數字電視技術論文(2)
數字電視技術論文
數字電視技術論文篇二
淺析數字電視發射機技術特點
摘要：本文介紹了數字電視發射機技術的特點，希望對大家認識了解無線數字電視發射技術有一定的幫助。
關鍵詞：數字電視發射機 地面數字電視 發射機 廣播技術
中圖分類號：TN949.197 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2011)12-0218-01
數字技術的發展, 給廣播電視技術帶來了革命性的變化，廣播電視正在進入數字化時代，數字電視廣播技術將逐步取代過去的模擬電視廣播技術，我國的地面數字電視廣播也將進入一個高速發展的階段。
數字電視發射機與模擬電視發射機均為全固態、大功率合成的單通道發射機，但激勵器卻有很大的不同。地面數字電視廣播發射機的輸入信號不是通常的視頻和音頻節目信號,而是將視頻和音頻信號按MPEG2標準,經過壓縮、編碼,并與其他數據信息復用打包后的傳輸碼流(TS流)。輸入的TS流,經過信道編碼與數字預校正,形成符合一定制式標準的模擬中頻信號,然后上變頻至發射頻道,經射頻放大后輸出到發射天線。
不同的地面數字電視廣播標準,最主要的區別在于傳輸信道采用了不同的信道編碼與調制技術。國際上目前已經形成三種主要的數字電視標準,即美國ATSC標準、歐洲DVB-T標準和日本的ISDB-T標準。這三種標準的視頻信源編碼和復用均采用MPEG-2標準相兼容的編碼方案,音頻信源編碼則有所區別。數字電視廣播對發射機的最基本要求是功率放大器應有足夠高的功率增益;要求放大器具有高線性、寬動態范圍,即數字調制信號在動態峰值范圍內時,發射機仍有良好的線性;發射機應有足夠高的頻率精度和頻率穩定度、低的相位噪聲,以保證被傳輸信號具有盡可能低的誤碼率和信雜比。數字電視發射機的額定輸出功率按平均功率規定。這就要求數字電視發射機的末級功放應能在平均功率比峰值功率低得多的情況下高效率應用。發射機的末級功放通常采用AB類線性放大器。AB類放大器的效率高,但線性較差,需要有中頻預校正措施改善放大器的線性。
數字電視發射機的機型,國外目前主要有采用感應輸出管的I.O.T發射機、采用四極管包括雙向四極管(DIACRODE)的單電子管發射機以及全固態發射機。這三種機型都工作于分米波段(UHF)。I.O.T功放的最大優點是效率高、線性較好,能在較寬的線性動態范圍而平均功率較低的信號情況下高效率工作;非線性校正容易實現。單個I.O.T功放柜的輸出平均功率約為20kW,若采用多個功放柜功率合成,則可提供90-200kW的數字平均功率。I.O.T發射機是目前高功率數字電視發射機的首選機型。UHF固態功放所用的功放管目前主要是雙極型管。LDMOS器件和碳化硅功放管是近年推出的新型器件,在線性、增益和輸出能力上都優于雙極型管。固態功放的優勢在于器件的壽命長及多管多重合成方式所特有的可靠冗余度,使發射機的可靠性和可維護性大大提高。其缺點是器件的價格較貴,線性較差,且效率較低。通常采用AB類工作以提高效率和輸出能力。因此必須采用性能優良的中頻預校正電路。目前全固態數字電視發射機的最大輸出平均功率達5kW。
發射機用作數字電視廣播時,技術重點都在研制開發適合數字電視發射機的中頻預校正電路,以改善AB類放大器的線性、提高放大器的效率,這對全固態數字電視發射機尤其顯得重要。前饋校正技術、數字自適應校正技術和改進的折線式非實時預校正技術是目前國外數字電視發射機采用的主要方式。超大功率合成技術的采用,使發射機整機的輸出功率等級大幅度提高,由于冗余技術的采用,同時也提高了發射機的可靠性。
衡量數字電視發射機技術性能的主要技術參數包括:發射機輸出功率(平均功率)及輸出功率變化值。
發射機射頻頻譜特性(Spectrum Mask)。包括有效帶寬內的帶內波動范圍;鄰頻道肩部(如±4.3MHz)的互調失真;鄰頻道抑制(如±8MHz);二次諧波。對8VSB傳輸模式需要測試帶內信雜比;對COFDM傳輸模式則需要測試RS解碼前在規定誤碼率、調制模式下的等效噪聲降低分貝數。相位噪聲容限和頻率穩定度(帶GPS或不帶GPS)也是數字電視發射機的重要技術指標。發射機還應規定適用的數字電視制式、調制方式、工作帶寬、工作頻道,說明輸入碼流(通常為MPEG-2 TS流)的碼率范圍、輸入接口形式,中頻中心頻率、中頻電平及接口形式等。
國產數字電視發射機的研制重點同樣在于發射機的中頻預校正。性能優良的中頻非線性預校正電路將極大地改善采用AB類功放的發射機性能,提高發射機的效率。這對全固態發射機尤為重要。實際應用結果表明,對單電子管發射機,這種校正電路的校正量基本滿足要求;而對全固態發射機,由于固態AB類功放的線性動態范圍不如電子管,要求有更大的校正量,因此,校正效果不太理想。下一步的研制重點將是吸收國外先進技術,開發新一代的適合全固態數字電視發射機的中頻非線性預校正電路,如全數字實時預校正,使國產數字電視發射機技術邁上新臺階。
在相同覆蓋范圍的前提下,數字電視發射機的輸出平均功率比模擬電視的同步頂功率低10-20dB。按照我國以城市為中心的無線覆蓋特點,數字電視發射機的功率等級在1-2KW平均功率即可實現與現有模擬電視相同的覆蓋。在未來的模擬電視向數字電視過渡期以及數字化以后的時期,我國的數字電視發射機將以全固態發射機和單電子管發射機為主要機型。
結語
未來十幾年,將是我國數字電視飛速發展的時代。在我國數字電視體系標準制訂并頒布后,模擬電視將逐步向數字電視過渡,并進入家庭。這對廣播電視業、微電子業、計算機業、網絡業、家電業等都是一個機遇和挑戰。
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