前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的數字電視發展特征，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。
一﹑概 述 數字電視廣播技術是最近十幾年發展起來的高新技術。目前已經成為包括我國在內的全球信息產業的重要組成部分。這一技術的發展,引發了廣播電視業界的一場技術革命。廣播電視從黑白電視、彩色電視時代,正進入數字化時代。經過近十幾年的努力,數字電視地面廣播所必需的數字電視發射機技術,也有了飛速的發展。在已經制定并頒布數字電視標準的國家,數字電視發射機以及相應的測試設備、測試信號源等都已經有了比較成熟的技術和產品。歐、美等主要的發射機生產廠家都已經為數字電視地面廣播推出了體現各自最新技術的數字電視發射機。與模擬電視發射機不同,用做地面數字電視廣播的發射機的輸入信號不是通常的視頻和音頻節目信號,而是將音頻、視頻信號按MPEG2標準,經過壓縮、編碼,并與其他數據信息復用打包后的傳輸碼流(TS流)。輸入的TS流,經過信道編碼與調制單元,形成符合一定制式標準的模擬中頻信號,然后上變頻至發射頻道,經射頻放大后發送。 二﹑數字電視發射機標準 不同的數字電視地面廣播標準,最主要的區別是在傳輸信道采用了不同的信道編碼與調制技術。國際上目前已經形成三種主要的數字電視標準,即美國ATSC標準、歐洲DVB-T標準和日本的ISDB-T標準。ATSC標準采用單載波8VSB編碼調制技術;DVB-T和IS-DB-T都采用多載波COFDM調制技術。這三種標準的視頻信源編碼和復用均采用MPEG-2標準相兼容的編碼方案,音頻信源編碼則有所區別。美國ATSC標準采用dolbyAC-3標準,DVB-T采用MPEG-2標準,日本的ISDB-T采用AAC音頻編碼標準。 符合我國未來數字電視制式的信道編碼與調制器是國產數字電視發射機的核心技術所在,也是數字電視技術產業化的重要內容之一。我國的數字電視體系標準特別是地面廣播標準的制訂工作正在有序地進行。目前已經提出了四種傳輸方案。即國家HDTV總體組(TEEG)提出的基于單載波OQAM(偏移QAM)調制技術的ADTB-T系統方案和基于多載波OFDM調制技術的DTTB/OFDM系統方案;廣播科學研究院提出的基于DCQAM(雙載波QAM)調制技術的CDTB-T系統方案;清華大學提出的基于TDS-OFDM(時域同步OFDM)調制的DMB-T系統方案。對數字電視地面廣播而言,系統應保證數字電視接收與現有模擬電視接收一樣方便可靠;系統的數據傳輸容量應滿足不斷增長的多種業務需求;系統應支持便攜接收和移動接收;系統應方便頻譜分配并支持差轉廣播甚至同頻廣播(單頻網);系統應允許多種成本價格的接收機實現,采用分級調制,滿足不同需求。相信我國未來的數字電視體系標準將是擁有我國自主知識產權、集眾家所長的先進標準。 數字電視發射機通用技術條件及測試方法的標準尚未制訂,目前國產數字電視發射機的主要性能指標與國外同類產品基本相當,某些指標限于測試手段,沒有規定和測試,如帶內信雜比、幅度矢量誤差、等效噪聲降低等。相鄰頻道肩部的互調失真,由于發射機中頻預校正技術上的差距,需要作進一步努力,以期達到更優。 發射機規定適用的數字電視制式、調制方式、工作帶寬、工作頻道,輸入碼流(通常為MPEG-2TS流)的碼率范圍、輸入接口形式,中頻中心頻率、電平及接口形式等。 近幾年開始進行國內自行研制開發的各種數字電視地面廣播傳輸方案的試驗,并根據數字電視標準化專家委員會和測試組制訂的測試方案,對各種報送方案進行全面測試。為制訂我國的數字電視發射機標準,提供科學依據。 三﹑數字電視發射機功率放大器 數字電視廣播對發射機的最基本要求是功率放大器應有足夠高的功率增益;要求放大器具有高線性、寬動態范圍,即數字調制信號在動態峰值范圍內時,發射機仍有良好的線性;發射機應有足夠高的頻率精度和頻率穩定度、低的相位噪聲,以保證被傳輸信號具有盡可能低的誤碼率和信雜比。數字電視發射機的額定輸出功率按平均功率規定。要求數字電視發射機的末級功放應能在平均功率比峰值功率低得多的情況下高效率應用。UHF固態功放所用的功放管目前主要是雙極型管。LDMOS器件和碳化硅功放管是近年推出的新型器件,在線性、增益和輸出能力上都優于雙極型管。固態功放的優勢在于器件的壽命長,以及多管多重合成方式所特有的可靠冗余度,使發射機的可靠性和可維護性大大提高。其缺點是器件的價格較貴,線性較差,且效率較低。通常采用AB類工作以提高效率和輸出能力,因此必須采用性能優良的中頻預校正電路。目前全固態數字電視發射機的最大輸出平均功率達5kW。 衡量數字電視發射機功率放大器技術性能的主要技術參數包括: (1)輸出平均功率及輸出功率變化值; (2)頻譜特性。包括有效帶寬內的帶內波動;頻道肩部(如±4.3MHz)的互調失真(頻肩);鄰頻道抑制(如±8MHz);二次諧波。 發射機用作數字電視廣播時,技術重點都在研制開發適合數字電視發射機的中頻預校正電路,以改善AB類放大器的線性、提高放大器的效率,這對全固態數字電視發射機尤其顯得重要。前饋校正技術、數字自適應校正技術和改進的折線式非實時預校正技術是目前國外數字電視發射機采用的主要方式。超大功率合成技術的采用,使發射機整機的輸出功率等級大幅度提高,冗余技術的采用,提高了發射機的可靠性。國產數字電視發射機的研制重點將是吸收國外先進技術,開發新一代的適合全固態數字電視發射機的中頻非線性預校正電路,如全數字實時預校正,使國產數字電視發射機技術邁上新臺階。 四﹑激 勵 器 數字電視發射機的激勵器的主要功能是進行信道編碼、調制和上變頻,目的是增強抗干擾能力,保證數字電視信號能正確地傳輸和接收。MPEG傳輸碼流(MPEG-TS)信號輸入到激勵器后,由激勵器的信道編碼與調制單元輸出為標準的模擬中頻信號,然后經變頻器上變頻至所需頻道的模擬RF射頻信號,輸出的RF射頻信號再經數字電視發射機的射頻放大器放大后發射出去。激勵器主要有以下幾個部分組成:#p#分頁標題#e# (1)編碼﹑調制和上變頻模塊編碼器模塊負責對各子載波分別進行調制,采用并行調制技術,提高抗多徑干擾能力。 編碼器模塊輸入前的比特率適應電路,用以使激勵器能輸入任何比特率的MPEG傳輸碼流。 數字電視發射機激勵器中的調制和上變頻過程是將視音頻信號調制到一個中頻載波上,中頻頻率是固定的,對所有的頻道都相同,然后經上變頻器轉換到所要求的RF頻道上。 (2)單頻網輸入模塊 單頻網(SFN)在進行同步廣播與同步覆蓋時,所有發射機工作在同一頻率、在同一時間使用同樣的比特率。SFN輸入模塊插在激勵器上,用以確保時間同步和頻率同步。頻率同步是指單頻網上所有發射機必須與參考頻率同步鎖相,因此參考頻率的選擇非常重要,可使用來自GPS接收機的10MHz頻率信號作為參考頻率信號源。時間同步是指SFN輸入模塊從MPEG-TS輸入碼流中提取出時間信息包,經過延時處理后,用以保證單頻網上所有發射機在時間上同步。 在一個8MHZ帶寬的電視頻道內,單頻網上所有發射機的激勵器進行的所有數字處理都需要有高精度的時鐘和同步信號,單頻網輸入模塊和上變頻器也需要一些其它的時鐘信號,且必須要有很高的頻率穩定度,彼此間要相互鎖定。這些時鐘和同步信號可由高性能的鎖相環(PLL)電路產生,與激勵器的輸入碼流或參考時鐘信號(如GPS信號)同步鎖相。當GPS信號失鎖時,激勵器內部的參考時鐘信號必須十分穩定可靠。 (3)數字預校正模塊 激勵器在中頻部分設有數字預校正電路模塊,用來抵消由于功率放大器的非線性失真,以改善放大器的輸出線性,從而降低放大過程中產生的互調產物,并提高放大器的效率,在給定的條件下獲得較大的功率輸出。 (4)遙控接口模塊 為了適應全天24小時播出和無人職守的需要,在激勵器上安裝有RS-232接口和以太網接口等遙控接口,用以對激勵器的工作狀態進行全程遙控和監測,主要包括:a•監測輸入激勵器的碼流。b•監測所有的信號處理過程。c•監測輸出的模擬信號。 五﹑控 制 器 監控單元處理包括所有控制功能在內的內部和外部通信,裝有IP接口,在集成的彩色液晶顯示器上顯示發射機系統的當前狀態。與所連的其它單元的內部通信通過CAN總線來完成,與外部的通信通過以太網進行。先進的故障自我診斷系統和DAP技術使得用戶容易查找故障部位,加快設備的維護、維修進度。整機內部設計應具有科學完善和精確可靠的實時狀態及故障檢測系統,其故障診斷系統用戶界面簡單易懂;具有本地/遠程控制以及自嵌入式的網絡接口功能,可方便地滿足時下基于IP平臺的發射系統計算機控制,實現本機無人值守。 六﹑冷 卻 系 統 為了滿足不同客戶對冷卻系統的需求,發射機應研發風冷和液冷系統,可供用戶選擇適合自己的冷卻方式,改變了過去固態機中只有風冷的單一方式。相比之下液冷更為優越,這是因為: a•由于空氣質量較差,過濾材料中容易沉積灰塵,日常對風冷系統的維護量大。 b•降低了發射機的運行噪聲,凈化了發射機房的環境。 c•減少了對冷卻系統的維護量。冷卻液封閉循環,只需定期清洗系統中的濾網。 d•冷卻效率高。冷卻液無論是采用乙二醇加水還是防凍液,其熱傳導效率都遠大于風冷,使發射機產生的熱量能被及時吸收釋放掉。 七﹑結 束 語 未來十幾年,將是我國數字電視飛速發展的時代。在我國數字電視體系標準制訂并頒布后,模擬電視將逐步向數字電視過渡,并進入家庭。這對廣播電視業、微電子業、計算機業、網絡業、家電業等都是一個機遇和挑戰。也為廣播電視發送設備制造業帶來了新的市場。我們應該以嶄新的面貌迎接廣播電視數字化時代,必將在數字廣播電視發送領域作出重要貢獻。
