电视发射机 , 调频发射机的现状及未来发展趋势

电视发射机,调频发射机的现状及未来发展趋势电视发射机,调频发射机的现状及未来发展趋势

1 电视发射机的现状 • 1.1 自70年代以来电视发射机的主要技术进步 • 全固态化程度不断提高 • 控制﹑监测系统智能化 • 失真校正系统的不断完善及自动化 • 残留边带采用SAWF, 本振采用锁相环频率合成器. • 1.2 国产电视发射机的全固态化水平 • 1KW以下已全部固态化 • 10KW功率级，主要厂家（如吉兆公司）已固态化 1

1.3 全固态发射机的主要优点 • 理论寿命无限，不必定期更换电子管。 • 无直流高压，工作安全。 • 并联冗余工作方式，降低停播率。 • 功放模块及其供电单元标准化，便于备份。 • 采用直流开关电源，调整率好。 • 利于改善低频信杂比。 2

1.4 全固态发射机的关键技术 • 大功率功放模块 • 大功率功率合成 • 晶体管的快速保护 • 智能化的监控监测技术 3

1.5 全固态发射机整机构成 • 激励器 • 功放单元 • 无源部件（功率分配器，功率合成器，BPF，定向耦合器） • 直流开关电源 • 供电控制及显示单元 • 风冷系统 • 计算机监控系统 4

PA1 四分配四合成 V 主激励器四分配四合成二分配 PA4 二合成 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器主备切换 RF出 V 备激励器四分配四合成 PA29 A 四分配四合成 PA1~PA32 RS-485 PA32 电源分配 A 32V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 16 O 10KW UHF 电视发射机方框图 5

PA1 V 主激励器四分配四合成四分配四合成 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器主备切换 RF出 V 备激励器四分配四合成 A PA16 PA1~PA16 RS-485 电源分配 A 32V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 8 O 5KW UHF 电视发射机方框图 6

PA1 V 主激励器四分配四合成二分配二合成 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器主备切换 RF出 V 备激励器四分配四合成 A PA8 PA1~PA8 RS-485 电源分配 A 32V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 4 O 3KW UHF 电视发射机方框图 7

V 主激励器 PA1 三分配三合成定向耦合器带外陷波器定向耦合器 A 主备切换 RF出 V 备激励器 A PA3 PA1~PA3 RS-485 电源分配 A 32V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 3 O 1KW UHF 电视发射机方框图 8

PA1 十二分配十二合成 V 主激励器二分配 PA12 二合成 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器主备切换 RF出 V 十二分配十二合成备激励器 PA13 A PA1~PA24 PA24 RS-485 电源分配 A 50V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 15 O 10KW VHF-Ⅲ 电视发射机方框图 9

PA1 八分配八合成 V 主激励器二分配 PA8 二合成 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器主备切换 RF出 V 八分配八合成备激励器 PA9 A PA1~PA16 PA16 RS-485 电源分配 A 50V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 12 O 10KW VHF-Ⅰ 电视发射机方框图 10

V 主激励器 PA1 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器十二分配十二合成主备切换 RF出 V 备激励器 A PA12 PA1~PA12 RS-485 电源分配 A 50V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 7 O 5KW VHF-Ⅲ 电视发射机方框图 11

V 主激励器 PA1 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器八分配八合成主备切换 RF出 V 备激励器 A PA8 PA1~PA8 RS-485 电源分配 A 50V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 7 O 5KW VHF-Ⅰ 电视发射机方框图 12

V 主激励器 PA1 A 定向耦合器带通滤波器定向耦合器六分配六合成主备切换 RF出 V 备激励器 A PA6 PA1~PA6 RS-485 电源分配 A 50V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 4 O 3KW VHF 电视发射机方框图 13

V 主激励器 PA1 A 定向耦合器带外陷波器定向耦合器二分配二合成主备切换 RF出 V 备激励器 PA2 A PA1、PA2 RS-485 电源分配 A 50V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 2 O 1KW VHF 电视发射机方框图 14

1.6 激励器的构成(采用 SAWF、 PLL 等新技术) • 图象中频调制器 • 伴音中频调制器 • GD 校正 • DP, ICPM 校正 • DG 校正 • IM 校正 • 本振变频单元 • 功放单元 • 控制及显示单元 15

V 图像调制 DG校正 GD校正 DP, ICPM校正 IM校正 A 伴音调制本振上变频功放单元主备切换数据采集控制及显示 RF出 RS-485 RS-485 激励器原理方框图 16

1.7 功放单元 • VHF-Ⅰ 800W • VHF-Ⅲ 600W • UHF 450W 17

BLF278*4 50 MRF148A 50 100 RF入 RF出 100 50 50 过热接点控制电压功放控制反射电压过激励信号 VHF-Ⅰ 800W 功放原理图 18

BLF278*4 50 50 MRF148A BLF278 100 RF 入 RF出 100 50 50 过热接点控制电压功放控制反射电压过激励信号 VHF-Ⅲ 600W 功放原理图 19

BLF861A*4 50 BLF1046*2 50 RF 入 50 100 RF出 100 50 BLF861A 50 50 过热接点控制电压功放控制反射电压过激励信号 UHF 450W 功放原理图 20

1.8 功率合成（分配）器 • 同相二等分功率分配（合成）器 • 3dB定向耦合器（正交电桥） • Gysel 多路同相功率合成（分配）器 21

Z-Match = 70.7 欧 输出 1 输出 2 50欧 50欧 R-100欧 Z-Match Z-Match 输入 50欧同相二等分功率分配（合成）器原理图 22

作合成器 1、输入 V; 90° 2、输入 V; 0° 3、输出 √2.V 4、隔离端作分配器 3、输入 V 4、隔离端 1、输出 V/√2; 0° 2、输出 V/√2; 90° 1 3 R-50欧 2 4 三分贝定向耦合器（正交电桥）原理图 23

In1 Z-50 欧 Z-50 欧 Z-match1 In2 Z-50 欧 Z-50 欧 Z-match1 输出 Z-match2 R-50 欧 Inn Z-50 欧 Z-50 欧 Z-match1 R-50 欧 Gysel 多路同相功率合成（分配）器 24

1.9 带通滤波器（BPF） • 采用六腔切比雪夫模式，带内纹波相等，并具有陡峭的边沿衰减特性。 • 在结构上考虑了温度补偿，保证良好的热稳定性。 • 主要技术指标： • 带内（8MHz） S21 < 0.25dB • 带内（8MHz） S11 < -26dB • 带内（8MHz） GD < ±130nS • 带外衰减 ( 通带边缘 6MHz）>50dB 25

1.10 智能化的控制﹑监视系统 • 收集，存储发射机的有关数据：如输出功率，VSWR，各功放模块的电流，各直流开关电源的电流，风压，工作温度，平衡功率。 • 显示和调阅数据 • 绘制发射机的状态参数随时间变化的曲线 • 监控发射机的运行状态，并生成数据报表 • 故障自动记录，越限报警 • 对激励器前面板进行调整，控制：如视频音频调制度，激励功率，主备切换 • 大环 ALC﹑小环 ALC﹑安全模式﹑状态自动转换 26

发射机 主控单元 RS-485 本地PC机 RS-485 机架测控模块主激励器测控板备激励器测控板功放 1 数据采集功放 n 数据采集 RS-485 功放电源 1 功放电源 n 发射机自身测控系统框图 27

1.11 发射机主控单元 • 硬件组成： • 两个 RS-485 接口，一个用于与各单元测控模块通讯，另一个用于与PC机通讯。 • 一个32K存储器 • 一个实时时钟 • 一个模拟开关及 A/D 变换器 • 一个16位单行液晶显示器 • 一个5按键小键盘，可实现简单的人机对话 • 一个看门狗，确保单片机不死机 28

模拟量 多路开关实时时钟液晶显示单片机面板按键 RS-485 各单元测控模块存储器（激励器，功放，机架测控）看门狗 RS-485 上级 PC 机 A 缺相监视 B C 主控单元结构框图 29

1.12 激励器测控板，功放数据采集板，机架测控模块。 30

待测参量 键盘/显示控制器键盘多路开关面板显示状态指示参量单片机 RS-485 发射机主控单元主备切换控制电路主备通信接口另一激励器受控/安全切换电路看门狗激励器测控板结构框图 31

状态量 多路开关本机地址单片机模拟量多路开关 RS-485 发射机主控单元看门狗功放数据采集板结构框图 32

RS-485 风压检测模数转换发射机主控单元电源测控板1 单片机 RS-485 电源测控板2 风机开关面板按键电源测控板n 整机开关看门狗机架测控模块结构框图 33

1.13 关于单通道（图像伴音共同放大）电视发射机 • 优点 • 无伴音功放 • 无双工器 • 组成简单 • 与数字发射机易过渡 • 缺点 • 功放数量增多，成本上升 (∑PV+A≈ 1.7 PV) • 会产生 IM, CM 等失真 • 解决方法：校正 + BPF 34

电视发射机的未来发展趋势——数字化 • 2.1 信息时代的主要媒体 • 通信 • 计算机 • 广播电视 • 2.2 数字电视的主要优点 • 信号可经多次复制、翻录，质量不下降 • 数字信号便于处理，易于实现自动控制、自动校正 • 易于添加、扩展综合服务功能（码流打包、分段） 35

便于存储，易集成化 • 能够和计算机相连（RS-232, RS-485)，藉助计算机的强大功能 • 开路广播可使用较低的发射功率 • 信杂比的要求比模拟电视低很多（美国 ATSC 标准，载噪比门限为14.9dB） 36

3调频发射机 • 3.1 几种使用过的调制方法 • 晶体振荡器直接调频 FMQ • 脉冲调相高次倍频 • LC 振荡器变容二极管直接调频 • 3.2 调频发射机的主要技术进步 • 锁相环频率合成器的采用 37

变容二极管直接调频 • 全固态化程度不断提高 • 控制﹑监测系统智能化 • SCA 及 RDS 功能的扩展 • 单频同步网的采用及扩展 38

3.3 FM全固态发射机整机构成 • 激励器 • 功放单元 • 无源部件（功率分配器，功率合成器，LPF，定向耦合器） • 直流开关电源 • 供电控制及显示单元 • 风冷系统 • 计算机监控系统 39

PA1 十分配十合成 PA3 主激励器 A 二分配 PA19 二合成低通滤波器定向耦合器主备切换 PA2 十分配十合成 A 备激励器 PA4 PA20 PA1~PA20 RS-485 电源分配 A 48V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 8 O 10KW FM 发射机方框图 40

PA1 十分配十合成 PA2 主激励器 A PA3 低通滤波器定向耦合器主备切换 PA8 A 备激励器 PA9 PA10 PA1~PA10 RS-485 电源分配 A 48V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 4 O 5KW FM 发射机方框图 41

PA1 六分配六合成 PA2 主激励器 A PA3 低通滤波器定向耦合器主备切换 PA4 A 备激励器 PA5 PA6 PA1~PA6 RS-485 电源分配 A 48V 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源开关电源 C 1 3 O 3KW FM 发射机方框图 42

主激励器 A PA1 二分配二合成低通滤波器定向耦合器主备切换 PA2 A 备激励器 PA1~PA2 RS-485 48V 电源分配 A 风冷 B 微处理控制和显示单元开关电源 C 1 O 1KW FM 发射机方框图 43

MRF151Gx2 50 50 MRF148A 定向耦合器 RF入过热接点控制电压功放控制反射电压过激励信号 FM 650W 功放原理图 44

3.4 RVR调频激励器的主要构成 • 音频处理单元及接口板 • 立体声编码器 • 锁相环频率合成器及调制器 • 射频功率放大器 • 智能监控单元 • 直流开关电源 45

音频处理单元 RDS/SCA1 音频多工 SCA2 RF输出 PLL & 调制器 SCA3 射频功放 LPF L 立体声编码器 R 直流开关电源智能监控单元 ~220V RVR 调频激励器方框图 46

3.5 智能化的控制﹑监视系统 • 收集，存储发射机的有关数据：如输出功率，VSWR，各功放模块的电流，各直流开关电源的电流，风压，工作温度，平衡功率。 • 显示和调阅数据 • 绘制发射机的状态参数随时间变化的曲线 • 监控发射机的运行状态，并生成数据报表 • 故障自动记录，越限报警 • 对调频发射机进行开关控制 47

发射机 主控单元 RS-485 本地PC机 RS-485 电控测控模块功放 1 数据采集功放 n 数据采集激励器管理模块 RS-485 RVR 主激励器 RVR 备激励器功放电源 1 功放电源 n 发射机自身测控系统框图 48

3.6 发射机主控单元 • 硬件组成： • 两个 RS-485 接口，一个用于与各单元测控模块通讯，另一个用于与PC机通讯。 • 一个32K存储器 • 一个实时时钟 • 一个模拟开关及 A/D 变换器 • 一个16位单行液晶显示器 • 一个5按键小键盘，可实现简单的人机对话 • 一个看门狗，确保单片机不死机 49

电视发射机 , 调频发射机的现状及未来发展趋势

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