陶 圣

（作者單位：揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)））

江都臺(tái)GME1113D型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的配置原理

陶 圣

（作者單位：揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)））

GME1113D型UHF1 kW全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)，是北京吉兆電子有限公司與清華大學(xué)共同研發(fā)的，該型號(hào)發(fā)射機(jī)利用清華的先進(jìn)技術(shù)性，具有結(jié)構(gòu)合理、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠,同時(shí)發(fā)射機(jī)具有一定的組合性，被國(guó)內(nèi)外許多電視臺(tái)站使用。本臺(tái)從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)該型號(hào)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)選擇了適合的配置，從總體上敘述揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)）發(fā)射機(jī)的原理，以及日常維護(hù)。

450W功放；四分配器；四合成器；維護(hù)

在購(gòu)置之前揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)）是由兩臺(tái)鞍廣電子管發(fā)射機(jī)作為16CH的主備發(fā)射機(jī)，由于長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)致穩(wěn)定性下降。選用GME1113D型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)作為16CH的主發(fā)射機(jī)。主要是該型號(hào)發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)思路符合未來(lái)發(fā)展需求，且數(shù)模兼容、單位模塊化、冗余電路等先進(jìn)技術(shù)高性能設(shè)計(jì)。讓發(fā)射機(jī)在數(shù)字智能、網(wǎng)絡(luò)化管理使用中更加方便快捷。

通常電視臺(tái)會(huì)節(jié)約成本核算，選用3個(gè)450 W功放模塊，或者選用2個(gè)550 W的功放模塊進(jìn)行末級(jí)功放組合，確保末級(jí)1 kW輸出。根據(jù)發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)特點(diǎn)，結(jié)合揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)）的實(shí)際情況，揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)）在末級(jí)選用4個(gè)450 W的功放模塊進(jìn)行組合?？紤]到原電子管發(fā)射機(jī)的不穩(wěn)定性，4個(gè)功放模塊也可相互備份，加上激勵(lì)器的主備，這樣可以進(jìn)一步保證安全播出。

1 GME1113D型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)組成

全固態(tài)合放式電視發(fā)射機(jī)主要由主備激勵(lì)器、功率放大部分、無(wú)源部件（包括分配器、合成器、濾波器等）、供電部分、控制部分、風(fēng)冷系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)組成（見(jiàn)圖1）。本機(jī)配置了2個(gè)激勵(lì)器，相互備份，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)無(wú)間斷切換，均輸出同步頂功率1 W、伴音平均功率0.1 W的激勵(lì)器信號(hào)，經(jīng)四分配平均分配4個(gè)到450 W的功放模塊，四路功放模塊輸出到四合成器得到1 kW的功率，再經(jīng)定向耦合器、濾波器輸出到天饋線系統(tǒng)發(fā)射。

2 激勵(lì)器

激勵(lì)器為單通道激勵(lì)器模塊化設(shè)計(jì)，組成部分主要有視中頻調(diào)制器、音中頻調(diào)制器、DP校正電路、DG校正電路、群時(shí)延校正電路、互調(diào)校正電路、上變頻器、激勵(lì)功放、主備切換、開(kāi)關(guān)電源部分和控制主控單元。音、視頻信號(hào)分別送入音中頻調(diào)制器、視中頻調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，分別得到31.5 MHZ音中頻信號(hào)、38 MHZ視中頻信號(hào)。視中頻再經(jīng)GD校正、DG校正、DP、ICPM校正后與音中頻一起輸入到IM校正電路，輸出的復(fù)合信號(hào)再經(jīng)上變頻器變換成所需的發(fā)射頻率。最后經(jīng)1W功放輸出給末級(jí)功放。該激勵(lì)器的輸出功率、調(diào)制度、DG、DP和互調(diào)等指標(biāo)為電子調(diào)整方式，可由計(jì)算機(jī)接口進(jìn)行遙調(diào)、遙控完成。同時(shí)，在每一臺(tái)激勵(lì)器中增加了主備自動(dòng)切換功能模塊。該激勵(lì)器還具有過(guò)激勵(lì)、過(guò)載、過(guò)熱、上變頻本振失鎖的自動(dòng)診斷和調(diào)整功能，以及無(wú)視頻自動(dòng)保護(hù)等功能大大增強(qiáng)了發(fā)射機(jī)的運(yùn)行安全。UHF1 kW電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器框圖如圖2所示。

圖1 UHF 1 kW電視發(fā)射機(jī)原理框圖

圖2 UHF1 kW電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器框圖

圖3 UHF1 kW電視發(fā)射機(jī)450W功放框圖

3 450W功放模塊

發(fā)射機(jī)輸出功率放大器由4個(gè)450 W功放模塊組成。每個(gè)功放模塊（見(jiàn)圖3）由前級(jí)功放和末級(jí)功放組成，前級(jí)由2只場(chǎng)效應(yīng)管BLF1046與1只場(chǎng)效應(yīng)管BLF861A組成。末級(jí)功放由4只場(chǎng)效應(yīng)管BLF861A組成，末級(jí)每只場(chǎng)效應(yīng)管和與之相聯(lián)的輸入輸出匹配電路構(gòu)成一個(gè)單管功率放大器。每?jī)蓚€(gè)這樣的功率放大器和90°正交電橋構(gòu)成一組平衡放大器。二組同樣的平衡放大器再用同相的二合成器進(jìn)行功率合成，再與前級(jí)功放組成一個(gè)大約450 W的功放模塊。4個(gè)功放模塊采用合成方式，使輸出功率大于1 kW。監(jiān)控電路將功放模塊的電壓、電流、溫度等參數(shù)取樣、轉(zhuǎn)換經(jīng)RS485接口傳送到主控單元，設(shè)計(jì)基數(shù)監(jiān)測(cè)分析，對(duì)每一個(gè)功放模塊設(shè)計(jì)了過(guò)熱、過(guò)激勵(lì)、過(guò)載等保護(hù)。并在模塊面板上設(shè)燈提示。

末級(jí)功放電源采用4個(gè)2500 VA的AC/DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源并聯(lián)均流使用。場(chǎng)效應(yīng)管為電壓偏置方式，其柵極偏置電壓由漏極電壓經(jīng)分壓后二次穩(wěn)壓處理形成。如BLF861A +32VDC漏極電壓，經(jīng)2 K電阻降壓以后輸入78L12通過(guò)調(diào)節(jié)相應(yīng)的電位器RW即可達(dá)到開(kāi)啟柵極電壓值?？刂普{(diào)整好柵流就能控制了輸出增益。功放的靜態(tài)頻響調(diào)節(jié)有限，與所設(shè)的頻道相關(guān)，只能改變微帶線上的瓷片電容位置進(jìn)行微調(diào)。

4 四分配器、四合成器

四分配器和四合成器采用吉賽爾電路微帶結(jié)構(gòu)，進(jìn)出阻抗均為50Ω，其阻抗變換段特性阻抗隨路數(shù)不同而變化，長(zhǎng)度為1/4波長(zhǎng)（見(jiàn)圖4）。

圖4 UHF 1 kW電視發(fā)射機(jī)四分配器、四合成器

L1、L2、L3均為1/4波長(zhǎng)，L1特性阻抗為100 Ω，L2、L3特性阻抗為50Ω。1端做分配器時(shí)為輸入端，做合成器時(shí)為輸出端，2、3、4、5端做分配器時(shí)為輸出端，做合成器時(shí)為輸入端。各功放端口之間相互隔離，隔離度均在26 dB以上。最大限度保證功率輸出，某路功放出現(xiàn)問(wèn)題，也不影響輸出工作。

5 發(fā)射機(jī)的運(yùn)行及維護(hù)

由于采用了2個(gè)激勵(lì)器，4個(gè)功放模塊，4個(gè)穩(wěn)壓電源，這樣給各級(jí)單元提供了充分的備份，單個(gè)的功放模塊的輸出功率上限控制在300W，提高了功放的散熱效果，發(fā)射機(jī)運(yùn)行基本正常。

平時(shí)維護(hù)合理，十幾年只出現(xiàn)2次故障。一次是發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)功率增至860 W時(shí)，自動(dòng)保護(hù)，顯示駐波比過(guò)大。經(jīng)單個(gè)檢測(cè)天饋系統(tǒng)，駐波比正常，懷疑是控制部分故障，在廠家的指導(dǎo)下分別對(duì)主、備激勵(lì)器的駐波保護(hù)電路、ALC電壓范圍進(jìn)行了調(diào)整，后正常運(yùn)行。另一次是值班人員在正常巡查過(guò)程中，聽(tīng)到發(fā)射機(jī)有吱吱聲。經(jīng)檢查是發(fā)射機(jī)機(jī)箱頂部的交流風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)不暢，時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)不轉(zhuǎn)，更換后正常。

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)論是電子管發(fā)射機(jī)，還是全固態(tài)發(fā)射機(jī)，末級(jí)功放的穩(wěn)定運(yùn)行都是所有技術(shù)人員所必須考慮的問(wèn)題。揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)）在購(gòu)機(jī)初期對(duì)GME1113D型UHF1 kW全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行了分析，考慮到揚(yáng)州廣播電視傳媒集團(tuán)（總臺(tái)）是縣級(jí)臺(tái)，同時(shí)購(gòu)置多臺(tái)發(fā)射機(jī)的是不可能的，增添功放模塊，降低單個(gè)模塊的輸出功率，而且相互備份，即使模塊單個(gè)損壞，在重新設(shè)置機(jī)器參數(shù)后也能保證1 kW的功率輸出發(fā)射，提高了播出安全。