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电视发射机 , 调频发射机的现状及未来发展趋势

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电视发射机 , 调频发射机的现状及未来发展趋势 - PowerPoint PPT Presentation


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电视发射机 , 调频发射机的现状及未来发展趋势. 1 电视发射机的现状. 1.1 自 70 年代以来电视发射机的主要技术进步 全固态化程度不断提高 控制 ﹑ 监测系统智能化 失真校正系统的不断完善及自动化 残留边带采用 SAWF, 本振采用锁相环频率合成器 . 1.2 国产电视发射机的全固态化水平 1KW 以下已全部固态化 10KW 功率级,主要厂家(如吉兆公司)已固态化. 1. 1.3 全固态发射机的主要优点 理论寿命无限,不必定期更换电子管。 无直流高压,工作安全。 并联冗余工作方式,降低停播率。

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Presentation Transcript
slide1

电视发射机,调频发射机的现状及未来发展趋势电视发射机,调频发射机的现状及未来发展趋势

slide2
1 电视发射机的现状
  • 1.1 自70年代以来电视发射机的主要技术进步
    • 全固态化程度不断提高
    • 控制﹑监测系统智能化
    • 失真校正系统的不断完善及自动化
    • 残留边带采用SAWF, 本振采用锁相环频率合成器.
  • 1.2 国产电视发射机的全固态化水平
    • 1KW以下已全部固态化
    • 10KW功率级,主要厂家(如吉兆公司)已固态化

1

slide3
1.3 全固态发射机的主要优点
    • 理论寿命无限,不必定期更换电子管。
    • 无直流高压,工作安全。
    • 并联冗余工作方式,降低停播率。
    • 功放模块及其供电单元标准化,便于备份。
    • 采用直流开关电源,调整率好。
    • 利于改善低频信杂比。

2

slide4
1.4 全固态发射机的关键技术
    • 大功率功放模块
    • 大功率功率合成
    • 晶体管的快速保护
    • 智能化的监控监测技术

3

slide5
1.5 全固态发射机整机构成
    • 激励器
    • 功放单元
    • 无源部件(功率分配器,功率合成器,BPF,定向耦合器)
    • 直流开关电源
    • 供电控制及显示单元
    • 风冷系统
    • 计算机监控系统

4

slide6

PA1

V

PA4

A

RF出

V

PA29

A

PA1~PA32

RS-485

PA32

A

32V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

16

O

10KW UHF 电视发射机方框图

5

slide7

PA1

V

A

RF出

V

A

PA16

PA1~PA16

RS-485

A

32V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

8

O

5KW UHF 电视发射机方框图

6

slide8

PA1

V

A

RF出

V

A

PA8

PA1~PA8

RS-485

A

32V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

4

O

3KW UHF 电视发射机方框图

7

slide9

V

PA1

A

RF出

V

A

PA3

PA1~PA3

RS-485

A

32V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

3

O

1KW UHF 电视发射机方框图

8

slide10

PA1

V

PA12

A

RF出

V

PA13

A

PA1~PA24

PA24

RS-485

A

50V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

15

O

10KW VHF-Ⅲ 电视发射机方框图

9

slide11

PA1

V

PA8

A

RF出

V

PA9

A

PA1~PA16

PA16

RS-485

A

50V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

12

O

10KW VHF-Ⅰ 电视发射机方框图

10

slide12

V

PA1

A

RF出

V

A

PA12

PA1~PA12

RS-485

A

50V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

7

O

5KW VHF-Ⅲ 电视发射机方框图

11

slide13

V

PA1

A

RF出

V

A

PA8

PA1~PA8

RS-485

A

50V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

7

O

5KW VHF-Ⅰ 电视发射机方框图

12

slide14

V

PA1

A

RF出

V

A

PA6

PA1~PA6

RS-485

A

50V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

4

O

3KW VHF 电视发射机方框图

13

slide15

V

PA1

A

RF出

V

PA2

A

PA1、PA2

RS-485

A

50V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

2

O

1KW VHF 电视发射机方框图

14

slide16
1.6 激励器的构成(采用 SAWF、 PLL 等新技术)
    • 图象中频调制器
    • 伴音中频调制器
    • GD 校正
    • DP, ICPM 校正
    • DG 校正
    • IM 校正
    • 本振变频单元
    • 功放单元
    • 控制及显示单元

15

slide17

V

图像调制

DG校正

GD校正

DP, ICPM校正

IM校正

A

伴音调制

本振

上变频

功放单元

主备切换

数据采集

控制及显示

RF出

RS-485

RS-485

激励器原理方框图

16

slide18
1.7 功放单元
    • VHF-Ⅰ 800W
    • VHF-Ⅲ 600W
    • UHF 450W

17

slide19

BLF278*4

50

MRF148A

50

100

RF入

RF出

100

50

50

过热接点

控制电压

功放控制

反射电压

过激励信号

VHF-Ⅰ 800W 功放原理图

18

slide20

BLF278*4

50

50

MRF148A

BLF278

100

RF 入

RF出

100

50

50

过热接点

控制电压

功放控制

反射电压

过激励信号

VHF-Ⅲ 600W 功放原理图

19

slide21

BLF861A*4

50

BLF1046*2

50

RF 入

50

100

RF出

100

50

BLF861A

50

50

过热接点

控制电压

功放控制

反射电压

过激励信号

UHF 450W 功放原理图

20

slide22
1.8 功率合成(分配)器
    • 同相二等分功率分配(合成)器
    • 3dB定向耦合器(正交电桥)
    • Gysel 多路同相功率合成(分配)器

21

slide23

Z-Match = 70.7 欧

输出 1

输出 2

50欧

50欧

R-100欧

Z-Match

Z-Match

输入

50欧

同相二等分功率分配(合成)器原理图

22

slide24

作合成器

1、输入 V; 90°

2、 输入 V; 0°

3、输出 √2.V

4、隔离端

作分配器

3、输入 V

4、 隔离端

1、 输出 V/√2; 0°

2、 输出 V/√2; 90°

1

3

R-50欧

2

4

三 分贝定向耦合器(正交电桥)原理图

23

slide25

In1

Z-50 欧

Z-50 欧

Z-match1

In2

Z-50 欧

Z-50 欧

Z-match1

输出

Z-match2

R-50 欧

Inn

Z-50 欧

Z-50 欧

Z-match1

R-50 欧

Gysel 多路同相功率合成(分配)器

24

slide26
1.9 带通滤波器(BPF)
    • 采用六腔切比雪夫模式,带内纹波相等,并具有陡峭的边沿衰减特性。
    • 在结构上考虑了温度补偿,保证良好的热稳定性。
    • 主要技术指标:
      • 带内(8MHz) S21 < 0.25dB
      • 带内(8MHz) S11 < -26dB
      • 带内(8MHz) GD < ±130nS
      • 带外衰减 ( 通带边缘 6MHz)>50dB

25

slide27
1.10 智能化的控制﹑监视系统
    • 收集,存储发射机的有关数据:如输出功率,VSWR,各功放模块的电流,各直流开关电源的电流,风压,工作温度,平衡功率。
    • 显示和调阅数据
    • 绘制发射机的状态参数随时间变化的曲线
    • 监控发射机的运行状态,并生成数据报表
    • 故障自动记录,越限报警
    • 对激励器前面板进行调整,控制:如视频音频调制度,激励功率,主备切换
    • 大环 ALC﹑小环 ALC﹑安全模式﹑状态自动转换

26

slide28

发射机

主控单元

RS-485

本地PC机

RS-485

机架测控

模块

主激励器

测控板

备激励器

测控板

功放 1

数据采集

功放 n

数据采集

RS-485

功放电源 1

功放电源 n

发射机自身测控系统框图

27

slide29
1.11 发射机主控单元
    • 硬件组成:
      • 两个 RS-485 接口,一个用于与各单元测控模块通讯,另一个用于与PC机通讯。
      • 一个32K存储器
      • 一个实时时钟
      • 一个模拟开关及 A/D 变换器
      • 一个16位单行液晶显示器
      • 一个5按键小键盘,可实现简单的人机对话
      • 一个看门狗,确保单片机不死机

28

slide30

模拟量

多路开关

实时时钟

液晶显示

单 片 机

面板按键

RS-485

各单元测控模块

存储器

(激励器,功放,机架测控)

看门狗

RS-485

上级 PC 机

A

缺相监视

B

C

主控单元结构框图

29

slide31
1.12 激励器测控板,功放数据采集板,机架测控模块 。

30

slide32

待测参量

键盘/显示

控制器

键盘

多路开关

面板显示

状态指示参量

单 片 机

RS-485

发射机主控单元

主备切换

控制电路

主备通信接口

另一激励器

受控/安全

切换电路

看门狗

激励器测控板结构框图

31

slide33

状态量

多路开关

本机地址

单 片 机

模拟量

多路开关

RS-485

发射机主控单元

看门狗

功放数据采集板结构框图

32

slide34

RS-485

发射机主控单元

电源测控板1

单 片 机

RS-485

电源测控板2

风机开关

面板按键

电源测控板n

整机开关

看门狗

机架测控模块结构框图

33

slide35
1.13 关于单通道(图像伴音共同放大)电视发射机
    • 优点
      • 无伴音功放
      • 无双工器
      • 组成简单
      • 与数字发射机易过渡
    • 缺点
      • 功放数量增多,成本上升 (∑PV+A≈ 1.7 PV)
      • 会产生 IM, CM 等失真
      • 解决方法:校正 + BPF

34

slide36
电视发射机的未来发展趋势——数字化
  • 2.1 信息时代的主要媒体
    • 通信
    • 计算机
    • 广播电视
  • 2.2 数字电视的主要优点
    • 信号可经多次复制、翻录,质量不下降
    • 数字信号便于处理,易于实现自动控制、自动校正
    • 易于添加、扩展综合服务功能(码流打包、分段)

35

slide37
便于存储,易集成化
  • 能够和计算机相连(RS-232, RS-485),藉助计算机的强大功能
  • 开路广播可使用较低的发射功率
  • 信杂比的要求比模拟电视低很多(美国 ATSC 标准,载噪比门限为14.9dB)

36

slide38
3调频发射机
  • 3.1 几种使用过的调制方法
    • 晶体振荡器直接调频 FMQ
    • 脉冲调相高次倍频
    • LC 振荡器变容二极管直接调频
  • 3.2 调频发射机的主要技术进步
    • 锁相环频率合成器的采用

37

slide39
变容二极管直接调频
  • 全固态化程度不断提高
  • 控制﹑监测系统智能化
  • SCA 及 RDS 功能的扩展
  • 单频同步网的采用及扩展

38

slide40
3.3 FM全固态发射机整机构成
    • 激励器
    • 功放单元
    • 无源部件(功率分配器,功率合成器,LPF,定向耦合器)
    • 直流开关电源
    • 供电控制及显示单元
    • 风冷系统
    • 计算机监控系统

39

slide41

PA1

PA3

A

PA19

PA2

A

PA4

PA20

PA1~PA20

RS-485

A

48V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

8

O

10KW FM 发射机方框图

40

slide42

PA1

PA2

A

PA3

PA8

A

PA9

PA10

PA1~PA10

RS-485

A

48V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

4

O

5KW FM 发射机方框图

41

slide43

PA1

PA2

A

PA3

PA4

A

PA5

PA6

PA1~PA6

RS-485

A

48V

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

开关电源

C

1

3

O

3KW FM 发射机方框图

42

slide44

A

PA1

PA2

A

PA1~PA2

RS-485

48V

A

风冷

B

微处理控制和显示单元

开关电源

C

1

O

1KW FM 发射机方框图

43

slide45

MRF151Gx2

50

50

MRF148A

定向耦合器

RF入

过热接点

控制电压

功放控制

反射电压

过激励信号

FM 650W 功放原理图

44

slide46
3.4 RVR调频激励器的主要构成
    • 音频处理单元及接口板
    • 立体声编码器
    • 锁相环频率合成器及调制器
    • 射频功率放大器
    • 智能监控单元
    • 直流开关电源

45

slide47

音频处理单元

RDS/SCA1

SCA2

RF输出

PLL

&

调制器

SCA3

射频功放

LPF

L

立体声

编码器

R

直流

开关电源

智能

监控单元

~220V

RVR 调频激励器方框图

46

slide48
3.5 智能化的控制﹑监视系统
    • 收集,存储发射机的有关数据:如输出功率,VSWR,各功放模块的电流,各直流开关电源的电流,风压,工作温度,平衡功率。
    • 显示和调阅数据
    • 绘制发射机的状态参数随时间变化的曲线
    • 监控发射机的运行状态,并生成数据报表
    • 故障自动记录,越限报警
    • 对调频发射机进行开关控制

47

slide49

发射机

主控单元

RS-485

本地PC机

RS-485

电控测控

模块

功放 1

数据采集

功放 n

数据采集

激励器

管理模块

RS-485

RVR

主激励器

RVR

备激励器

功放电源 1

功放电源 n

发射机自身测控系统框图

48

slide50
3.6 发射机主控单元
    • 硬件组成:
      • 两个 RS-485 接口,一个用于与各单元测控模块通讯,另一个用于与PC机通讯。
      • 一个32K存储器
      • 一个实时时钟
      • 一个模拟开关及 A/D 变换器
      • 一个16位单行液晶显示器
      • 一个5按键小键盘,可实现简单的人机对话
      • 一个看门狗,确保单片机不死机

49

slide51

模拟量

多路开关

实时时钟

存储器

液晶显示

单 片 机

看门狗

面板按键

RS-485

各单元测控模块

(激励器管理,功放,机架测控)

A

RS-485

上级 PC 机

缺相监视

B

C

主控单元结构框图

50

slide52
3.7 各单元测控模块
    • 激励器管理模块
    • 功放数据采集模块
    • 机架测控模块

51

slide53

数 据

存储器

4 8 5 接口

RVR 主激励器

4 8 5 接口

通信指示

RVR 备激励器

4 8 5 接口

看门狗

主控单元

激励器管理模块结构图

52

slide54

状态量

工作状

态指示

多路开关

单 片 机

模拟量

多路开关

本机地址

看门狗

RS-485

主控单元

功放数据采集板结构框图

53

slide55

RS-485

主控单元

单 片 机

电源测控板1

RS-485

电源测控板2

风机开关

面板按键

电源测控板n

整机开关

看门狗

机架测控模块结构框图

54

slide56
3.8 关于数字调频发射机
    • 用 32-bit 数字控制振荡器(NCO),在数字域内直接产生调频信号
    • 采用标准的 AES/EBU 接口,可与数字微波设备直接相连
    • 不需要附加的 D/A (或 A/D )转换,直接构成数字信号传输链
    • 没有调制特性的飘移问题

55

slide57
在极低的音频范围内仍然保证良好的立体声分离度在极低的音频范围内仍然保证良好的立体声分离度
  • 调制线性及调制频偏与载波无关,发射机改换频率后不需要重调技术指标
  • 优良的电气性能
    • FM 信杂比可达 96dB (理论值)
    • 谐波失真可达 0.0016% (理论值)

56

slide58
附录—功放管的主要参数
  • 1. BLV 861A
  • 2. BLV 278
  • 3. BLV 1046
  • 4. MRF 151G
  • 5. MRF 148A
  • 6. MRF 9030
slide65

谢 谢 大 家

欢迎提出宝贵意见

slide66
目 录
  • 电视发射机的现状

1.1 自70年代以来电视发射机的主要技术进步… … … … … … … …1

1.2 国产电视发射机的全固态化水平… … … … … … … … … … …1

1.3 全固态发射机的主要优点 … … … … … … … … … … … … …2

1.4 全固态发射机的关键技术 … … … … … … … … … … … … …3

1.5 全固态发射机整机构成 … … … … … … … … … … … … … …4

1.6 激励器的构成… … … … … … … … … … … … … … … … …15

1.7 功放单元 … … … … … … … … … … … … … … … … … …17

1.8 功率合成(分配)器 … … … … … … … … … … … … … …21

1.9 带通滤波器(BPF) … … … … … … … … … … … … … …25

1.10 智能化的控制﹑监视系统 … … … … … … … … … … … …26

1.11 发射机主控单元 … … … … … … … … … … … … …28

slide67
1.12 激励器测控板,功放数据采集板,机架测控模块 … … …30

1.13 关于单通道(图像伴音共同放大)电视发射机 … … … …34

2 电视发射机的未来发展趋势——数字化

2.1 信息时代的主要媒体… … … … … … … … … … … …35

2.2 数字电视的主要优点… … … … … … … … … … … …35

3 调频发射机

3.1 几种使用过的调制方法 … … … … … … … … … … …37

3.2 调频发射机的主要技术进步… … … … … … … … … …37

3.3 FM全固态发射机整机构成 … … … … … … … … … …39

3.4 RVR调频激励器的主要构成 … … … … … … … … …45

3.5 智能化的控制、监视系统 … … … … … … … … … …47

3.6 发射机主控单元 … … … … … … … … … … … … …49

3.7 各单元测试模块 … … … … … … … … … … … … …51

3.8 关于数字调频发射机 … … … … … … … … … … …55