淺談數(shù)字調(diào)頻發(fā)射系統(tǒng)更新改造

文/李鵬

前言

撫順廣播電視臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱我臺(tái)）承擔(dān)多套國(guó)家、省、地市等調(diào)頻廣播無(wú)線覆蓋任務(wù)，原有調(diào)頻發(fā)射機(jī)已逐漸老化，嚴(yán)重影響安全播出，為保障“十九大”安全播出，降低停播、劣播風(fēng)險(xiǎn)，我臺(tái)對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)實(shí)施了更新改造工作。

1.更新設(shè)備概述

我臺(tái)原有國(guó)產(chǎn)調(diào)頻發(fā)射機(jī)均工作10年以上，故障頻繁，能耗大，已降功率播出，為保障“十九大”安全播出工作，在對(duì)進(jìn)口和國(guó)產(chǎn)發(fā)射機(jī)進(jìn)行了大量數(shù)據(jù)比較并與省內(nèi)多家兄弟單位了解情況后，對(duì)我臺(tái)現(xiàn)有的調(diào)頻發(fā)射機(jī)進(jìn)行了更新改造工作。

本次更新的調(diào)頻發(fā)射機(jī)為原裝進(jìn)口意大利Elenos（意利諾斯）數(shù)字調(diào)頻同步廣播發(fā)射機(jī)，原有國(guó)產(chǎn)發(fā)射機(jī)作為備份，通過(guò)BED同軸開關(guān)進(jìn)行主備切換，并配置Elenos遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行智能化管理，保障安全播出。

本次更新安排在午夜停機(jī)以后進(jìn)行，全臺(tái)發(fā)射相關(guān)技術(shù)人員全部參加，協(xié)同廠家工程技術(shù)人員，對(duì)新發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行安裝，對(duì)原有發(fā)射機(jī)進(jìn)行檢修、除塵，對(duì)電源系統(tǒng)、音頻傳輸線路、接地系統(tǒng)進(jìn)行重新改造。在廠家工程師的講解下使全臺(tái)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)新發(fā)射機(jī)有了全面的了解，并對(duì)1+1主備系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐操作，便于后期進(jìn)行維護(hù)，保障安全播出。

通過(guò)本次更新改造，發(fā)射機(jī)均額定滿功率發(fā)射，音頻均采用數(shù)字AES/EBU傳輸，后期若升級(jí)為數(shù)字調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，發(fā)射系統(tǒng)不需要重復(fù)投入。

2.本次更新的主要設(shè)備技術(shù)介紹

2.1 Elenos數(shù)字調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)

采用現(xiàn)階段國(guó)際上最先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）和直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)，用大規(guī)模集成電路，替代傳統(tǒng)的模擬電路，技術(shù)指標(biāo)和設(shè)備穩(wěn)定性得到極大提升；采用2.4G時(shí)鐘，先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，最大化保真音源，確保數(shù)字音頻處理技術(shù)全球領(lǐng)先；音頻指標(biāo)得到質(zhì)的飛躍，實(shí)測(cè)音頻信噪比S/N≥85dB；頻響≤±0.1dB；失真≤0.01%；立體聲分離度≥65dB，以上指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平；采用自主專利技術(shù)“ICEFET& ECOSAVING”：自動(dòng)檢測(cè)每組功放管溫度，當(dāng)功放管溫度過(guò)高時(shí)，進(jìn)行智能降溫和保護(hù)；自動(dòng)檢測(cè)每組功放管的輸入和輸出功率，當(dāng)測(cè)到不穩(wěn)定的數(shù)據(jù)它將會(huì)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)智能均流，使發(fā)射機(jī)在正常工作環(huán)境下功放管從未被損壞；采用自有專利技術(shù)的一次性功率分配、合成技術(shù)，使功放在分配、合成中功率損失達(dá)到最小，相比其他傳統(tǒng)的合成器減少了50%的功率損耗。功耗的降低一方面減少了播出成本，另一方面降低了機(jī)器的溫升，從根本上提高了機(jī)器的穩(wěn)定性。FM87.5～108MHz全頻帶設(shè)計(jì)，任意頻點(diǎn)實(shí)測(cè)功率均能達(dá)到或超過(guò)額定功率值；智能化設(shè)計(jì)，保證發(fā)射機(jī)在極端環(huán)境工作時(shí)盡可能不停機(jī)，旨在打造世界上穩(wěn)定性最高的調(diào)頻發(fā)射機(jī)；具有完善的過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)溫保護(hù)；具有完善的發(fā)射機(jī)輸出短路和開路保護(hù)，駐波比智能保護(hù)控制電路；整機(jī)效率高，滿功率時(shí)整機(jī)效率超過(guò)70%，并通過(guò)特定電路設(shè)計(jì)，使發(fā)射機(jī)在50%～100%功率工作時(shí)，整機(jī)效率也能達(dá)到或超過(guò)70%，整機(jī)效率的提高降低了我臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本，包括電費(fèi)及輔助配套設(shè)施等；我臺(tái)采購(gòu)的數(shù)字調(diào)頻（同步）廣播發(fā)射機(jī)為4U機(jī)型體積小、重量輕，并且四套發(fā)射機(jī)安裝于一個(gè)機(jī)柜，節(jié)省機(jī)房空間；免費(fèi)提供完整通訊協(xié)議，通過(guò)DB9接口能監(jiān)測(cè)控制發(fā)射機(jī)高亮OLED顯示的所有數(shù)據(jù)，且全為數(shù)字量；通過(guò)DB9與PC相連，運(yùn)用微軟自帶超級(jí)終端監(jiān)控發(fā)射機(jī)的所有參數(shù)；也可采用我們配套提供發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)；Elenos全系列調(diào)頻發(fā)射機(jī)和功放（包括數(shù)字調(diào)頻和傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)），監(jiān)控協(xié)議完全兼容，更新該品牌發(fā)射機(jī)的功率等級(jí)，不需要更換發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的任何軟硬件；發(fā)射可設(shè)置最多6個(gè)頻道，每個(gè)頻道包括發(fā)射頻率、發(fā)射功率、音頻增益、音頻輸入模式、預(yù)加重等參數(shù)完全獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)一鍵切換，特別適用于N+1系統(tǒng)作為備機(jī)；發(fā)射機(jī)自帶數(shù)字音頻AES/EBU接口，支持?jǐn)?shù)字音頻優(yōu)先輸入；采用金屬元素銦替代傳統(tǒng)的導(dǎo)熱硅脂，保證功放管散熱均勻、良好、長(zhǎng)效，結(jié)點(diǎn)溫度低；采用最先進(jìn)平面技術(shù)設(shè)計(jì)，保證發(fā)射機(jī)內(nèi)部RF模塊、功率分配器、功率合成器、低通濾波器等布局最優(yōu)化、最小化，減少接插件，而直接焊接保證了設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行的穩(wěn)定性；散熱器設(shè)計(jì)和風(fēng)道設(shè)計(jì)均為自有專利技術(shù)，主流風(fēng)道只經(jīng)過(guò)散熱器表面，提高整機(jī)穩(wěn)定性；所有采用DSP+DDS技術(shù)發(fā)射機(jī)音頻指標(biāo)參數(shù)一致性非常好，僅存量化誤差；同步10MHz標(biāo)頻輸入，也可根據(jù)客戶要求內(nèi)置GPS模塊，實(shí)現(xiàn)載波和導(dǎo)頻頻率精度達(dá)到1.15×10-11；同步1PPS標(biāo)頻輸入，進(jìn)行音頻和19KHz導(dǎo)頻同步，實(shí)現(xiàn)真正意義上的同步廣播；發(fā)射機(jī)本機(jī)音頻延時(shí)功能，音頻總延時(shí)1S，步進(jìn)0.1μS；發(fā)射機(jī)自帶雙激勵(lì)器1+1自動(dòng)切換功能，外置激勵(lì)器接入后直接升級(jí)為雙激勵(lì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)，且不需增加任何軟硬件設(shè)備；發(fā)射機(jī)可直接用于數(shù)字調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)，便于后期同步升級(jí)時(shí)發(fā)射機(jī)不需要作任何改動(dòng)，避免重復(fù)投入。

2.2 Elenos發(fā)射機(jī)智能遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

我臺(tái)采用的ELENOS發(fā)射機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測(cè)控制發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能化管理。具體功能包括：

（1）對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行開、關(guān)機(jī)操作；（2）調(diào)整發(fā)射機(jī)的功率和頻率；

（3）對(duì)主備發(fā)射機(jī)進(jìn)行智能切換；

（4）對(duì)發(fā)射機(jī)的音頻進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與調(diào)整；

（5）對(duì)發(fā)射機(jī)每組電源的工作電壓、電流、溫度、輸出功率進(jìn)行顯示；（6）對(duì)每組末級(jí)功放管的電流、溫度、功耗進(jìn)行顯示；（7）對(duì)整機(jī)工作效率、環(huán)境溫度、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)（轉(zhuǎn)數(shù)根據(jù)溫度受控）進(jìn)行顯示；

（8）對(duì)N+1系統(tǒng)六組工作頻率的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)置，包括當(dāng)前頻道的頻率、功率、音頻工作模式、音頻電平、預(yù)加重等進(jìn)行設(shè)置；

（9）對(duì)N+1系統(tǒng)頻道進(jìn)行一鍵切換，非常適合骨干臺(tái)N+1系統(tǒng)；

（10）定時(shí)開關(guān)機(jī)、定時(shí)升降功率；

（11）歷史運(yùn)行曲線查詢、歷史操作記錄查詢；（12）故障信息查詢。

3.更新改造施工過(guò)程

本次發(fā)射系統(tǒng)改造施工，我臺(tái)技術(shù)中心無(wú)線覆蓋技術(shù)人員全部參加，并把所有技術(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并存檔，主要工作如下。

對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行改造，發(fā)射機(jī)的供電均采用UPS供電，對(duì)原有發(fā)射機(jī)供電電纜均更新為中國(guó)元通國(guó)標(biāo)阻燃線ZR YJVR5×16，電力線均套管敷設(shè)，防止蟲鼠破壞；進(jìn)行聯(lián)合接地改造，對(duì)原有紫銅排進(jìn)行更新，改善接地效果；把模擬音頻線進(jìn)行更換，直接從信號(hào)柜ORBAN5500音頻處理器引入數(shù)字AES/EBU音頻，采用佳耐美數(shù)字音頻線，避免電源紋波等干擾，提高音頻質(zhì)量；重新測(cè)試調(diào)整天饋及多工系統(tǒng)，確保發(fā)射機(jī)接入端駐波比≤1.10；

對(duì)新購(gòu)的BED同軸開關(guān)，制作專用支架進(jìn)行集中固定，使射頻連接系統(tǒng)穩(wěn)定、簡(jiǎn)潔，便于維護(hù)；三臺(tái)發(fā)射機(jī)安裝于同一個(gè)機(jī)柜，射頻輸出為Φ41.3直饋?lái)敵隹?，發(fā)射機(jī)——同軸開關(guān)——多工、天饋均采用硬饋連接，使機(jī)房整體整潔、美觀，便于維護(hù)；對(duì)所有的發(fā)射機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)記，并對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備進(jìn)行重新調(diào)整、固定，僅保留三套完整的1+1發(fā)射系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備。由廠家技術(shù)人員對(duì)我臺(tái)所有覆蓋技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，并逐一對(duì)改造后的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐操作。

結(jié)語(yǔ)

為了確?！笆糯蟆逼陂g的安全播出，我臺(tái)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成了調(diào)頻發(fā)射機(jī)安裝調(diào)試工作，并確保了設(shè)備的安全播出，通過(guò)實(shí)地收測(cè)，完成了進(jìn)口發(fā)射機(jī)與國(guó)產(chǎn)發(fā)射機(jī)發(fā)射效果比對(duì)：三個(gè)頻率場(chǎng)強(qiáng)均有所增加，其中90.1MHz場(chǎng)強(qiáng)增加8個(gè)dBu左右， 93.0MHz和106.1 MHz平均增加3到5個(gè)dBu，覆蓋區(qū)域增加10%左右，覆蓋區(qū)域內(nèi)音質(zhì)明顯提高。這次進(jìn)口調(diào)頻發(fā)射機(jī)的更新，極大地提高了我臺(tái)“十九大”期間的安全播出能力，降低了停播劣播風(fēng)險(xiǎn)，也極大地改善了收聽音質(zhì)，贏得了廣大聽眾的好評(píng)，社會(huì)反響極好。同時(shí)也填補(bǔ)了我臺(tái)對(duì)于調(diào)頻發(fā)射機(jī)監(jiān)控軟件缺失的短板，為更好地監(jiān)測(cè)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)、提高使用效率、延長(zhǎng)使用壽命、及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和處理問(wèn)題提供了強(qiáng)大的依據(jù)和保障，進(jìn)一步提高了安全播出能力。