陳 晨

河南省焦作中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，河南焦作 454150

調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)及應(yīng)用研究

陳 晨

河南省焦作中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，河南焦作 454150

隨著社會(huì)快速地進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國(guó)在諸多領(lǐng)域取得了顯著的研究成果，隨之而來(lái)的便是各種資源出現(xiàn)不同程度的匱乏。不僅礦石資源、石油資源與水資源等出現(xiàn)短缺現(xiàn)象，調(diào)頻資源同樣日漸匱乏，致使我國(guó)的廣播系統(tǒng)方面受到了一定的發(fā)展制約。為了有效地解決調(diào)頻資源的匱乏狀況，近年來(lái)我國(guó)對(duì)調(diào)頻同步廣播加以大力的發(fā)展。本文對(duì)調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)中的相關(guān)理論基礎(chǔ)做出分析，并對(duì)其應(yīng)用加以研究，最后對(duì)問(wèn)題做出論述，以期對(duì)我國(guó)調(diào)頻廣播事業(yè)發(fā)展有所推動(dòng)作用。

調(diào)頻同步廣播；理論基礎(chǔ)；技術(shù)要點(diǎn)；應(yīng)用研究

調(diào)頻同步廣播一般是指在相對(duì)較大的地域通過(guò)兩臺(tái)甚至多臺(tái)不同位置的調(diào)頻發(fā)射機(jī)，使用同一頻率進(jìn)行相同節(jié)目?jī)?nèi)容的同步播出。其往往采取的小功率根據(jù)需求進(jìn)行布點(diǎn)的形式，在能夠符合覆蓋區(qū)域面積的基礎(chǔ)上，將單臺(tái)發(fā)射機(jī)自身的功率降低，盡可能降低至10W、50W與300W等，可以使調(diào)頻廣播中存在的大多受限問(wèn)題得以有效解決。而且，調(diào)頻同步廣播保證不對(duì)現(xiàn)有的調(diào)頻廣播格式加以改變，僅是對(duì)不同位置發(fā)射出來(lái)的調(diào)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)技術(shù)條件改變，從而確?，F(xiàn)有接收設(shè)備可以正常收聽。

1 調(diào)頻同步廣播相關(guān)理論基礎(chǔ)

1）調(diào)頻同步廣播信號(hào)的數(shù)學(xué)分析。從調(diào)頻同步廣播的涵義能夠看出，兩個(gè)發(fā)射點(diǎn)發(fā)出的調(diào)頻信號(hào)就用相同的中心頻率與相位調(diào)制函數(shù)，兩個(gè)調(diào)頻信號(hào)發(fā)射至某個(gè)接收點(diǎn)時(shí)，此時(shí)兩個(gè)信號(hào)中心頻率相同，但是信號(hào)的幅度將會(huì)存在差異，這是因?yàn)榻邮拯c(diǎn)和兩個(gè)發(fā)射點(diǎn)間的距離是不一致的，而且兩個(gè)信號(hào)一定會(huì)存在一個(gè)時(shí)間差t0。由于接收點(diǎn)信號(hào)是由兩個(gè)發(fā)射信號(hào)相互疊加得到的，所以可將接收點(diǎn)出現(xiàn)的信號(hào)表示成如下公式：

這里將第一個(gè)信號(hào)看作是參考信號(hào)，假設(shè)第一個(gè)信號(hào)不具有延時(shí)，但是第二信號(hào)卻擁有一個(gè)相對(duì)于第一個(gè)信號(hào)的延時(shí)t0[1]。通常而言，合成信號(hào)的頻率與幅度隨著時(shí)間變化而發(fā)生變化的調(diào)幅與調(diào)頻信號(hào)，可將其表示成：

其中：A(t)為合成信號(hào)具有的瞬時(shí)振幅；φ(t)合成信號(hào)具有的瞬時(shí)相角。通過(guò)上述分析能夠發(fā)現(xiàn)，除非兩個(gè)信號(hào)不存在延時(shí)，才能保證合成信號(hào)是一個(gè)穩(wěn)定的信號(hào)。

2）調(diào)頻同步廣播的基本技術(shù)要點(diǎn)。交迭覆蓋區(qū)中存在的問(wèn)題是整個(gè)同步廣播首要處理的問(wèn)題，簡(jiǎn)而言之便是保證整個(gè)交迭覆蓋區(qū)中的信號(hào)質(zhì)量滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要想滿足這樣的要求，首先便要實(shí)現(xiàn)同相、同調(diào)制度與同頻以及確?？捎脠?chǎng)強(qiáng)。第一，保證發(fā)射天線饋源端系統(tǒng)同相，同步廣播和單點(diǎn)發(fā)射在廣播方式存在差異，同步廣播是依照有關(guān)區(qū)域具有的收聽程度來(lái)制定相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。對(duì)調(diào)頻廣播而言，要想保證收聽效果更好，就一定要使相關(guān)區(qū)域中的節(jié)目處于同相狀態(tài)，簡(jiǎn)而言之便是不能在廣播中出現(xiàn)回聲現(xiàn)象。第二，保證發(fā)射機(jī)對(duì)節(jié)目信號(hào)的調(diào)制度相同，在調(diào)頻同步廣播整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)，每個(gè)相鄰發(fā)射臺(tái)各自的調(diào)制度要控制誤差在3%以內(nèi)，如果兩臺(tái)反射機(jī)具有不同的調(diào)制度，動(dòng)態(tài)干擾便會(huì)非常的嚴(yán)重[2]。比方說(shuō)，若將兩個(gè)獨(dú)立調(diào)制器分別發(fā)送到音頻信號(hào)內(nèi)，并保證信號(hào)具有相同的幅度，將其中一個(gè)調(diào)制器設(shè)定成98.7%，另一個(gè)設(shè)定成100%，實(shí)踐證明載波會(huì)顯著地受到相互影響與干擾。第三，保證發(fā)射機(jī)間的同頻，發(fā)射機(jī)載波與導(dǎo)頻具有的穩(wěn)定性以及載波具有的精確性是相對(duì)傳統(tǒng)調(diào)頻發(fā)射機(jī)而言的技術(shù)要求，而對(duì)調(diào)頻同步廣播來(lái)說(shuō)，其是對(duì)系統(tǒng)中的設(shè)備具有的載波相對(duì)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定。載波相對(duì)值就是通常所說(shuō)的頻差，同頻并不是一個(gè)相對(duì)的概念，事實(shí)上同頻要求僅僅是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做出的規(guī)定，并不是對(duì)單機(jī)的要求，因此，單機(jī)載波穩(wěn)定性并不能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)頻率造成顯著的影響。

2 調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)的應(yīng)用研究

1）系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)要求。系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)要保證做到精確，對(duì)諸多方面均有著明確的要求，主要有如下幾項(xiàng)內(nèi)容：其一，工作頻率，調(diào)頻波段106.2MHz；其二，天線極化方式，垂直極化；其三，同相，保證相對(duì)時(shí)間延時(shí)控制在5μs以內(nèi)；其四，同頻，保證相對(duì)頻差不大于10-9；其五，同調(diào)制度，保證同調(diào)制度差不大于3%；其六，發(fā)生機(jī)調(diào)制度具有的穩(wěn)定性控制在2.5%以下[3]。

2）廣播發(fā)射站的布點(diǎn)與傳輸。由于廣播系統(tǒng)具有一定的特殊性，因此在進(jìn)行站點(diǎn)選擇時(shí)要對(duì)諸多的因素加以充分的考慮才可以確定，諸如機(jī)房建設(shè)、信號(hào)傳輸方式以及天線架設(shè)等，除對(duì)上述因素加以考慮以外，還要對(duì)地理環(huán)境以及其他系統(tǒng)影響等加以考慮，特別是站點(diǎn)大樓附近周圍存在的系統(tǒng)會(huì)對(duì)其造成不同程度的干擾。所以廣播站發(fā)射點(diǎn)不能運(yùn)用傳統(tǒng)原則開展設(shè)定，當(dāng)前時(shí)期在確定調(diào)頻同步廣播方面發(fā)射站時(shí)，一般使小于23.4km，而不再是9km[4]。除此以外，還要對(duì)該地區(qū)現(xiàn)有人口分布的地形地貌等加以充分的分析，盡可能使廣播系統(tǒng)能夠覆蓋最大的范圍，所以目前廣播系統(tǒng)配備的發(fā)射站采取的是中心開花形式，即一個(gè)中心站和兩個(gè)副站，由3個(gè)站點(diǎn)共同對(duì)應(yīng)用區(qū)域?qū)崿F(xiàn)覆蓋。因?yàn)槭且粋€(gè)同步廣播系統(tǒng)，所以能夠確保該區(qū)域中所有的覆蓋范圍中的廣播效果。采取STL發(fā)射機(jī)將復(fù)合信號(hào)從中心站轉(zhuǎn)發(fā)到副站，將復(fù)合信號(hào)內(nèi)的輸入音頻信號(hào)通過(guò)立體聲發(fā)生器從基準(zhǔn)的19kHz逐漸調(diào)制成為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，之后轉(zhuǎn)送到STL發(fā)射機(jī)中，所有發(fā)射臺(tái)在構(gòu)造上大體一致，即由同步激勵(lì)器、STL發(fā)射機(jī)和數(shù)字延時(shí)器構(gòu)成。

3 調(diào)頻同步廣播待解決問(wèn)題

1）實(shí)際頻載差距。由于受到科技限制，導(dǎo)致調(diào)頻同步廣播中尚有大量的技術(shù)性問(wèn)題有待完善，所以，即便現(xiàn)在標(biāo)稱頻率一致，同樣會(huì)因?yàn)樾盘?hào)傳輸或者是其他因素造成影響，使實(shí)際載頻出現(xiàn)不同程度的偏差，而存在這樣的偏差對(duì)于接收器實(shí)現(xiàn)正常工作會(huì)造成一定的干擾，從而對(duì)信號(hào)同步傳輸造成影響，最終造成調(diào)頻同步廣播不能真正實(shí)現(xiàn)內(nèi)容同步。

2）部分失真問(wèn)題。失真問(wèn)題始終是我國(guó)廣播事業(yè)中廣泛存在的問(wèn)題，隨著調(diào)頻同步廣播得到大范圍應(yīng)用之后這樣的問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重，這主要是由于共同接收機(jī)不能確保所有信號(hào)到達(dá)時(shí)間保持一致，或者是調(diào)制度上有所偏差，如果存在上述問(wèn)題便會(huì)在解調(diào)時(shí)出現(xiàn)大量的問(wèn)題，失真僅僅是其中一個(gè)主要的問(wèn)題，其對(duì)廣播質(zhì)量的影響是非常巨大的[5]。此外，通過(guò)深入的分析能夠發(fā)現(xiàn)，失真程度和信號(hào)到達(dá)時(shí)差存在緊密的聯(lián)系。而且調(diào)度制度如果存在誤差，同樣會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的失真現(xiàn)象，所以要想防止失真問(wèn)題的發(fā)生，應(yīng)該盡可能保證信號(hào)到達(dá)時(shí)間和調(diào)制制度保證同步。

4 結(jié)論

綜上所述，調(diào)頻同步廣播能夠?qū)Ξ?dāng)前調(diào)頻資源的現(xiàn)狀加以有效地緩解，能夠顯著地提升廣播覆蓋效率，并很大程度上緩解信號(hào)交迭區(qū)存在的干擾現(xiàn)象，推動(dòng)我國(guó)廣播事業(yè)的快速發(fā)展。但是調(diào)頻同步廣播中存在嚴(yán)重的信號(hào)失真與載頻差距等問(wèn)題，這對(duì)調(diào)頻同步廣播實(shí)際應(yīng)用造成了不利的影響，因此，在未來(lái)很長(zhǎng)時(shí)間里要對(duì)調(diào)頻同步廣播加以深入的研究，對(duì)其存在的問(wèn)題通過(guò)技術(shù)手段加以解決。這就顯得探討調(diào)頻同步廣播相關(guān)的理論非常必要，希望以后能夠?qū)ζ浼右灾饾u的改進(jìn)與完善。

[1]劉崇輝.調(diào)頻同步廣播技術(shù)理論與研究[J].數(shù)字通信世界，2015，12（12）：34-37.

[2]尚天龔.完全重疊區(qū)域調(diào)頻同步廣播系統(tǒng)理論與實(shí)踐[J].西部廣播電視，2013，11（11）：128-131.

[3]李斌.調(diào)頻同步廣播技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展探究[J].廣播電視信息，2013，8（8）：90-92.

[4]朱海峰.調(diào)頻同步廣播技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].現(xiàn)代交際，2015，1（1）：106.

[5]劉嘉怡.調(diào)頻同步廣播技術(shù)的應(yīng)用及技術(shù)突破分析[J].黑龍江科技信息，2016，4（4）：7.

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1674-6708（2016）177-0042-02

陳晨，助理工程師，研究方向?yàn)閺V電工程。