摘要：地面數(shù)字電視發(fā)射機通過調(diào)制和解調(diào)實現(xiàn)信號傳輸，但在實際運行中可能會遇到各種問題。本文介紹了地面數(shù)字電視發(fā)射機的基本原理，并針對地面數(shù)字電視發(fā)射機常見故障及產(chǎn)生原因進行分析，最后提出了相應的處理措施，旨在為維護人員故障排查工作的有效開展提供參考。

關鍵詞：地面數(shù)字電視；發(fā)射機；維護檢修；故障處理

一、地面數(shù)字電視發(fā)射機整機工作原理

地面數(shù)字電視發(fā)射機通過數(shù)字化激勵器將電視視頻和語音節(jié)目碼流進行調(diào)制、輸出，調(diào)制信號經(jīng)預放單元送入功放單元并逐級放大，通過濾波器裝置進行諧波處理，從天饋系統(tǒng)發(fā)射出去。地面數(shù)字電視發(fā)射機具有智能化、新型化和模塊化等特點，可全頻段覆蓋數(shù)字電視工作頻道，工作于單頻網(wǎng)和多頻網(wǎng)模式。在700M頻率遷移項目中積極貫徹模塊化、組合化設計準則開展設計工作。設備主要由主備激勵器、授時器、顯控單元、預放單元、功放單元、電橋合成器、濾波器、電控單元等組成。設備設計原理框如圖1所示。

二、地面數(shù)字電視發(fā)射機技術優(yōu)勢

（一）采用全固態(tài)技術

預放單元采用兩級放大電路，第一級選用AMPLEON公司LDMOS管BLF881S，放大電路工作在470MHz～702MHz寬頻段，數(shù)字調(diào)制輸出功率為30W，實際使用要求最大輸出小于2W，功放管BLF881S工作在線性區(qū)，保證了輸出線性指標。第二級選用AMPLEON公司LDMOS管BLF989并聯(lián)使用，采用AB類電路形式，BLF989單管在DVB-T制式下平均輸出功率為150W，并聯(lián)降額使用，可靠性高，線性指標好。功放單元是一個獨立的全熱插拔插件，功放管采用AMPLEON公司新推出的LDMOS管BLF989E，采用DOHERTY電路形式，由 2個180W功放模塊并聯(lián)，合成后滿功率輸出達350W。發(fā)射機整機采用AMPLEON公司的新型LDMOS管完成整機射頻信號放大。新型LDMOS管穩(wěn)定性好，增益大，抗駐波比能力強，峰值功率高，偏置電路簡單，線性度好，效率高。整機采用全固態(tài)技術，性能穩(wěn)定、可靠性高、故障率低、方便維護。

（二）寬帶合成技術

寬帶合成電橋駐波比小于1.1，模塊合成插損小于0.3dB，整機合成插損小于0.5dB，整個發(fā)射系統(tǒng)合成損耗小，整機效率提升，同時整個系統(tǒng)不會因為某一個模塊故障而造成整機停播，提高了整個發(fā)射系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

（三）高效寬帶功放設計及保護措施

末級功放管采用AMPLEON公司新推出的目前該頻段單管性能最好的功放管LDMOS管BLF989E，電路采用DOHERTY電路形式，在470～702M頻率范圍內(nèi)可實現(xiàn)平坦度為±0.5dB，單板效率超過45%。與數(shù)字預失真（DPD）配合使用提供極高的線性度，從而滿足以極低的誤碼率傳輸數(shù)字電視信號的需求，可顯著降低大功率電視發(fā)射機的能耗，從而節(jié)省電力運行成本。

寬帶功放設計中，功率放大管射頻輸入、輸出均有耦合電路采集輸入功率的大小以及輸出功率及反射功率的大小，完成駐波比報警、過激勵報警相關電壓信號采集；功放內(nèi)采用負溫度系數(shù)熱敏電阻實時采集功率放大器溫度的變化，實現(xiàn)功放溫度報警信息采集；通過采樣電阻轉換電壓，采集單功放模塊的靜態(tài)電流、發(fā)射工作電流，實現(xiàn)操作界面的電流報警控制；同時，實時采集合成電路平衡電阻的溫度，為不平衡報警作出相應的決策。當出現(xiàn)駐波報警、不平衡報警、溫度報警、過激勵報警時，功率放大器內(nèi)的控制處理板，自動切斷功放的柵極電壓，實現(xiàn)自動保護，同時將該功率放大器的報警信息送至整機主控制板。功率放大器模塊的自動保護功能，很好地保證了因外部原因或者重要故障造成模塊各電路單元的進一步損害，同時為功放模塊的熱插拔提供重要保證。

（四）多方位冗余設計

激勵器使用雙配置，單激勵器雙碼流備份且無縫切換、內(nèi)外頻率源自動選擇，保證了從基帶TS輸入數(shù)據(jù)碼流到符合標準中規(guī)定的RF信號的可靠轉換，降低了整機射頻輸入故障發(fā)生的概率。

功放并聯(lián)冗余設計，1kW整機4個功放單元，每個功放單元采用2只BLF989E并聯(lián)使用，實際整機功率容量超過1300W，冗余量超過30%，整個發(fā)射系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定。整機采用2臺開關電源向功放均流供電，支持熱插拔，方便維護，功率容量達到6kW，冗余量超過100%，任一電源模塊出現(xiàn)故障，不影響整機滿功率播出使用。數(shù)字式帶通濾波器，功率容量不小于1500W，功率冗余50%，可靠性高，能適應西藏高海拔地區(qū)的應用，不會出現(xiàn)工作溫度過高的情況。

（五）發(fā)射機采用全新設計的數(shù)字預失真技術（DPD）

利用高度快速的采樣技術對濾波器后的射頻反饋信號進行精細捕捉，結合數(shù)字信號處理能力，該系統(tǒng)能夠智能化地預處理基帶信號，有效修正射頻功率放大器輸出級的線性與非線性失真問題。這項技術不僅能夠校正射頻功率放大鏈路的線性或非線性失真，還能對由輸出級無源元件（如合成器、濾波器）引起的線性失真進行學習，從而形成特定的預失真數(shù)據(jù)模型，這種雙重修復功能可以顯著提高發(fā)射系統(tǒng)的性能和信號質量。

（六）發(fā)射機采用雙模授時

發(fā)射機配置了一個GPS/北斗雙模授時器，可同時接收GPS系統(tǒng)和北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星信號，當其中一套系統(tǒng)失效時能自動切換到另一套系統(tǒng)繼續(xù)穩(wěn)定工作，從而為激勵器提供精準的外部時鐘源，保障單頻網(wǎng)時間同步，避免交疊區(qū)域信號干擾。

三、地面數(shù)字電視發(fā)射機常見故障及產(chǎn)生原因

（一）硬件故障

數(shù)字電視發(fā)射機-BLF989E的硬件故障通常表現(xiàn)為設備無法正常啟動、輸出功率下降或無輸出。這類故障可能是由于設備內(nèi)部元件老化、損壞或連接不良所引起。例如，電源故障可能導致設備無法正常啟動，功放管損壞可能導致輸出功率下降或無輸出。

（二）發(fā)射機電源故障

電源線路是數(shù)字電視發(fā)射機正常工作的基礎。如果電源線路出現(xiàn)故障，如斷路、短路等，就會導致發(fā)射機無法正常工作。數(shù)字電視發(fā)射機的電源模塊是核心部件之一，如果電源模塊出現(xiàn)故障，如損壞、性能下降等，就會導致發(fā)射機無法正常工作。數(shù)字電視發(fā)射機的電源通常具有過流、過壓、欠壓等保護功能，如果這些保護功能失效，就會導致發(fā)射機無法正常工作。

（三）功放單元故障

在功放單元中，采用LDMOS功率晶體管作為放大元件。這些元件能夠將輸入的微弱信號放大成較強的輸出信號，從而滿足發(fā)射機的需求。因此，需要利用放大器對信號進行放大處理，以獲取充足的射頻功率。經(jīng)過放大處理后的信號，能夠提供足夠的能量，確保信號能夠有效地傳輸至天線，并由天線將信號輻射至目標區(qū)域。

要確保功放設備的正常運行，首先要密切關注模塊的故障類型，以便及時發(fā)現(xiàn)并處理問題。一旦發(fā)現(xiàn)功放電源出現(xiàn)故障，比如柵壓工作異常或電壓突然斷電等情況，需要迅速檢查電源的連接情況。有時候，可能只是簡單的插拔問題，而有時候則可能需要更換晶體管電源芯片或濾波電容。

其次，功率放大模塊可能會遇到各種問題，比如過溫、過載、過激勵等。其中，過溫告警的出現(xiàn)往往與風冷系統(tǒng)的故障緊密相關。因此，在處理此類問題時，必須重點關注風機的工作狀態(tài)和風道的通暢，確保其正常運行。

最后，要關注射頻鏈路信號問題。如果遇到激勵告警的問題，往往是由于激勵器的信號輸入出現(xiàn)了故障。這時需要對激勵器的功率以及分配器的工作狀態(tài)進行仔細地檢查。為了解決這個問題，可以降低激勵器的功率，同時更換分配器與連接線，以確保設備的正常運行。如設備過載警告，需要對吸收負載進行細致的檢查，確保其性能良好且與系統(tǒng)相匹配。同時，硬饋連接的穩(wěn)定性也是關鍵因素之一，需要進行嚴格的測試和調(diào)整。此外，對天線駐波比的檢查同樣不容忽視，因為它的數(shù)值大小直接關系到信號的傳輸質量和通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性[3]。

（四）發(fā)射機激勵器故障

數(shù)字激勵器由于其高度的精密性，使得維護工作相當困難。為了保證電視信號的穩(wěn)定傳輸，數(shù)字電視發(fā)射機普遍采用雙激勵器的工作模式。工作激勵器發(fā)生故障的典型的表現(xiàn)是輸出功率的不穩(wěn)定或完全喪失，可能導致電視播出畫面出現(xiàn)信號丟失或畫面模糊等狀況，嚴重影響觀眾的觀看體驗。在檢修維護環(huán)節(jié)中，需要借助頻譜分析儀，對信號的調(diào)度和失真情況進行對標檢查。此外，還需對激勵器的臺站配置參數(shù)進行核查，以便更精確地定位故障原因，及時進行修復。

四、數(shù)字電視發(fā)射機故障檢修與處理

（一）硬件故障及處理方法

散熱故障：長時間運行可能會導致散熱不良，引起設備過熱。應定期清理散熱器，確保設備散熱性能良好。如發(fā)現(xiàn)散熱風扇停轉或散熱器嚴重積灰，需立即更換風扇或清理散熱器。

傳輸故障：信號傳輸過程中出現(xiàn)中斷或不穩(wěn)定現(xiàn)象，可能是傳輸鏈路存在問題。檢查信號線連接是否牢固，傳輸設備是否正常工作，如有問題需修復傳輸鏈路或更換故障設備。

激勵器故障：激勵器無法正常工作，會導致信號調(diào)制出現(xiàn)問題。故障處理方法是，檢查激勵器是否正常連接，調(diào)整相關參數(shù)設置，如有問題需更換激勵器或修復相關參數(shù)配置。

（二）電源故障的處理方法

檢查電源線路：首先要做的就是檢查數(shù)字電視發(fā)射機的電源線路，這是確保設備正常運轉的關鍵環(huán)節(jié)。電源線路的連通性對發(fā)射機的運行至關重要，一旦發(fā)現(xiàn)有斷路或短路的情況，必須立即采取行動。對于斷路的線路，需要進行修復；對于短路的線路，如果無法修復，可能需要更換新的線路。這樣的處理方式能夠確保電源的穩(wěn)定供應，為數(shù)字電視發(fā)射機的正常運行提供保障。

在檢查電源線路的過程中，還需要關注其他可能影響發(fā)射機正常工作的因素。例如，應檢查電源插頭是否緊固，避免因插頭松動導致斷電或接觸不良的情況發(fā)生。此外，工作人員還需檢查電源線的絕緣層是否完好，以防因絕緣層破損而引發(fā)安全問題。這些細節(jié)的處理對于保障發(fā)射機的正常工作和人員安全都是至關重要的。

檢查電源模塊：電源模塊正常是電子設備正常運行的基礎，一旦確認電線沒有問題，下一步就是檢查電源模塊。電源模塊的重要性不言而喻，一旦出現(xiàn)故障或性能下降，必須及時處理。輕微問題可以通過專業(yè)維修解決，如果無法修復，則需要更換新的電源模塊。

檢查電源保護功能：在確認電源線路和模塊均無異常后，應進一步探查電源的保護功能是否如常運作。針對可能出現(xiàn)的電流過大、電壓過高或過低等問題，必須迅速做出反應，調(diào)整或更換相應的保護元件，以防電源設備受到損害或引發(fā)故障。

（三）功放單元檢修

在地面數(shù)字電視發(fā)射機中，為了確保信號的穩(wěn)定傳輸，通常會采用多級功率晶體管。這些晶體管的作用在于將信號進行逐級放大，使得信號的能量水平得到顯著提升。在發(fā)射機系統(tǒng)的初步測試階段，功率放大裝置表現(xiàn)正常，沒有發(fā)生任何異常狀況，將會降低系統(tǒng)后續(xù)運行過程中發(fā)生故障的可能性。

在遭遇嚴重故障時，技術人員需要采用科學的方法對功率放大裝置進行全面的檢修。首先，需要在斷電情況下測量功率管對地阻抗是否正常這一關鍵問題。其次，技術人員應注意功放管的工作信號參數(shù)，如靜態(tài)電流、工作電流等，察覺到參數(shù)不在正常范圍內(nèi)，應立即檢查驅動電路，或者電源電路的狀態(tài)，并處理不良的問題。其次，控制電路檢查是維修的關鍵環(huán)節(jié)，一定要對功放單元的環(huán)境參數(shù)和運行參數(shù)進行仔細檢查，并且要結合CAN總線傳輸檢測的結果進行故障的診斷和修復 [4]。

（四）冷卻裝置檢修

冷卻方式：發(fā)射機所有大功率器件都集中在發(fā)射末級功放單元，功放單元的冷卻散熱系統(tǒng)是保證整機功放可靠性的關鍵。通過采用優(yōu)質鋁擠壓型材散熱器、軸流風機并聯(lián)使用、使用紫銅焊裝功放單板、使用獨特的回流焊技術將功放管焊接在紫銅板上、使用石墨烯實現(xiàn)功放模塊快速散熱、設計合理的風道等，實現(xiàn)設備的高效散熱，提高設備的可靠性。

散熱器設計：根據(jù)傳熱學原理，由對流換熱方程和能量平衡方程，根據(jù)散熱器的相關設計準則，對散熱器齒厚、齒的形狀、齒間距、基板厚度進行優(yōu)化。大功率器件與安裝表面之間的接觸熱阻應當控制在最小范圍內(nèi)。影響接觸熱阻的因素主要有表面粗糙度、平面度、接觸面積及接觸面之間的壓力等，因此在設計散熱器時，可采用鋁擠壓型材散熱器，在安裝發(fā)熱元器件處的表面經(jīng)高速銑削，精加工及研磨拋光。

五、結束語

地面數(shù)字電視發(fā)射機的高效穩(wěn)定運行直接關系到地面數(shù)字電視的播出質量和效率。因此，臺站維護人員必須深入理解地面數(shù)字電視發(fā)射機的各項功能、核心組件及其特性，以提升自身的檢修技能和標準。需要建立健全的發(fā)射機維護管理機制和巡檢計劃，確保在發(fā)射機使用和維護過程中遇到相關問題均能夠得到及時有效的處理，從而保障發(fā)射機的穩(wěn)定運行。

作者單位：王海平 海華電子企業(yè)（中國）有限公司

參考文獻

[1]GB20600-2006數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結構、信道編碼和調(diào)制[S].

[2]GB/T28431-2012地面數(shù)字電視傳輸流復用和接口技術規(guī)范[S].

[3]張輝.數(shù)字電視發(fā)射機組成及故障維護[J].科技創(chuàng)新與應用，2022，12（07）：41-43.

[4]王先勇.探討地面數(shù)字電視發(fā)射機功放運行原理及其故障維護[J].科技與創(chuàng)新，2023，（11）：157-159.

[5]劉麗.地面數(shù)字電視發(fā)射機的維護檢修及故障處理[J].電子元器件與信息技術，2022，6（03）：165-167.