本控制。
關(guān)鍵詞：數(shù)字電視；發(fā)射機(jī)；高穩(wěn)定；高密度；高集成度
1、引言
地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)將逐步取代模擬電視發(fā)射機(jī)，我國(guó)的地面數(shù)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(guó)范圍內(nèi)陸續(xù)進(jìn)行的招標(biāo)情況來(lái)看，各個(gè)招標(biāo)方主要看各發(fā)射機(jī)廠家的功能、指標(biāo)、服務(wù)以及業(yè)績(jī)，但是往往是低價(jià)中標(biāo)，這將直接影響發(fā)射機(jī)穩(wěn)定性的提高。在保證發(fā)射機(jī)質(zhì)量的前提條件下，如何降低發(fā)射機(jī)的成本擺放在了各個(gè)發(fā)射機(jī)廠家面前。目前，國(guó)內(nèi)發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)能力比較強(qiáng)，但是和國(guó)際水平相比仍有很大的差距。盡管我們的發(fā)射機(jī)功能并不少，指標(biāo)并不差，但是在穩(wěn)定性、發(fā)射機(jī)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(dāng)一部分用戶喜歡用進(jìn)口的發(fā)射機(jī)，即使價(jià)格高得多。因此，新形勢(shì)下，發(fā)射機(jī)廠家對(duì)數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)就有了新的設(shè)計(jì)要求。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新，北京長(zhǎng)峰廣播通訊設(shè)備有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)了高功率密度、高集成度、高穩(wěn)定度的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)。我們先期設(shè)計(jì)生產(chǎn)了全新系列的地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)，其中典型代表是3kW地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)。
2、3kW地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)概述
本發(fā)射機(jī)由地面數(shù)字電視激勵(lì)器（支持DVT-T2標(biāo)準(zhǔn)）、機(jī)架控制器、整機(jī)控制器，功率放大器，功率分配器/合成器、定向耦合器、吸收負(fù)載、配電盤等組件構(gòu)成。如圖1所示。DTV3kA型數(shù)字3kW電視發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)核心是AMPC-1KU功放組合的設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)。
3、AMPC-1KU功率放大器
AMPC-1KU功率放大器是我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的最新一代產(chǎn)品。數(shù)模兼容，功放、電源、散熱器一體化設(shè)計(jì)，水冷散熱。用于數(shù)字電視時(shí)，額定輸出功率1000W。模塊工作在AB類，可覆蓋整個(gè)UHF電視頻段（470~860MHz），技術(shù)指標(biāo)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(bǔ)償可開關(guān)的偏置電路以及數(shù)模檢波等電路，都設(shè)計(jì)安裝在同一張PCB線路板上。
3.1功能原理
AMPC-1KU由推動(dòng)級(jí)和末級(jí)等組成，推動(dòng)級(jí)使用2只FreescaleMRFE6VS25。末級(jí)由12只高增益（23dB）、大功率LDMOS管組成一個(gè)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(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(xiàn)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(xù)工作在原來(lái)的安全狀態(tài)，只是輸出功率會(huì)相應(yīng)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微帶或帶線設(shè)計(jì)，產(chǎn)品一致性好，尤其共末級(jí)合成器及輸出傳輸線，應(yīng)用懸?guī)Ъ夹g(shù)設(shè)計(jì)，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(jí)各個(gè)功放管設(shè)有穩(wěn)定可靠的柵極偏置電路，并帶有溫度補(bǔ)償功能，確保功放在一定溫度范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定的功率。偏置電壓可被調(diào)整，也可被控制器關(guān)掉或打開。峰值功放管有兩種可選電壓以實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的設(shè)置：Doherty或AB類。（4）功放具有獨(dú)立可調(diào)的增益和相位偏移量。由PC機(jī)通過(guò)功放面板的4芯RS232調(diào)節(jié)，或通過(guò)機(jī)架控制器的CAN-bus口調(diào)節(jié)。可調(diào)的增益和相位偏移量，能將由此功放組成的發(fā)射機(jī)合成調(diào)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(shè)計(jì)，控制單元可通過(guò)并行控制總線簡(jiǎn)單地打開和緩?fù)乒Ψ牛⑶夷茏x取功放的功率值和故障告警量。通過(guò)CAN總線完成并行控制的功能，更能讀取功放所有相關(guān)運(yùn)行參數(shù)和故障信息。并行控制總線是CAN總線接口的應(yīng)急保障，當(dāng)CAN總線的連接中斷時(shí)，功放可繼續(xù)工作。（6）AMPC-1KU具有完善的自保護(hù)功能，具有過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫、過(guò)激勵(lì)和射頻開短路保護(hù)設(shè)計(jì)，此保護(hù)由功放自行完成，功放面板給出報(bào)警指示，并上報(bào)給控制單元。①檢測(cè)到反射超限時(shí)，降低功率。當(dāng)VSWR大于1.7時(shí)，關(guān)掉推動(dòng)級(jí)輸出。②超過(guò)設(shè)定溫度（80℃），自動(dòng)關(guān)掉推動(dòng)級(jí)輸出。③功放管故障檢測(cè)，給出報(bào)警。④輸入電平過(guò)大，自動(dòng)關(guān)掉推動(dòng)級(jí)輸出。⑤輸出功率過(guò)大，關(guān)掉推動(dòng)級(jí)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(cè)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(jí)及功放末級(jí)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、功放開關(guān)指示。（8）AMPC-1KU采用優(yōu)化設(shè)計(jì)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(duì)較輕的重量，便于生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝和維護(hù)。②最佳熱傳導(dǎo)率和功放管散熱的均勻性，以提高散熱效率，增強(qiáng)整個(gè)功放的可靠性、穩(wěn)定性，滿足最大負(fù)載條件下24小時(shí)運(yùn)行的要求。（9）熱插拔維護(hù)，本功放的“盲插”結(jié)構(gòu)與發(fā)射機(jī)的正交3dB功合器一起可實(shí)現(xiàn)“熱插拔”，實(shí)現(xiàn)檢修功放不停播的目標(biāo)。
4、綜述
北京長(zhǎng)鋒廣播通訊設(shè)備有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)的3kW地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)，其中設(shè)計(jì)核心是功放組合，功放組合的實(shí)現(xiàn)充分體現(xiàn)了高功率密度、高集成度、高穩(wěn)定度的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。發(fā)射機(jī)的高功率密度、高集成度設(shè)計(jì)使得發(fā)射機(jī)在降成本方面具有很大優(yōu)勢(shì)。（1）發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)體積大大減少，發(fā)射機(jī)組合數(shù)量減少、體積減小等，使得發(fā)射機(jī)的機(jī)械加工成本大大降低。（2）功放組合的一體化設(shè)計(jì)程度較高，其中線纜很少，功放組合中除了關(guān)鍵的功放管需要專業(yè)人士手工焊接外，功放組合的生產(chǎn)易于貼片機(jī)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(yán)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(shì)降成本，保質(zhì)量，樹立我公司在廣電領(lǐng)域的航天品牌。在新形勢(shì)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(shì)，繼續(xù)在廣電領(lǐng)域打造自己的航天品牌，為廣大廣電的用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]數(shù)字電視國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室.地面數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)與覆蓋網(wǎng)絡(luò)[M].北京：科學(xué)出版社,2012.
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