1KW CMMB 数字电视发射机 下载本文

(1)功放系统技术特点

●功率放大器采用宽带甲乙类大功率LDMOS场效应晶体管放大器,功率冗余设计。

●功放系统采用功率合成技术,由六个250W功放模块合成,功率余量大,功放模块一致性高,相同发射频带内可互为备份。 ●每个功放单元具有良好的防尘措施,耐高温、高湿、高海拔,具有驻波比过大、过热、过激励等保护功能。

●功放单元的供电开关电源采用六个开关电源独立供电。开关电源自带微处理器监控工作状态,自适应调整电源的输出,并有过流、过压、欠压、短路、过温、防雷击等保护措施。

(2)250W功放单元

250W功放单元插件总增益为40~45dB,由三级放大器级联而成,输入功率约为0.2W。输入射频信号先经两只场效应管组成的功率合成推动级放大器放大,再推动两只LDMOS大功率放大管功率合成前级放大器,末级放大器是由四组两只(共八只)LDMOS大功率放大管组成的平衡放大器,用四路同相合成方式得到250W数字功率输出。

在1kW功放系统中,每个250W功放单元可相对独立工作,均具有过热、过激励、过载等保护功能。数据经微处理器处理后,用RS-485标准数据接口提供功放插件的多种检测项目,包括每个末级放大管电流、前级和推动级放大管电流、输入功率、输出功率、工作电压、及过热、过激励、过载保护显示。所有数据均送至发射机的显示单元上,通过液晶显示屏可进行现场直观的监控。 (3)腔体式功率合成器

1kW CMMB数字电视发射机功放系统的功率合成采用了六路腔体式功率合成器。腔体式功率合成器具有插入损耗小、输入输出驻波比小、隔离度高、结构紧凑等优点,适合用于大功率信号的合成。 4 输出带通滤波器

1kW CMMB数字电视发射机配置六同轴谐振腔式的数字带通滤波器,用于滤除数字电视发射频道外的杂波。滤波器要求具有足够的功率容量、较低的插入损耗和理想的幅频特性。

1kW CMMB数字电视发射机在带通滤波器的前面和后面各配置了一个定向耦合器,前面的定向耦合器主要是用于发射机内部的监测、控制和保护,后面的定向耦合器是用于对发射机总输出信号的监测,两个定向耦合器配合使用可以观察到带通滤波器对功放系统输出信号幅频特性的改善程度。 5.显示控制系统

1kW CMMB数字电视发射机的显示控制系统包括显示单元、控制单元、风冷系统、配电及其它外围设备,主要作用是显示发射机的工作状态,控制发射机工作过程,保证发射机最大程度地处于安全的工作范围内。 (1)显示单元

UHF-1kW CMMB数字电视发射机设置了一套显示单元。显示单元采用智能化方式,用于对发射机的工作状态进行监控。该单元的原理方框图如图6所示,主要功能如下:

● 采用醒目的数码管(每位24×34mm)显示总输出功率和反射功率,便于远距离观察; ● 采用触摸式蓝屏液晶显示器显示各功放单元工作状态参数,可近距离监控; ● 发射机各单元插件数据传输采用RS485总线接口,可对各单元实现远程监控。 (2)控制单元

UHF-1kW CMMB数字电视发射机配置了系统控制单元,主要用于实现对各单元供电的输入控制,其原理方框图如图7所示。 电控系统主要功能如下:

● 实现远程、本地和手动开关机控制。 ● 负责各单元的供电分配。

● 对输入380V电源实施欠相逆相保护。 ● 对系统进行漏电保护。 (3)发射机的保护系统

发射机的保护系统具有以下主要功能: ● 整机驻波比保护; ● 380V缺相保护; ● 风机停转保护;

● 具有声光报警装置,分为严重报警(指发射机无输出功率或输出功率不正常时的报警)和一般报警(指发射机无输入数据或数据格式错误时的报警)两级。 (4)发射机监控系统 发射机监控系统具有以下功能特点:

● 发射机可实现智能化、网络化的管理和监控,并向用户公开具体的通讯协议; ● 配备有技术数据检测、调试、监控系统和功能完善的计算机监控软件; ● 各项技术参数可通过计算机读取、保存、打印、查询;

● 可通过计算机调试整机主要技术指标和设置开关机时间参数等。

发射机监控系统的功能模块主要由显示单元数据模块、激励器测控数据模块、功放测控数据模块、通讯接口转换模块组成。嵌入式系统是整个测控系统的核心,负责对各个模块的数据采集,并与本地PC机之间进行通讯,系统方框图如图8所示。

发射机的测控系统采用RS485总线通讯方式,可实现在本地对多台发射机的集中测控。在配置通讯Modem和线路后,可实现远程客户机对整个发射台所有发射机的遥测、遥控功能,实现异地远程监控。 (5)发射机监控系统应用软件

发射机监控系统软件是为实现发射机智能化监控开发的应用软件项目,可真正做到无人值守,远程控制,并可实施在线控制功能。

该监控系统软件安装方便,操作简单,界面友好。监控系统软件的应用功能还可进行扩展,如监控主机可通过自动拨号卡呼叫电话和手机进行语音告警,也可发送短信告警。发射机机房在配置环境动力传感器和监控摄像机后,监控系统软件可实现发射机机房环境动力监控和图像监控功能,达到运行监控和安全监控一体化的目的。 监控系统可通过Internet网、电话线、局域网、微波等多种传输介质,随时将发射机预留接口与计算机连接,操作简单,使用方便。 6 发射机的冷却系统

发射机的冷却系统为强迫风冷方式,采用离心式风机直吹功放系统,并设计有专用风道,对发射机发热最多的功率放大器散热器进行冷却,散热效果良好。风机采用国内知名厂家生产的离心式风机,以保证发射机工作的可靠性。 7 发射机的防雷措施

发射机采取了以下防雷措施:

● 总电源进线使用了不同容量的避雷器(3+1保护方式); ● 开关电源交流输入端安装了避雷器,内部设有压敏电阻保护器; ● 发射机内直流电源防过压措施;

● 计算机网络系统及发射机控制、通讯、采样设备均设有防雷措施。 8 供电电源

1kW UHF CMMB 数字电视发射机采用数字化高性能开关电源供电,共有六路2kW开关电源。电源采用先进的谐振PWM软开关技术,具有较高的可靠性和高转换效率,其安全及电气性能符合信息产业部YD/T731-94《通信高频开关整流器》标准。

五、结束语

数字电视发射机的一项关键技术指标是射频输出信号的带肩比。带肩比是指发射机输出信道的左右带肩(±4.2MHz)的信号电平与信道中心频率点上的信号电平之间的比值,它体现数字电视发射机的功率放大器线性水平,线性化程度越高带肩比越好,才能保证被传输信号具有尽可能低的调制误码率和高的信杂比。

1kW CMMB数字电视发射机的带肩比指标一般要求为-35dB,图9显示了成都成广公司 MMB-1000-I 型数字电视发射机在1kW输出功率情况下带肩比的实测值, 在-4.2MHz 处为-40.18dB,在+4.2MHz处为-40.42dB。由此可见,只要数字电视发射机功率放大器的线性足够好,在预失真校正模块的控制下,1kW CMMB数字电视发射机的带肩比可以优于-40dB。

目前,由国家广电总局主导的CMMB移动多媒体广播网络建设进展顺利,在北京、上海、天津、沈阳、青岛、秦皇岛6个奥运城市以及广州、深圳等城市开通了试验系统。在国家广电总局为全国37个主要城市建设CMMB网络的试验设备二期招标中,成都成广公司中标生产石家庄市和西宁市的1kW CMMB数字电视发射机,目前该设备正在进行现场的安装和调试。凭着优良的技术性能和稳定可靠的工作状态,MMB-1000-I型1kW CMMB数字电视发射机必将在我国移动多媒体广播网络建设中做出更大的贡献。