数字电视发射机技术概况

　　[提要] 本文简要介绍了国外及北京广播器材厂近年在数字电视发射机研制方面的进展，讨论了我国今后几年在数字电视发射机研制方面需要解决的若干技术问题。

　　数字电视广播技术（包括卫星广播、电缆广播及地面广播）是最近十几年发展起来的高新技术。目前已经成为包括我国在内的全球信息产业的重要组成部分。这一技术的发展，引发了广播电视业界的一场技术革命。广播电视从黑白电视、彩色电视时代，正进入数字化时代。

　　经过近十几年的努力，数字电视地面广播所必需的数字电视发射机技术，也有了飞速的发展。在已经制定并颁布数字电视标准的国家，数字电视发射机以及相应的测试设备、测试信号源等都已经有了比较成熟的技术和产品。欧、美等主要的发射机生产厂家都已经为数字电视地面广播推出了体现各自最新技术的数字电视发射机。

　　与模拟电视发射机不同，用做地面数字电视广播的发射机的输入信号不是通常的视频和音频节目信号，而是将音频、视频信号按MPEG2标准，经过压缩、编码，并与其他数据信息复用打包后的传输码流（TS流）。输入的TS流，经过信道编码与调制单元，形成符合一定制式标准的模拟中频信号，然后上变频至发射频道，经射频放大后发送。

　　不同的数字电视地面广播标准，最主要的区别是在传输信道采用了不同的信道编码与调制技术。国际上目前已经形成三种主要的数字电视标准，即美国ATSC标准、欧洲DVB-T标准和日本的ISDB-T标准。ATSC标准采用单载波8VSB编码调制技术；DVB-T和ISDB-T都采用多载波COFDM调制技术。这三种标准的视频信源编码和复用均采用MPEG-2标准相兼容的编码方案，音频信源编码则有所区别。美国ATSC标准采用dolby AC-3 标准，DVB-T采用MPEG-2标准，日本的ISDB-T采用AAC音频编码标准。

　　数字电视广播对发射机的最基本要求是功率放大器应有足够高的功率增益；要求放大器具有高线性、宽动态范围，即数字调制信号在动态峰值范围内时，发射机仍有良好的线性；发射机应有足够高的频率精度和频率稳定度、低的相位噪声，以保证被传输信号具有尽可能低的误码率和信杂比。数字电视发射机的额定输出功率按平均功率规定。这就要求数字电视发射机的末级功放应能在平均功率比峰值功率低得多的情况下高效率应用。发射机的末级功放通常采用AB类线性放大器。AB 类放大器的效率高，但线性较差，需要有中频预校正措施改善放大器的线性。

　　数字电视发射机的机型，国外目前主要有采用感应输出管的I.O.T发射机、采用四极管包括双向四极管（DIACRODE）的单电子管发射机以及全固态发射机。这三种机型都工作于分米波段（UHF）。I.O.T功放的最大优点是效率高、线性较好，能在较宽的线性动态范围而平均功率较低的信号情况下高效率工作；非线性校正容易实现。单个I.O.T功放柜的输出平均功率约为20kW，若采用多个功放柜功率合成，则可提供90~200kW的数字平均功率。I.O.T发射机是目前高功率数字电视发射机的首选机型。基于TH382和TH563结构改进的DIACRODE（TH610及TH680），其模拟合放式运用的输出功率分别为10kW和60kW；数字运用时，平均功率达到4kW和20kW，预期寿命为2~3万小时。四极管功放（如TH382）及DIACRODE（双向四极管）功放的特点是线性好，效率高，AB类工作时，有足够宽的线性范围和较高的效率。ACRODYNE等公司采用功率合成技术的DIACRODE发射机，其数字输出功率已达到100 kW。

　　UHF固态功放所用的功放管目前主要是双极型管。LDMOS器件和碳化硅功放管是近年推出的新型器件，在线性、增益和输出能力上都优于双极型管。固态功放的优势在于器件的寿命长及多管多重合成方式所特有的可靠冗余度，使发射机的可靠性和可维护性大大提高。其缺点是器件的价格较贵，线性