700MHz地面数字电视移频发射机利旧改频可行性分析

李国新

包头市广播电视微波监测中心 内蒙古 包头市 014010

1 发射机改频技术可行性分析

按照电视工作波段分类，可分为米波（包括I、III波段）和分米波（IV、V波段）。此次国家700MHz移频规划相关波段为分米波段。早期的发射设备为了满足优异的指标，功放单元基本是按照波段来进行设计，这为利旧改频中的重点和难点的功放指标调整提供了可能。

1.1 发射机组成

包头市本地节目41CH使用的500W地面数字电视发射机由两台数字自适应校正激励器、系统控制器、两个350W功率放大器、两个2.5kW开关电源、六腔带通滤波器、分配/合成器、定向耦合器、风冷系统等组成。

500W数字发射机组成框图如图1所示。

图1 500W数字发射机组成框图

1.2 改频重点

1.2.1 激励器改造

激励器是整个发射系统的核心部分，承载着数字信号调制、变频、放大和驱动等功能。激励器工作频率为470～870MHz连续可调，符合GB/T 14433-1993规定。包头市广播电视微波监测中心使用的激励器内置中间推动级，在改频时需对激励器工作在33CH时进行指标测试，必要情况下对推动级功放单元进行匹配调试和功放管的静态偏置电压调整，以保证其在33CH工作时的线性指标。

1.2.2 功率分配合成器改造

数字500W发射机分配合成器采用3dB功率合成方式，通过采用宽边耦合带状线的方式实现，既满足了大功率的功率合成与分配，又保证功分器具有良好的隔离度，且电路体积较小。在改频时应将分配合成器进行指标测试，看是否满足改频后33CH发射机使用的要求，根据测试情况再重新调试或更换，以满足频响、隔离度、插损、阻抗匹配等指标的要求。本次改频带宽为64MHz，因此只需在原有基础上进行微调即可。

1.2.3 350W功放单元改造

350W功放单元是一个独立的插件，包含前级放大器、末级放大器、分配器、合成器、采样电路和监控电路组成，各单元电路均安装在一块散热基板，使用的场效应管为BLF888A。

末级功放改造是本次发射机改频项目重中之重，其技术指标可以影响到整机工作的稳定性、可靠性、以及整机的技术参数。在改频时除了对功放单元内部的分配合成部分进行调试外，还对功放电路板进行重新调试，例如将功放板上的老化电容进行了更换；对输出匹配电容进行调整；将功放管栅偏压进行调整使功放管静态电流工作在1.5A左右。

1.2.4 输出滤波器改造

滤波器单元其主要作用为提高带外谐波抑制能力，避免带外谐波干扰。一般均使用6腔带通腔体滤波器，在改频时应对各腔体重新调试，若改频频率超过滤波器设计带宽，只能更换处理。

1.2.5 定向耦合器改造

耦合单元为整机提供正反向检波电压、大环AGC控制电压、激励器校正所需的反馈射频信号及检测射频信号。当频率的改变引起耦合量的变化，导致检波电压、AGC电压和反馈信号的变化，在改频后需对其进行耦合量的调整，以便真实的反映发射机的工作状态。

1.2.6 系统控制器改造

系统控制器主要负责发射机和各功能组件的集中管理，承担主备激励器的切换，实现与功放、主备激励器、开关电源和远程PC机等的通信。在改频时只需要进行功率参数校准和保护门限的校正。

1.3 改频难点

此次改频由41CH改至33CH，难点在于要确保改频后的发射机各项指标符合国家标准。具体分析如下：

1.3.1 设备的稳定性

对设备改频前的运行情况应有充分的了解，机房环境是否理想，机房散热以及防灰尘条件是否良好，查阅以往工作日志，设备状态是否稳定。任何电子设备在运行时都有严格的温度范围要求，温度偏高会导致电子元件的性能降低，使用寿命缩短，降低绝缘性能，从而加速元器件及材料的老化，缩短设备的使用寿命。因此，在改频前应对发射机各部件的状态进行全面的检测和评估，对于一些老化的有隐患的元器件必须更换。

1.3.2 功放线性

末级功放改造是本次发射机改频项目重中之重，功放指标的好坏决定整机的指标好坏，影响接收用户的接收效果。为了满足末级功放改频到33CH上的良好指标，除了对功放单元里的分配合成进行调试外，还对功放板输出匹配电容进行调整，对场效应管的静态工作点进行调整，使功放管工作在线性区间。

1.3.3 功放效率

功放的线性度和效率是一对矛盾体，线性输出的结果是以牺牲效率为前提。因此在改频中除了要保证功放的线性外，还得保证功放的效率，在满足功放的线性指标的同时最大限度的提高功放的效率。

1.4 指标测试

发射机改频时主要对功放的频响、整机的带肩比和MER进行测试。

频响测试框图如图2所示。

图2 功放频响测试框图

发射机改频前功放频响如图3所示。

图3 改频前功放频响

改频后功放频响如图4所示。

图4 改频后功放频响

改频后发射机主要指标测试：

（1）带肩比指标如图5所示；

图5 改频后发射机带肩比指标

（2）MER指标如图6所示。

图6 改频后发射机MER指标

通过改频后实测指标与国家标准对比，改频后的设备指标和性能完全符合要求并完全满足备机应急播出。主要指标比较如表1所示。

表1 改频后发射机主要指标与国标对比

2 发射机利旧改频效益分析

此次改频是利用包头市更换下来的本地41CH改频到33CH备机，改频带宽64MHz。改频的带宽不是太宽，大部分设备可以利旧，只需要进行二次调试和校准，主要是保证功放的指标以及整机的指标。通过利旧改频所产生的效益：（1）利旧改频这种方式较购置一部新发射机大约节约资金20%～40%。在旧设备状态良好的情况下，通过改频做法对其作为备机使用完全可行，同时达到节约资金和避免浪费的目的。尤其对资金不充裕的地区而言，经济效益明显。（2）对利旧设备进行改频需要设备拆装、调试、试机等工序，这是难得的技术交流、实操练手和业务提高的机会，对促进本单位技术人员技术维护经验积累和技术维护能力提高都有很大作用。

结束语

通过发射机利旧改频实践，从技术方面而言数字发射机的改频思路可行。改频前要对被改频发射机进行技术评估，原则上设备整体状况良好、关键指标优良。要寻求与专业厂家的合作，主要解决技术工艺、精密仪器的使用，确保指标调整、测试精准达标。