【摘要】數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)是電視節(jié)目市場(chǎng)占有率的重要保證，尤其在抗震救災(zāi)等特殊場(chǎng)合更是發(fā)揮著無(wú)可替代的通訊廣播作用。為了提升數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作性能，本文在對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了故障定位與處理、維護(hù)保養(yǎng)方法。在數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，應(yīng)該第一時(shí)間進(jìn)行故障定位，并根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和歷史經(jīng)驗(yàn)做出故障定位和排查；對(duì)于數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的不同組成部分，應(yīng)該采用不同的維護(hù)保養(yǎng)方法。只有提升發(fā)射系統(tǒng)的故障排查能力和維護(hù)保養(yǎng)水平，才能確保數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)始終高效工作。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)；故障排查；維護(hù)保養(yǎng)；發(fā)射機(jī)；激勵(lì)器

中圖分類號(hào)：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.011

廣播電視傳媒在社會(huì)生產(chǎn)生活中占據(jù)重要地位，不僅面向公眾傳播各種訊息，還是豐富社會(huì)精神生活的重要工具。廣播電視傳媒技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)型。過(guò)去，模擬信號(hào)發(fā)射方式簡(jiǎn)單，需要的配套設(shè)備較少，但是容易受到環(huán)境電磁噪聲的干擾，穩(wěn)定性難以滿足全天候使用的需求。數(shù)字信號(hào)的出現(xiàn)，極大提升了信號(hào)傳輸過(guò)程中的抗干擾能力，使電視內(nèi)容的顯示效果得到了明顯改善。但是，數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜，由大量的元器件和機(jī)電設(shè)備構(gòu)成，任何設(shè)備出現(xiàn)故障都可能影響到發(fā)射系統(tǒng)的基本功效。數(shù)字信號(hào)的地面?zhèn)鞑シ绞绞悄壳暗闹髁鳎哂袉挝焕锍虃鬏敵杀镜?、覆蓋面廣、在應(yīng)急救災(zāi)等特殊環(huán)境中具有強(qiáng)大的適應(yīng)性。因此，研究數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的故障辨識(shí)與處理方法，能夠提升系統(tǒng)正常運(yùn)行的穩(wěn)定性，是保證電視信號(hào)正常接收與播放的基礎(chǔ)。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)是有線電視、衛(wèi)星電視等傳媒方式的重要補(bǔ)充，其工作能力是電視節(jié)目市場(chǎng)占有率的重要保證。為了確保數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)始終工作在穩(wěn)定狀態(tài)，本文研究了數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)故障排查與解決方法，在分析了數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、主要特點(diǎn)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立了故障排查方案，并提出了一系列維護(hù)保養(yǎng)方法。

1. 數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)概述

1.1 基本結(jié)構(gòu)

數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)主要由前端設(shè)備和發(fā)射設(shè)備兩部分組成，各部分結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

在圖1所示的前端設(shè)備中，單頻網(wǎng)適配和編碼設(shè)備能夠確保發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率基本相同，從而實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋，實(shí)現(xiàn)發(fā)射技術(shù)由模擬向數(shù)字方式的升級(jí)，同時(shí)因?yàn)榭垢蓴_能力強(qiáng)而更適應(yīng)在當(dāng)前無(wú)線電信號(hào)復(fù)雜的社會(huì)環(huán)境中應(yīng)用；同步基準(zhǔn)信號(hào)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視信號(hào)的預(yù)處理，減少信號(hào)中的噪聲干擾，使信號(hào)便于發(fā)射和接收；復(fù)用器是數(shù)字電視系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行初始化設(shè)置，同時(shí)協(xié)調(diào)軟件和硬件的邏輯拓?fù)潢P(guān)系，確保軟硬件之間沒(méi)有時(shí)間延遲；信號(hào)傳輸適配設(shè)備協(xié)調(diào)信號(hào)發(fā)射與傳輸網(wǎng)絡(luò)以及接收端的接口關(guān)系，確保信號(hào)發(fā)射的穩(wěn)定性。在發(fā)射設(shè)備中，TS流接收器用于接收信號(hào)并實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換，便于信號(hào)在電視機(jī)等配套機(jī)器中顯示；反饋系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)信號(hào)進(jìn)行功率放大并面向傳輸網(wǎng)絡(luò)傳播；發(fā)射機(jī)包括功率放大器、激勵(lì)放大器、輸出濾波器、顯示單元和電源系統(tǒng)等，對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行濾波、功率放大處理；信號(hào)傳輸適配設(shè)備發(fā)揮與傳輸網(wǎng)絡(luò)和接收端的接口關(guān)系協(xié)調(diào)作用，將三者的信號(hào)制式進(jìn)行統(tǒng)一[2]。

1.2 主要特點(diǎn)

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)是在對(duì)傳統(tǒng)模擬電視技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，不同于有線電視、衛(wèi)星電視等電視傳播模式。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有更高的頻率利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)更廣闊的覆蓋范圍，可以兼顧偏遠(yuǎn)山區(qū)的電視信號(hào)接收需求。此外，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有更強(qiáng)的魯棒性，對(duì)復(fù)雜環(huán)境中的各種干擾具有強(qiáng)大的補(bǔ)償能力，能夠?qū)崿F(xiàn)電視信號(hào)的穩(wěn)定傳輸；在信號(hào)發(fā)射時(shí)可以實(shí)現(xiàn)加密處理，確保信息安全。

除了在正常環(huán)境中承擔(dān)數(shù)字電視信號(hào)的發(fā)射功能外，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)還適合在災(zāi)害等自然環(huán)境中應(yīng)用。一旦發(fā)生地震、海嘯、臺(tái)風(fēng)、洪澇等自然災(zāi)害，通訊網(wǎng)絡(luò)極易受到?jīng)_擊而癱瘓，此時(shí)基于通訊網(wǎng)絡(luò)工作的有線電視、衛(wèi)星電視等不能正常處理電視信號(hào)。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)基于地面和鄰近空間傳輸信號(hào)，受到通訊網(wǎng)絡(luò)的限制和影響較小。因此，在受到災(zāi)害等突發(fā)事故的現(xiàn)場(chǎng)，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)對(duì)于搶險(xiǎn)救災(zāi)、次生災(zāi)害處理、應(yīng)急指揮等具有重要的意義。

1.3 工作原理

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的工作過(guò)程，主要由壓縮編碼、復(fù)用打包、信號(hào)預(yù)處理與編碼、調(diào)制發(fā)射組成[3]。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的基本工作原理如圖2所示。

在圖2中，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)與視頻信號(hào)的無(wú)差異融合，之后按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮和編碼；復(fù)用打包時(shí)會(huì)融合其他信號(hào)；預(yù)校正會(huì)對(duì)混入信號(hào)源中的擾動(dòng)進(jìn)行降噪處理，提高信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量；復(fù)用打包和預(yù)校正完成之后，信號(hào)傳入發(fā)射設(shè)備進(jìn)行功率增強(qiáng)和激勵(lì)處理，之后進(jìn)行編碼和映射；最后加載到基帶上進(jìn)行發(fā)射。

2. 數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)常見(jiàn)故障與處理方法

2.1 故障排查方法

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)由一系列復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備構(gòu)成，這些設(shè)備內(nèi)部包含有大量的元器件，這些元器件不僅類型不一，而且相互之間接口關(guān)系復(fù)雜。對(duì)數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行故障排查，主要依據(jù)工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)施。

工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)一般設(shè)置在中心機(jī)房?jī)?nèi)，由專業(yè)人員進(jìn)行值守操作。工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)對(duì)音頻信號(hào)和視頻信號(hào)的發(fā)送與接收狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。一旦出現(xiàn)信號(hào)消失，或者信號(hào)變化峰值超過(guò)閾值設(shè)定，或者干擾使發(fā)射信號(hào)失真，立即啟動(dòng)報(bào)警裝置。報(bào)警裝置利用聲光警示的形式引起監(jiān)控人員注意。監(jiān)控人員接收到故障信息后，立即啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急預(yù)案主要承擔(dān)兩項(xiàng)功能，一項(xiàng)功能是切換備份模式，利用備份設(shè)備代替故障設(shè)備從而不影響電視發(fā)射系統(tǒng)正常工作，另一項(xiàng)功能是調(diào)取各種故障的歷史記錄文件，幫助值守人員快速進(jìn)行故障定位并組織專業(yè)人員進(jìn)行搶修[4]。

2.2 環(huán)境因素引發(fā)的電視信號(hào)接收效果不佳

在數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電視信號(hào)接收效果不佳的問(wèn)題。這類問(wèn)題的主要表現(xiàn)，就是電視出現(xiàn)“雪花”現(xiàn)象，或者出現(xiàn)畫(huà)面和聲音的卡頓。

出現(xiàn)這種問(wèn)題，需要從兩方面進(jìn)行處理。首先，對(duì)電視發(fā)射系統(tǒng)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有積雪、落葉等雜物要及時(shí)進(jìn)行處理。其次，需要加高電視天線與地面的距離，減少電視天線被障礙物遮擋的可能性，這樣才能確保信號(hào)接收正常。

2.3 交流電頻率不穩(wěn)引發(fā)發(fā)射信號(hào)不穩(wěn)定

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)受到交流電質(zhì)量的影響，尤其是工作頻率不穩(wěn)定時(shí)會(huì)引發(fā)發(fā)射信號(hào)出現(xiàn)波動(dòng)進(jìn)而影響信號(hào)的正常傳輸。一般來(lái)說(shuō)，交流電的工作頻率需要控制在50±1Hz，這樣才能確保電視信號(hào)穩(wěn)定發(fā)射和接收。

當(dāng)出現(xiàn)電視信號(hào)發(fā)射和接收失穩(wěn)現(xiàn)象時(shí)，需要對(duì)交流電的工作頻率進(jìn)行測(cè)量。可以利用示波器采集交流電網(wǎng)的電流質(zhì)量，對(duì)其工作頻率進(jìn)行測(cè)量。為了避免工作頻率不穩(wěn)定造成發(fā)射信號(hào)質(zhì)量下降，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中需要增加UPS電源。對(duì)信號(hào)傳輸適配設(shè)備進(jìn)行接口擴(kuò)展，將UPS電源接入適配設(shè)備后作為電網(wǎng)電源的備份。一旦電網(wǎng)電源出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，信號(hào)傳輸適配設(shè)備自動(dòng)切換至UPS電源供電。

2.4 發(fā)射機(jī)過(guò)熱現(xiàn)象

在正常工作狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)內(nèi)部集成有水冷設(shè)備，可以確保自助降溫并維持穩(wěn)定的溫度。但是，一旦出現(xiàn)元器件虛接的問(wèn)題，會(huì)使發(fā)射機(jī)出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。如果發(fā)射機(jī)過(guò)熱不及時(shí)處理，會(huì)影響信號(hào)的發(fā)射質(zhì)量，甚至?xí)绊懓l(fā)射機(jī)內(nèi)部元器件的使用壽命。

根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，發(fā)射機(jī)過(guò)熱的現(xiàn)象主要是由于中心細(xì)銅管與連接頭接觸不良，或者保險(xiǎn)管與管座接觸不良等引發(fā)的。對(duì)于發(fā)射機(jī)的工作溫度，可以利用紅外測(cè)溫設(shè)備定期進(jìn)行無(wú)接觸測(cè)量。一旦發(fā)現(xiàn)工作溫度持續(xù)上升且超過(guò)安全閾值，立即對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢查。重點(diǎn)檢查是否存在各種接頭接觸不良的事故隱患。此外，還應(yīng)該維護(hù)工作機(jī)房?jī)?nèi)的溫度值盡量保持恒定，避免因?yàn)闄C(jī)房?jī)?nèi)溫度過(guò)高而引發(fā)發(fā)射機(jī)過(guò)熱。

2.5 發(fā)射機(jī)功率異常故障

在數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)的功率直接決定了信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度與整個(gè)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。數(shù)字電視信號(hào)在激勵(lì)器中被進(jìn)行整合，之后經(jīng)過(guò)功率分配器進(jìn)入功率放大器進(jìn)行功率倍增。功率異常是電視發(fā)射系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)故障，主要有功率放大器輸出功率過(guò)大和反射功率過(guò)大兩種異常模式。

功率放大器輸出功率過(guò)大異常是由于內(nèi)部元器件的輸出功率和電流異常導(dǎo)致的。出現(xiàn)這種情況，工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)中的功率異常信號(hào)燈會(huì)頻繁閃爍示警。此時(shí)，需要對(duì)功率放大器的輸出功率進(jìn)行測(cè)試，或者檢查耦合器射頻口到控制單元發(fā)射功率口的連接件是否良好。對(duì)于功率放大器輸出功率測(cè)試值異常，需要協(xié)調(diào)專業(yè)人員進(jìn)行整機(jī)檢修；對(duì)于連接出現(xiàn)的問(wèn)題，要進(jìn)行緊固或者更換處理，如果仍然無(wú)法消除輸出功率過(guò)大異?，F(xiàn)象，則需要協(xié)調(diào)專業(yè)人員進(jìn)行處理[5]。

功率放大器反射功率過(guò)大異常是由于激勵(lì)器輸出功率超過(guò)設(shè)計(jì)功率，或者天線駐波比異常，或者耦合器PR口到控制單元REFL口連接異常等原因造成的。對(duì)于這些故障原因，工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)會(huì)給出原因定位。工作人員發(fā)現(xiàn)問(wèn)題故障后，應(yīng)該立即對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理?？梢允謩?dòng)設(shè)置激勵(lì)器的輸出功率為設(shè)計(jì)功率，調(diào)整天線駐波比，或者手動(dòng)插拔并重新連接耦合器PR口到控制單元REFL口之間的各組元器件，之后對(duì)功率放大器的反射功率進(jìn)行重新測(cè)量，直到反射功率值保持在正常值為止。

3. 數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)方法

3.1 加強(qiáng)對(duì)開(kāi)關(guān)電源和功率放大器模塊的維護(hù)

開(kāi)關(guān)電源和功率放大器模塊是數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中在線工作時(shí)間最長(zhǎng)的兩個(gè)模塊。除了對(duì)它們的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)外，還應(yīng)該定期做好維護(hù)保養(yǎng)。對(duì)開(kāi)關(guān)電源和功率放大器模塊進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，除了常規(guī)進(jìn)行清潔度處理外，還應(yīng)該對(duì)重要部件的連接部位進(jìn)行緊固。緊固時(shí)，需要避免對(duì)內(nèi)部元器件和連接線造成破壞。當(dāng)進(jìn)行插拔緊固時(shí)，需要對(duì)元器件的管腳進(jìn)行清潔，利用酒精等進(jìn)行擦拭。元器件管腳的潔凈度直接影響到信號(hào)的有效傳輸，是維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中容易被忽略的內(nèi)容。

3.2 加強(qiáng)對(duì)發(fā)射機(jī)和激勵(lì)器的維護(hù)

發(fā)射機(jī)和激勵(lì)器在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如果散發(fā)不及時(shí)會(huì)損害機(jī)器使用壽命。進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時(shí)，需要重點(diǎn)對(duì)機(jī)器設(shè)備的散熱性能進(jìn)行復(fù)查，檢查風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和噪聲，檢查水冷設(shè)備能否穩(wěn)定工作。此外，對(duì)發(fā)射機(jī)和激勵(lì)器的工作狀態(tài)需要做好記錄，對(duì)設(shè)備的工作電壓和電流波形進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)異常需立即進(jìn)行示警并調(diào)取歷史記錄進(jìn)行對(duì)比，判斷出現(xiàn)故障的時(shí)間點(diǎn)。對(duì)于激勵(lì)器的故障，應(yīng)該仔細(xì)檢查存在故障的激勵(lì)器的本振模塊盒和其中較重要的部位，從而準(zhǔn)確定位故障位置，分析激勵(lì)器故障原因并進(jìn)行維修，不斷提升維修效率。

4. 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用，尤其是在災(zāi)害等特殊現(xiàn)場(chǎng)。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能，因此容易出現(xiàn)故障。為了實(shí)現(xiàn)數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的高效使用，需要對(duì)故障模式進(jìn)行研究，并針對(duì)各種不同的故障現(xiàn)象建立歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題第一時(shí)間調(diào)取歷史記錄進(jìn)行對(duì)比，從而提升故障處理效率。對(duì)于數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)開(kāi)展維護(hù)保養(yǎng)具有重要的意義，不僅是延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的有效方法，也是減少故障率的重要措施。在電視信號(hào)傳播過(guò)程中，不斷優(yōu)化并提升信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是確保用戶完整接收信號(hào)的基礎(chǔ)，是提升電視節(jié)目收視質(zhì)量的重要保證。

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作者簡(jiǎn)介：蔡克強(qiáng)（1988—），男，遼寧北鎮(zhèn)人，工程師（專技十級(jí)），研究方向：廣播電視傳輸發(fā)射、調(diào)頻廣播數(shù)字電視數(shù)字微波發(fā)射機(jī)、天饋線系統(tǒng)。