冯 勇 熊金超 杨 睿 谢诗萍 陆 田
意大利RVR系列调频发射机(下文简称“RVR发射机”)是广西大部分广播电视无线发射台站的主要机型。作为广西调频类广播信号传播的“普遍存在型”发射机,RVR发射机在长期的播出发射过程中极少出现因机器问题而造成的安全播出事故。由此可知,该产品的发射机在无线播发性能和运行稳定性上均具备一定的优势。对此,笔者就RVR系列调频发射机的产品特性与实际应用情况进行探讨。
广西较为普遍的RVR发射机主要有激励、发射为一体的300W/1kW发射机,以及“激励器+功放设备”组成的3kW/5kW/10kW发射机等类型。其整体结构与常规调频发射机的结构大体相同(如图1所示),主要采用“激励器+功放”或单“激励器(小型发射机)”的播发方式。该产品的特性优势体现在以下三方面。
图1 RVR调频发射机简易流程图
RVR发射机有着高集成度模块化的优势。与部分同时代的调频发射机相比,该产品的设备组件将“控制+电源+射频”多模块集成常规化。技术人员在组装和拆装发射机时,均不用考虑功放电源、风机等设备的接入问题。而且,该产品在维护及更换组件时更为直接,具体表现为拆装一步到位,免去了排查功放电源、外置线路等操作,节省了操作时间和操作空间。以TEX300LCD/S 300W调频发射机为例(如图2所示),TEX300LCD既可在大功率发射机里作为激励器使用,又可在乡镇台站直接作为发射机使用。300W功率的激励器结合内部低通滤波,使谐波在符合国标的情况下直接上天线发射无线信号。
图2 TEX300LCD/S 300W激励器/发射机
对于分秒必争的安播来说,其理想状态是发射机能够快速上功率执行播出任务。与其他发射机相比,RVR发射机的开机速度较慢,但所置换来的是详细的开机自检功能。对普通发射机来说,开机速度快意味着自检功能慢甚至无自检系统。这会使得机器在开启时察觉不出或者不能在第一时间发现问题。而RVR发射机是典型的开机速度较慢的机器。该机器在启动时,先让自检程序将发射机内部各功能系统配件捋一遍,当存在问题时直接进行处理或者亮灯警告,抑或多次重复自检,在处理无效后停止自启。RVR发射机的这一特性与内置控制板会基于实际输出的反馈机制来调整AGC。当发生问题时,发射机会亮警示灯或自动降功率播出,或者会在播出中掉功率数秒后恢复稳定功率/降功率播出。此过程不影响其他模块与电路的运行,短期内能让技术人员在发觉告警状态或降功率状态下拥有较为充裕的时间以排查故障。
与众多发射机一样,RVR发射机外表包装及配置均为密封型和内置散热型,都能在一定程度上隔绝灰尘并通过内循环来散热降温。其使用寿命长的特性很大程度上归功于巧妙的电路设计。与其他发射机功放一样,RVR发射机功放板的功放部分均由一定数量的射频高功放模块组合而成。不过,RVR发射机的电路设计及供电供压处理、稳压和限流处理做得十分成熟:诸多线路重要部位和节点都配有点电位的保险丝/保险管,在发生故障或降功率时,若只是单一设备的子模块发生故障,大概率检修只要更换保险即可。该设计具有两大作用,一是加强技术人员对机器设备的保险维护检查频率,二是从大方向上降低线路板的损坏概率,延长发射机的使用寿命。
因RVR系列的调频发射机类型较多,且详细的参数性能、配件型号等涉及产品核心数据,故在性能与设备这一部分,笔者主要针对技术人员所了解的部分RVR产品发射机的设备型号和维护RVR发射机需注意的内容来展开分析。
不同型号设备存在的配件差异情况如表1所示。
表1 不同型号存在的配件差异
发射机的配件内容可从音频输入盒、功放盒、电源模块、电源功率因数板、RF射频模块板等工作原理及故障检修入手。此类部件尤其是RF射频模块板和电源模块在正常播发时遇到故障的概率相对会更高一些。
激励器产品的好坏决定了信号在转化后呈现的音质好坏、清晰度以及响度、饱满度等,是影响发射机整机播发中信号质量和音质的关键一环。但与功放不同的是,激励器可在不同功率、不同品牌间进行代替更换(原则上输出为射频信号均可)。因此,在RVR系列的激励器里,笔者主要对PTX30 LCD、PTX100 LCD、TEX300 LCD这三款产品的参数进行对比说明,如表2所示。
表2 不同型号激励器的部分参数
在目前的国标要求中,调频信号主要为立体声道播出。因此,笔者主要列出了三个激励器型号中立体声工作部分的性能参数。不难看出,在RVR产品的激励器中,其频率稳定性、频率响应(频响)、互调失真等性能其实相差不大,但其在立体声信噪比、立体声隔离度上是有所差异的。常规情况下,该信号与噪声的比例越大,其受到的噪声干扰越弱。而在立体声分离度上,其信号强度越强,则对应的左右声道中一条通道内的信号电平与泄漏到另一通道中去的电平之差越大,立体感会越强。如若对激励器的使用不做要求,则任意一款激励器都可满足播出要求。在有选择的情况下,应尽可能地选用列表里性能参数较高的设备。
RVR发射机大多使用PJ型号开头的功放。根据经验及实践总结,经过查看对比PJ3500M-C LCD、PJ3500M-C、PJ5000U-K等相对大功率型的功放内置模块后,笔者发现,其子模块MOS管提供的功率(功率总和减掉散热、损耗、无效效率等外部因素影响)在理论上可以让发射机整机在过载5%的播发状态下长时间工作(有足够的冗余)。因此,在日常室内温度及湿度良好、无尘、电压电流稳定的工作环境中,发射机整机满功率播出是没有过载、过荷工作隐患的。
根据表3可知,这些内置模块功放的输出总效率均大于50%。在RVR系列的功放里,同型号的功放无需调试便可直接更替使用,而不同型号的发射机功放均需要厂家指导调试后方能使用,且还需尽可能地保持功放输出功率持平。如RVR10kW的发射机功放部分由两个PJ5000U功放组成,当发射机整机输出功率在10kW时,两个功放屏显上输出功率几乎同为5kW。在上述参数中,相对其他型号来说,PJ2500M-C/RCT型号的射频模块效率和总效率最优。因此,在使用或采购RVR 5kW发射机时,应尽量使用PJ2500M-C/RCT的功放。功放的有效效率和总效率越高,则损耗在无效、散热上的能效就越低,更能最大限度地让发射机高效输出。
表3 部分功放型号及效率
如图3所示,通过RVR 3kW/10kW发射机将近一年的反射功率采集取样图可知,在实际的发射应用中,其传输功率完全稳定在90%以上。可通过SWR=(1+ 入) /(1- 入) =(1+Pr/Po) /(1-Pr/Po) 换算出实际的驻波比数值。可以看出,3月份和11月份的反射功率有所波动,原因在于该时段当地属于潮湿雨季,整个机房的温湿度有所上升,导致反射功率的变化。除了反射功率会随着温湿度变化而略微波动以外,夏天和冬天的季节变化也会让发射机的播出功率有所浮动。以10kW RVR发射机(功放为2个PJ5000U)为例,在夏天和冬天,整机输出功率变化浮动值在80W~100W左右,即单个功放一整年的功率输出波动值为40W~50W。通过反射功率和输出功率的数据,我们可推算出功放内部驻波比的参数。由此可知,该机器的运行效果和稳定性能够满足无线传输的长期安播条件。10kW大功率的兼并合成型发射机通过实际应用情况和数据已能体现出RVR发射机的稳定性,故笔者不深究5kW、3kW等单功放或单机发射机等此类非兼容性发射机的稳定性。
图3 2021年某台站RVR发射机反射功率折线图
通过上述实际应用可知,RVR调频发射机的机器内部问题较少,主要受到外界因素的干扰。因此,建议长期做好以下几项工作:一是保持良好的机房环境和接洽良好的馈线接入,使反射功率、设备内部温度处在相对平稳状态,避免失衡;二是尽可能保持机房处于无尘状态,以月度为单位及时清理灰尘杂质,避免因粉尘或蚊虫而引起的直接或间接故障;三是保持良好的温湿度环境,让发射机外部、内部处在相对恒温的状态,最大限度地将功率用在无线播发效率上,以减缓配件老化而引起的故障;四是利用停机时段检测接线端子的牢固程度,在开机时段用万用表、电笔等检测接线端子触头的通电参数是否正常,及时更换电压数值偏差较大、接触松散等有问题的零部件;五是做好预见性的准备,如从隐患源头排除问题,开展应急演练等。
优良的发射机对广播电视的无线传输起到锦上添花的作用,但它只是我们降低工作强度的加分项,而不是基本项。如何加强对各类发射机的工作原理理解及对发射机内构做进一步优化改进,降低安播隐患,是我们需要考虑的问题。只有做好这些保障工作,才能将广播电视的无线传输事业做大做强。