广播发射台数字卫星接收机工作原理和常见故障的分析与处理

詹胜旋

摘 要 本文简要分析介绍了直属发射台配置的ACS1240系列数字音频卫星接收机工作原理，结合工作中接收机出现的常见故障进行了分析，对故障排查处理过程分别作了阐述。

关键词 发射台 节目传输 数字卫星接收机

中图分类号：TN948.55 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.06.012

Radio Transmitting Digital Satellite Receiver Principle and

Common Faults Analysis and Processing

ZHAN Shengxuan

（State Press and Publication Administration of Radio Qiliuyi Tai， Yong'an， Fujian 366000）

Abstract This article describes a brief analysis of the immediate launch pad configuration ACS1240 series of digital audio satellite receiver works， combined with common failures occur in the receiver were analyzed， elaborated， respectively troubleshooting process.

Key words transmitting station; program transmission; digital satellite receiver

0 引言

随着科学技术发展，音频信号传输已由抗干扰性强、失真小、传输距离远、保密性强、没有噪声积累的集成化数字传送，取代了保密性差、易被窃听、抗干扰能力弱的模拟传送。就数字卫星信号而言，采用的是高符码率传输，地面接收通过解码获取高品质、高质量、信噪比达标的音频信号;而模拟信号虽然低于门限也有信号输出，但由于抗干扰能力弱输出达不到所要求的信噪比。为此，数字卫星通讯已成为当今通讯领域首选。直属发射台节传机房节目源为C波段卫星70套中央广播节目和Ku波段卫星70套中央广播节目。采用的接收设备是DVB数字音频卫星接收机。在此，就DVB数字卫星节目标准和ACS1240A系列数字音频卫星接收机工作原理、功能、特点、应用等进行探析，希望与同行交流提高。

1 数字音频卫星接收机工作原理

直属发射台节传机房所用数字音频卫星接收机的型号为ACS1240AT（或ACS1240A）。数字音频卫星接收机原理框图如图1所示。由图可知，数字音频卫星接收机包括调谐器、第二中频信号解调、信道解码、MPGE-2传输流解复用、MPGE-2音频解码和模拟音频信号处理。以下就各主要模块原理及作用做简要介绍。

1.1 信道接收模块

C波段或Ku波段的卫星下行信号由天线接收，经过LNB放大和下变频，形成第一中频信号（频率在950～2150MHZ内），经电缆送到接收机的调谐器，高频调谐器根据所需接收的频率，通过PLL（锁相环）环路控制本机振荡器频率，把输入信号变频成第二中频信号，送到正交相干检相器分解出I、Q两路模拟信号，经过A/D转换器再把这两路模拟信号分别转换成6比特的并行数字信号，进入QPSK解调电路和信道纠错电路。

QPSK为四相移键控或四相移数字调制，载波有0+0，0+ /2，0+ ，0+3 /2四种相位状态，0可以是0或 /4。载波的四种不同的相位分别与一个双比特码元相对应来实现四相调相，双比特码常用自然码00，01，10，11和循环码00，01，11，10。

匹配滤波器用来完成升余弦滚降形状的脉冲形成滤波变换（ = 0.35DVB），对通道线性失真进行均衡，减少码间干扰。

信道纠错部分包括维特比（Viterbi）卷积解码、同步字节解码、卷积去交织和RS解码。Viterbi解码可对误码率（BER）为10-1～10-2的数据流行进行纠错，以达到BER为10-4。同步字节解码可识别MPEG-2同步字节，为去交织提供同步信息，同时辨识出QPSK解调器的0/ 相位模糊。卷积去交织将维特比内码译码器输出的数据流突发错误字节离散化，提高RS外码译码器纠正突发错误能力。RS解码主要对突发性片状误码进行纠错，以达到BER优于10-10的结果。

信道解扰的作用是将加扰的数据流恢复为符合MPEG-2标准的传输流（TS），每个数据包为188个字节。

使用分组码或卷积码来纠错的前向纠错技术（FEC），它能使差错率得到显著改善。

标准规定：维特比译码输出误码率为2.0E-4时

当FEC=1/2时，Eb/No 门限值≤4.5dB;当FEC=2/3时，Eb/No 门限值≤5.0dB;

当FEC=3/4时，Eb/No 门限值≤5.5dB;当FEC=5/6时，Eb/No 门限值≤6.0dB;

当FEC=7/8时，Eb/No 门限值≤6.4dB。

Eb/No： Eb为二进制码元信号能量;No为单位频谱的噪声功率。

1.2 解复用模块

通常TS码流是一种多路节目数据包（包含视频、音频和数据信息）按MPEG协议复接而成的数据流。因此，在解码前，要先对TS流进行解复用。根据所要收视节目的包识别码（PID）提取出相应的视频、音频和数据包，恢复出符合MPEG标准的打包的节目基本流（PES）。滤除传输包的包头和调整段，找出有效载荷，按一定次序连接，组合成PES流。这里需注意的是：数字音频卫星接收机不对视频数据包进行提取，恢复的PES不含视频信息。

系统时钟为27MHZ，由压控振荡器（VCXO）产生，通过提取码流中的节目时钟基准（PCR）控制PLL环路，使数字音频卫星接收机的系统时钟和输入节目的时钟同步。

1.3 MPGE-2音频解码模块

PES数据包送到MPEG-2音频解码器芯片解压缩，生成AES/EBU音频数据流。左右声道的模拟信号来自解码后的数字音频经另一片集成块完成模数转换、再进行平衡放大后的音频信号。

2 数字音频卫星接收机功能

ACS1240A系列数字音频卫星接收机是发射台配备的节目源专用卫星广播接收机，由北京汇迅高科电子技术有限公司生产。在此，以此为例对数字音频卫星接收机的各项功能进行论述。图2是ACS1240A接收机结构图。

ACS1240A系列数字音频卫星接收机，均可自动搜索接收DVB-S信号中的音频节目和电视伴音节目，并将新搜索到的音频节目参数存入到接收机中，通过手动设置调整播出节目。

ACS1240A系列中的ACS1240AT为运行图专用数字音频卫星接收机，除具有一般数字音频卫星接收机所有功能外，还具有节目运行图功能，接收机可按照预先存入到接收机中的节目运行图实现自动切换播出。节目运行图可通过监控软件编辑完成后提前下载到接收机存储器中，运行图存入接收机后，即便接收机出现断电，节目运行图也不会丢失。

用户通过PC机远程监控ACS1240A系列音频数字卫星接收机，只要建立卫星接收机后面板的RS232插座与计算机串口通讯即可。连接器采用孔接口，可以连接一个终端设备（如计算机等）。

ACS1240A系列数字音频卫星接收机模拟接口最大输出为+22dBu，平衡接口，采用两个针连接的XLR，分别连接左右声道。

ACS1240A系列数字音频卫星接收机数字输出接口为平衡输出，支持AES/EBU格式，满刻度电平是对应模拟信号电平的+22dBu，采用一个针连接的XLR输出。

3 数字音频卫星广播接收机主要指标及主要参数的操作

（1）卫星传送数字广播节目运行主要指标包括：主要有通路的噪声、通路信噪比、失真度、频率响应等，其运行指标标准如表1所示。

表1 数字音频卫星广播接收机主要指标

接收机噪声电平是接收机加电但未接入射频信号时，输出端测得的噪声电平;卫星通路噪声电平是接收机通路在无节目信号输出端所测的噪声电平，它是卫星广播节目传送系统处于运行状态下各部分静噪声之总和。

（2）ACS1240A系列数字卫星广播接收机主要参数的操作：

本振频率修改：按下《菜单》，输出<主菜单>后，按▲▼键选择<节目设备>，按下【确认】，然后按▲▼选择<修改本振频率>，再按确认进入，按《菜单》则修改操作。进入修改本振频率菜单后，按 键选择修改，按▲▼修改参数，完成后按确认键确定并退出。C波段本振频率参数显示为：5150（单位MHZ）;KU波段本振频率参数显示为：11300（单位MHZ）。

节目参数的修改：按下《菜单》，弹出〈主菜单〉后，按▲▼键选择〈节目设置〉，按下【确认】，然后按▲▼键选择〈修改节目参数〉，再按【确认】进入，按《菜单》则取消操作。

进入修改节目参数菜单后，按 键移动光标，按▲▼修改参数，修改完成后，按【确认】键确认。参数项目内容显示，节目： ZY1 stero （9个字符）; （2）下行频率：C波段 041750 （单位  0.1MHz）;KU波段 126295 （单位 0.1MHz）;（3）符号率： 18000 （单位 1KSPS）（4）极化方向：在“水平/垂直”选项中选“垂直”;（5）22K控制：在“开/关”选项中选择“关”;（6）音频PID：0050 （16进制）。提示：对节目名称的修改只支持A-Z，a-z，0-9和空格共63个字符。

删除节目操作：按下《菜单》键，弹出〈主菜单〉后，按▲▼键选择〈节目设置〉，按下【确认】，然后按▲▼键选择〈删除节目〉，再按【确认】。先用▲▼选好要删除的节目，再按 键，此时被选中的节目前出现“#”号或“X”号标记，然后按【确认】完成删除操作，按《菜单》则取消操作。提示：当执行删除操作时，删除只剩最后一个节目时，则该节目不能被删除。

4 常见故障分析

（1）故障现象：接收信号监测声音出现停顿现象。

故障原因：①由雨衰或雪衰造成信号太弱所致;②电气连接是否接触良好;③接收机本身故障。

故障排除：依次排查后，将此接收机断电重启，同步后正常。

（2）故障现象：C波段所有卫星接收机无卫星信号。

故障原因：高频头损坏;高频电缆问题;功分器故障。

故障排除：更换损坏器件。

（3）故障现象：Ku波段卫星接收信号全是杂音，前面板LOCK灯亮红色。

故障原因：接收机无卫星信号。

故障排除：检查室外天线、高频头、有源功分器是否正常;更换损坏器件。

（4）故障现象：ACS—1240A接收机没有信号输出，接收机上三个指示灯中上、下两指示灯灭，中间指示灯亮。

故障原因：接收机上指示灯为电源指示， 中间指示灯为故障指示，下指示灯为锁定卫星信号指示，根据上指示灯灭说明没给接收机加电或电源不正常，下指示灯灭说明输入信号无卫星信号输入或接收机内的卫星参数错误;中间指示灯亮说明接收机有故障。

故障排除：更换接收机。

（5）故障现象：卫星接收机提示“无卫星信号”。

故障原因及排查处理：出现这类情况应从以下几方面逐项检查：①天线是否对准卫星;②天线电气连接是否可靠;③是否有LNB供电;④LNB供电电压是否正常;⑤卫星参数是否设置正确;⑥卫星节目是否在正常播放;⑦下行频率与LNB本振频率之差是否是950～2150MHz范围内，如果不在的话，请选择相对应频段的本振频率;⑧是否处于下雨，日凌，下雪的时间;⑨有源功分器是否损坏。

5 结束语

综述以上对数字音频卫星广播接收机工作原理、功能及主要参数、指标的分析介绍及常见故障分析。希望对专业从事卫星数字广播节目源传输的技术人员，在设备使用和维护方面有一定的借鉴作用。由于水平有限文中难免存在不足之处，还望同行指正。

参考文献

[1] 李栋.数字音频广播.北京：北京广播学院出版社，2001.

[2] 刘修文.卫星数字电视接收机的使用与维护.北京：人民邮电出版社，2002.

[3] 高峰.数字音频广播与数字高清晰度电视.中国广播电视出版社，2003.