北京同方吉兆科技有限公司总经理刘海源：节能环保技术在数字地面发射机中的几点应用

第十八届北京国际广播电影电视设备展览会（BIRTV2009）于2009年8月26-29日在北京中国国际展览中心举行。同期“BIRTV2009第五届数字新媒体高峰论坛”于2009年8月27日在北京皇家大饭店举办。论坛由国家广电总局《广播电视信息》杂志独家承办，DVBCN数字电视中文网为独家行业门户网站全程图文直播。

李国华：刚才叶总就北广这几年用我们国家的数字地面电视的标准在海外几个国家做测试，进行推广的情况给大家做的介绍，非常感谢。下面有请北京同方吉兆科技有限公司的副总经理刘海源先生为我们做第四讲，《环保、液冷与新一代的数字电视发射机》，大家掌声欢迎。

刘海源：大家下午好，我是来自于北京同方吉兆的刘海源，接下来我把一个新的理念的发射机给大家介绍一下。我介绍的题目是《环保、液冷与新一代的数字电视发射机》。

环保与数字发射机的关系，大家都知道，数字电视发射机和模拟电视发射机的区别就是效率问题，我们经过多年研究以后，提出来一个环保型的理念，未来数字发射机一定要向环保型发展，这个环保主要是三个方面，第一点是低耗能，第二点就是低噪音污染，第三是高集成度。大家都知道越来越多的能源成为了非常主要的问题，大家也知道，国家投入了巨资正在考虑新型能源的开发和使用，所以我们一定要在最新的发射机里面充分考虑节能、降噪这个基本的概念。第二点就是传统的发射机无论是大功率和小功率都存在着噪音的问题，尤其是用户对噪音是比较反感的，我们在此基础上推出的低噪音的理念。第三点就是体积，因为发射机会安装在楼宇和多种场所，对于体积也有比较大的要求，这个时候高集成度也就成为了主要的一点。随着科技技术的进步，上述要求已经成为了一种可能。

低能耗，大家可以看到一个例子，以CMMB发射机为例，CMMB发射机要覆盖室内，有深室内和浅室内的问题，要求发射点比较多，据不完全统计，现在东京的一个城市，家有的接收器能够达到上万个，当我们的CMMB全网建成以后，全国需求的数量是无比巨大的。我们看到了一个例子，也是综合了多项数据得出来的，以CMMB1千瓦为例，风冷机功耗在10KW左右，效率在10-15%内，如果效率能够提高10%，大家可以想像对于国家节能方面意义的成效会是巨大的。低噪音，CMMB发射机大部分在居民楼、写字楼，造成的污染可能就是成为最主要的话题。高级程度，未来数字化后，每个台站需要多频率、多台发射机，高集成度具有现实意义，同时大家也知道，这个时候对于回传通道造成一定了要求，也要求发射机的数量是巨大的。

下面给大家介绍第二部分内容，环保与液冷发射机，液冷发射机是采用国际最先进的技术，液体循环、冷却，与传统风冷发射机相比，效率提高了近百倍，具有效率高、噪声低、运行稳定、工作可靠、结构紧凑、体积小的优点，符合最新的环保理念。这是同方吉兆推出的30KW的液冷电视发射机，有三个机柜就构成了30KW，以前至少要6到7个柜，这台发射机在2009年8月4日通过国家广电总局，广电规划院的系统测试，指标全部合格，并达到了甲级指标，已经完成了验收工作。主要技术指标，首先大家可以看到标红色的就是典型效率，这个效率机制我们已经涵盖了冷却部分，包括液冷、液压和冷机系统，效率达到了45%，传统的风冷发射机一般效率也在30%左右，这样的话大家可以看到，每小时相当于节电达到30度以上，如果按照我们每天工作16个小时来计算，一年节约的电量是巨大的电能节省。噪音比普通的风冷发射机要低20dB左右，一般普通发射机的噪音是70到70以上的噪音，尤其是30KW的发射机，我们这台发射机的噪音，在室内看我们经过了现场的测试，现场的噪音基本上就是四五十个dB，这个远远满足了用户的需要，体积减少到50%以上，可以看到20千瓦的体积也只有三个柜子的大小，这张图是天津现场工作机房的图示。

下面做了一个对比的数据，当把一台风冷3KW的数字电视发射机同一台液冷的数字发射机进行了比对计算，一般的按照典型的效率工作，个别发射机像液冷发射机工作效率会达到25%到30%之间，可能这个计算的时候还比较保守。我们从两个方面来看，节能的提升第一就是功放效率的提升，普通的风冷发射机一般在13%到15%左右，按照一天工作16小时，一年工作365天来看，耗能要达到23.08KW/H，液冷3KW的数字发射机只需要13.64KW/H。像普通的风冷发射机给3千瓦的散热一般功率会在2千瓦左右，我们暂且按照2.3KW/H计算，液冷的不到2.5KW，所以如果没有工作16小时，每年发射机耗电，大家看到这个数据接近6千瓦，如果每度电按照1元钱计算的话，一台发射机每年节省的电费是接近6万块钱。可见前期对液冷发射机的投入，几年就可以还回。可能电能逐渐在涨价，这块的成本可能还会节省很多。同方吉兆液冷30KW发射机在天津播出以后的开通报告，完成达到了对我们的要求。这台发射机从工作到现在已经接近有1年多了，安全稳定性也得到的用户的完全认可。

数字发射机的一柜多机技术，以前大家可能看到，在普通的模拟发射机和调频发射机可能实现过小功率的一柜多机技术，我们将这个技术完全在大功率和数字发射机里面进行实现，我们一个液冷发射机可以同时播6到8套数字电视发射机的节目，将多台的数字发射机搭建一个里面，这样在功能先进的同时，节省了空间，完全实现的紧凑化和小型化，这个也是环保技术在发射机方面的完美应用。这个产品的特点，多台的独立数字发射机自由组合，我们可以看到这个图片，这个相当于是一个模拟八排数字发射机，所有的功率放大器支持470到860兆的宽带化，内部的激励器也是这个指标，当其中的一个功放模块出现问题以后，其他的都可以作为备份，传统的使用在这里也得到的结合，可靠性和成本性大大的降低。体积小、效率高、噪音低，也是这台发射机的特点。结构紧凑、自由组合，单个模块是在多载波状态下可以达到，一个机柜内包括8台800瓦或者4台1.5KW，或者2台3KW，可以根据用户的要求任何组合，或者是1台5KW的发射机。大家可以看见，一柜多机的液冷发射机同传统发射机的一个对比，这个也是实际我们在一个电台的播出机房拍摄的照片，大家可以看到，这是5台1KW的并在一起，占用的这么大的一个体积，而且这一台要当其中的任意一个模块有什么问题的时候，还增加一个备份，我们只需要在两个柜子的体积上就可以了，体积上是大大的节省了，效率上也得到了很大的一个提升。它同[FS:Page]时具有液冷发射机的所有优点，整机效率优于25%，比风冷的数字发射机效率提高了近一倍，噪音降低了20dB。冷却上，液冷主备泵设计，在线维修，不会因一个泵的损坏而造成整机停播。液冷使发射机的热稳定性大大提高，对外界环境的依赖大幅度降低，整机可靠性提高。大家也知道，今后的发射机，对于可靠性的设计要求比以前的模拟发射机要提高很多，所以那么这样的话，由数字发射机的液冷设计能满足所有的要求。

除此之外，再介绍另一部分内容，数字发射机的其他先进技术，功放的宽带化技术，我们在国内率先实现的射频的制式率矫正的厂家，同时我们采用最先进的ARM-CAN总线技术，完全应用在实际的发射机当中。我们实现的数字化的功率检测技术，以前大家可能都是这方面的专家，可能一台发射机就要靠一个普通的二极管实现检测，对于这一块，已经将数字化的技术在检测和控制方面使用了，上述已经全部在新一代的液冷发射机当中采用。功放模块的宽带化技术，采用UHF宽带化设计，模块通用，所有的都可以使用同一个模块，真正实现了功放模块之间的互为备份。我们上述讲的指标都在宽带化的时候实现，如果是按照单频点设计的话，单频点设计的效率比宽带化设计的效率还可以提升20%左右。这样的话我们将数字化变率发射机可以增加备份，以前备份的理念可能只出现在调频发射机里面，现在我们在数字发射机里面已经实现的备份，同时便于维护，也便于批量生产，对于用户的好处，用户可以在维护器件的时候，用很少的器件可以对多台发射机进行维护。第二叫高智能化，也就是说人机界面，我们完全把嵌入式的技术应用在发射机里面，包括ARM和控制总线，控制的速度、功能大大增强，USB、MAC无、12C、SPI接口都可以使用。可选用Linux操作系统、C语言编程，远程软件版本升级，比如在北京就可以对海南的发射机进行升级，也是被广大客户所普遍接受的。这就是我们这台发射机上面的一个触摸屏。还有一个关键的技术就是我们的数字化功率检测技术，我们发射机的功率指示和控制环境，基本上是一个非常高的精度，我们发射机的功率，这个技术都采用了数字化的处理技术，数据准确，同时有温度补偿和频率补偿，在470兆到860兆我们做过测试，我们这台发射机上测试精度可以达到正负3%。在调频、模拟电视、数字电视，包括单载波和多载波都采用了通用的检测模拟，软件选择匹配。解决了未来数字化电视整机的模、数转换的检波特性不一致的问题，这一点也是当前世界上比较先进的一种技术。新一代的数字电视发射机将以液冷技术为基础，环保型的数字发射机可能会被大范围的使用，谢谢大家。