DTMB數(shù)字電視測試原理與實(shí)踐

甘肅省廣播電視局東山電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺 袁曉斌

為了不斷滿足廣大人民群眾聽好廣播、看好電視的需求，更好的把黨的聲音傳到千家萬戶，2015年中央廣播電視節(jié)目數(shù)字化覆蓋工程在全國實(shí)施。它是我國廣播電視行業(yè)走進(jìn)了數(shù)字化時(shí)代的里程牌；也是進(jìn)一步提升了廣播電視公共服務(wù)水平和質(zhì)量的重要手段。建設(shè)任務(wù)完成后，甘肅廣電無線覆蓋區(qū)域內(nèi)，人民群眾可以免費(fèi)收看到中央12套央視電視節(jié)目，以及省、市、縣電視節(jié)目，共15套標(biāo)清電視節(jié)目。隨著數(shù)字電視節(jié)目的正常播出，承擔(dān)DTMB數(shù)字電視發(fā)射任務(wù)的發(fā)射臺的技術(shù)維護(hù)隨之而來。本文主要講述DTMB數(shù)字發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)測試的方法，以供同行參考。

1 DTMB發(fā)射系統(tǒng)測量

地面數(shù)字電視發(fā)射及系統(tǒng)是數(shù)字電視系統(tǒng)的重要組成部分，其技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣直接影響數(shù)字電視覆蓋效果，一些指標(biāo)關(guān)系到單頻網(wǎng)組網(wǎng)的成敗。

1.1 DTMB電視發(fā)射系統(tǒng)組成

激勵(lì)器、發(fā)射機(jī)、天饋線及輔助設(shè)備。

1.2 測量方法

按框圖連接好設(shè)備：激勵(lì)器設(shè)置于任意工作模式頻道；碼流發(fā)生器輸出為激勵(lì)器工作頻率的最大凈碼率。

1.3 輸出功率

激勵(lì)器的輸出功率是激勵(lì)器輸出的射頻信號的能量，單位為W，實(shí)際工作中以分貝毫瓦來表示。

1.4 射頻有效帶寬

射頻有效帶寬是指通帶內(nèi)對應(yīng)3dB衰減量的上邊頻和下邊頻的頻差，計(jì)算公式為：

標(biāo)準(zhǔn)要求激勵(lì)器射頻有效帶寬為7.56MHz。

1.5 信號帶肩

帶肩具體定義是指DTMB電視信號中心頻率的功率值與偏離中心頻率±4.2MHz載波功率的比值，它表征的是射頻經(jīng)過放大器后在頻道外的互調(diào)產(chǎn)物的連續(xù)頻譜，頻道外的連續(xù)頻譜在頻道上下產(chǎn)生會產(chǎn)生肩效應(yīng)。帶肩比是考量DTMB電視信號的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。激勵(lì)器輸出射頻線性好，帶肩比就小，就更能保證信號的信噪比。圖1是實(shí)際的帶肩測試截圖。

圖1 安立2711E頻譜儀測試數(shù)字電視46CH帶肩測量截圖

測量方法：參考頻譜儀使用方法。

1.6 帶內(nèi)不平坦度

帶內(nèi)不平坦度是指一個(gè)電視頻道內(nèi)激勵(lì)器的頻響，工作頻段內(nèi)最大、最小電平之差。該指標(biāo)體現(xiàn)放大器的線性失真，一般要求帶內(nèi)波動在±0.5dB以內(nèi)。

1.7 調(diào)制誤差率

（1）調(diào)制誤差率

調(diào)制誤差率（Modulstion Error Rate，WER）是指射頻信號平均矢量幅度與誤差矢量幅度之間有效值的比值，在星座圖中MER以圖形來體現(xiàn)數(shù)字電視信號的噪聲狀態(tài)。MER的惡化是傳輸網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量惡化的主要因素。MER的惡化導(dǎo)致的誤碼率的增加，從而會提高接收門限。MER下降的同時(shí)，星座圖也同時(shí)變差。

（2）MER的要求和測量

在發(fā)射系統(tǒng)的不同測量位置MER的要求指標(biāo)也不同，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GY/T229.4-2008中要求發(fā)射機(jī)最終輸出的射頻信號MER不小于32dB，而激勵(lì)器輸出信號的MER不小于36dB。

DTMB激勵(lì)器MER測量需要碼流發(fā)射器、調(diào)制誤差率測試儀。在測量時(shí)，碼流發(fā)生器輸出凈碼率不高于所選調(diào)制模式的最大凈碼率，調(diào)制誤差率測試儀接收并解調(diào)負(fù)荷GB20600-2006的調(diào)制信號，并讀出對應(yīng)的調(diào)制誤差率數(shù)據(jù)。

1.8 帶外雜散

帶外雜散是指工作頻道外泄漏的射頻信號與頻道內(nèi)正常射頻信號功率之間的比值，單位為dB。造成帶外雜散的原因很多，主要是發(fā)射機(jī)功率放大器工作在非線性區(qū)域，引起頻譜的變化和增長，從而造成鄰頻道內(nèi)的干擾，還有就是正交調(diào)制中的二次諧波、三次諧波和鏡像頻率，都會造成鄰頻道外的帶外雜散增長。

1.9 相位噪聲

相位噪聲是指一個(gè)射頻系統(tǒng)在各種原件噪聲的作用下，引起射頻輸出信號相位的變化，就是相位噪聲。通常定義為在一個(gè)設(shè)定偏移頻率處與總功率的比值，單位是dBc。通常測量相位噪聲大多數(shù)都使用頻譜儀，也是最為簡便的方法。頻譜儀可以測量所有信號的不穩(wěn)定度，既能測量相位噪聲也能測量幅度噪聲。

相位噪聲指標(biāo)是衡量射頻頻率質(zhì)量穩(wěn)定度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，頻率基準(zhǔn)源的制造技術(shù)不斷完善，射頻系統(tǒng)相應(yīng)的噪聲值也就越來越小，所以對相位噪聲技術(shù)指標(biāo)的測量標(biāo)準(zhǔn)也就越來越高。

測量步驟：①正確連接測量設(shè)備。激勵(lì)器如有直接的本振輸出口，則直接連接激勵(lì)器本振輸出與頻譜儀輸入，如果沒有本振輸出口則連接激勵(lì)器射頻輸出接口，調(diào)整激勵(lì)器為單頻輸出模式。②設(shè)置頻譜儀分辨率帶寬（RBW）和可視帶寬（VBW），對于10Hz和100Hz的相位噪聲測試，設(shè)置VBW1Hz，RBW1Hz。測試1kHz的相位噪聲，設(shè)置VBW和RBW為10Hz。測試10kHz的相位噪聲，設(shè)置VBW和RBW為100Hz。測試100kHz的相位噪聲，設(shè)置VBW和RBW為1kHz。測量1MHz的相位噪聲，設(shè)置VBW和RBW為10kHz。③為得到較為準(zhǔn)確的測試結(jié)果，一般頻寬可以設(shè)為待測頻率的2.2倍，如測是1kHz的相位噪聲時(shí)，設(shè)置頻譜儀頻寬為2.2kHz。如果頻譜儀精度不夠，也可以設(shè)置為待測頻率的5倍。④以安立2711E頻譜儀為例，測試步驟：將MS2711E的中心頻率設(shè)置為待測頻率，SPAN設(shè)置為略大于2倍的距中心頻率偏移，參考電平需略高于待測信號。然后讀取此時(shí)的RBW，以及待測信號電平與距中心頻率偏移處的功率差值B。

通過公式相噪=B-10log(RBW)，計(jì)算相位噪聲。若RBW設(shè)置為1Hz，B即為所需相噪。儀表的相位噪聲指標(biāo)需要高于待測信號相噪，否則，測量結(jié)果為儀表的相噪，而不是待測信號的。SPAN應(yīng)略大于2倍的距中心頻率偏移，參考電平要高于待測信號大小。

1.10 數(shù)字發(fā)射機(jī)的技術(shù)指標(biāo)測試（表1）

表1 DTMB發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)要求

1.11 DTMB發(fā)射系統(tǒng)天饋線技術(shù)指標(biāo)駐波比測試

數(shù)字電視天饋線系統(tǒng)在工作頻道內(nèi)的駐波比，在天饋線系統(tǒng)輸入端（不含主饋線）甲級不能大于1.1，乙級不能大于1.15，丙級不能大于1.2。測試點(diǎn)不同，駐波比要求不同。

天線駐波比指標(biāo)測量為實(shí)測數(shù)值，現(xiàn)在以天饋線測試儀直接測試，就能讀出比較準(zhǔn)確的數(shù)值。

1.12 信號覆蓋測量

DTMB數(shù)字電視信號場強(qiáng)測量主要用場強(qiáng)儀，DTMB信號在移動接收時(shí)用DTMB路測儀，它能夠滿足室內(nèi)外固定和移動測試的需求，功能齊全，具有地面數(shù)字電視信號的信道分析、解調(diào)、監(jiān)聽、監(jiān)看功能，視頻能支持MPEG2、MPEG4、H.264、AVS、AVS+格式信號的高清和標(biāo)清解碼，音頻能支持MPEG1、MPEG2（LayerI/II）、AC3等格式的解碼需求，配置全頻段接收天線，GPS接收模塊等硬件配置，操作簡單，使用方便。

2 小結(jié)

具有自主知識產(chǎn)權(quán)的DTMB數(shù)字電視技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已于2007年實(shí)施，根據(jù)廣電總局的規(guī)劃，2019年起全國模擬電視相繼關(guān)停，已進(jìn)入全面普及快速發(fā)展階段，模擬電視時(shí)代的技術(shù)已不能適應(yīng)發(fā)展的需要。因此，為了不斷適應(yīng)新形勢的發(fā)展需求，無線發(fā)射臺站的技術(shù)維護(hù)人員，熟悉和掌握DTMB數(shù)字電視技術(shù)指標(biāo)測試技術(shù)刻不容緩，只有不斷學(xué)習(xí)才能不斷適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展需求，才能更好的完成優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)播任務(wù)。