【摘要】數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)是電視節(jié)目市場占有率的重要保證，尤其在抗震救災(zāi)等特殊場合更是發(fā)揮著無可替代的通訊廣播作用。為了提升數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的工作性能，本文在對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和工作原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出了故障定位與處理、維護(hù)保養(yǎng)方法。在數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，應(yīng)該第一時間進(jìn)行故障定位，并根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史經(jīng)驗做出故障定位和排查；對于數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)的不同組成部分，應(yīng)該采用不同的維護(hù)保養(yǎng)方法。只有提升發(fā)射系統(tǒng)的故障排查能力和維護(hù)保養(yǎng)水平，才能確保數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)始終高效工作。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)；故障排查；維護(hù)保養(yǎng)；發(fā)射機(jī)；激勵器

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.11.011

廣播電視傳媒在社會生產(chǎn)生活中占據(jù)重要地位，不僅面向公眾傳播各種訊息，還是豐富社會精神生活的重要工具。廣播電視傳媒技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了模擬信號向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)型。過去，模擬信號發(fā)射方式簡單，需要的配套設(shè)備較少，但是容易受到環(huán)境電磁噪聲的干擾，穩(wěn)定性難以滿足全天候使用的需求。數(shù)字信號的出現(xiàn)，極大提升了信號傳輸過程中的抗干擾能力，使電視內(nèi)容的顯示效果得到了明顯改善。但是，數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能復(fù)雜，由大量的元器件和機(jī)電設(shè)備構(gòu)成，任何設(shè)備出現(xiàn)故障都可能影響到發(fā)射系統(tǒng)的基本功效。數(shù)字信號的地面?zhèn)鞑シ绞绞悄壳暗闹髁?，具有單位里程傳輸成本低、覆蓋面廣、在應(yīng)急救災(zāi)等特殊環(huán)境中具有強(qiáng)大的適應(yīng)性。因此，研究數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的故障辨識與處理方法，能夠提升系統(tǒng)正常運(yùn)行的穩(wěn)定性，是保證電視信號正常接收與播放的基礎(chǔ)。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)是有線電視、衛(wèi)星電視等傳媒方式的重要補(bǔ)充，其工作能力是電視節(jié)目市場占有率的重要保證。為了確保數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)始終工作在穩(wěn)定狀態(tài)，本文研究了數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)故障排查與解決方法，在分析了數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成、主要特點(diǎn)和工作原理的基礎(chǔ)上，建立了故障排查方案，并提出了一系列維護(hù)保養(yǎng)方法。

1. 數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)概述

1.1 基本結(jié)構(gòu)

數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)主要由前端設(shè)備和發(fā)射設(shè)備兩部分組成，各部分結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

在圖1所示的前端設(shè)備中，單頻網(wǎng)適配和編碼設(shè)備能夠確保發(fā)射機(jī)的發(fā)射頻率基本相同，從而實現(xiàn)廣域覆蓋，實現(xiàn)發(fā)射技術(shù)由模擬向數(shù)字方式的升級，同時因為抗干擾能力強(qiáng)而更適應(yīng)在當(dāng)前無線電信號復(fù)雜的社會環(huán)境中應(yīng)用；同步基準(zhǔn)信號設(shè)備實現(xiàn)數(shù)字電視信號的預(yù)處理，減少信號中的噪聲干擾，使信號便于發(fā)射和接收；復(fù)用器是數(shù)字電視系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的軟硬件進(jìn)行初始化設(shè)置，同時協(xié)調(diào)軟件和硬件的邏輯拓?fù)潢P(guān)系，確保軟硬件之間沒有時間延遲；信號傳輸適配設(shè)備協(xié)調(diào)信號發(fā)射與傳輸網(wǎng)絡(luò)以及接收端的接口關(guān)系，確保信號發(fā)射的穩(wěn)定性。在發(fā)射設(shè)備中，TS流接收器用于接收信號并實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，便于信號在電視機(jī)等配套機(jī)器中顯示；反饋系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對信號進(jìn)行功率放大并面向傳輸網(wǎng)絡(luò)傳播；發(fā)射機(jī)包括功率放大器、激勵放大器、輸出濾波器、顯示單元和電源系統(tǒng)等，對發(fā)射信號進(jìn)行濾波、功率放大處理；信號傳輸適配設(shè)備發(fā)揮與傳輸網(wǎng)絡(luò)和接收端的接口關(guān)系協(xié)調(diào)作用，將三者的信號制式進(jìn)行統(tǒng)一[2]。

1.2 主要特點(diǎn)

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)是在對傳統(tǒng)模擬電視技術(shù)進(jìn)行升級改造的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，不同于有線電視、衛(wèi)星電視等電視傳播模式。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有更高的頻率利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)更廣闊的覆蓋范圍，可以兼顧偏遠(yuǎn)山區(qū)的電視信號接收需求。此外，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有更強(qiáng)的魯棒性，對復(fù)雜環(huán)境中的各種干擾具有強(qiáng)大的補(bǔ)償能力，能夠?qū)崿F(xiàn)電視信號的穩(wěn)定傳輸；在信號發(fā)射時可以實現(xiàn)加密處理，確保信息安全。

除了在正常環(huán)境中承擔(dān)數(shù)字電視信號的發(fā)射功能外，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)還適合在災(zāi)害等自然環(huán)境中應(yīng)用。一旦發(fā)生地震、海嘯、臺風(fēng)、洪澇等自然災(zāi)害，通訊網(wǎng)絡(luò)極易受到?jīng)_擊而癱瘓，此時基于通訊網(wǎng)絡(luò)工作的有線電視、衛(wèi)星電視等不能正常處理電視信號。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)基于地面和鄰近空間傳輸信號，受到通訊網(wǎng)絡(luò)的限制和影響較小。因此，在受到災(zāi)害等突發(fā)事故的現(xiàn)場，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)對于搶險救災(zāi)、次生災(zāi)害處理、應(yīng)急指揮等具有重要的意義。

1.3 工作原理

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的工作過程，主要由壓縮編碼、復(fù)用打包、信號預(yù)處理與編碼、調(diào)制發(fā)射組成[3]。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的基本工作原理如圖2所示。

在圖2中，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)可以實現(xiàn)音頻信號與視頻信號的無差異融合，之后按照既定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮和編碼；復(fù)用打包時會融合其他信號；預(yù)校正會對混入信號源中的擾動進(jìn)行降噪處理，提高信號傳輸?shù)馁|(zhì)量；復(fù)用打包和預(yù)校正完成之后，信號傳入發(fā)射設(shè)備進(jìn)行功率增強(qiáng)和激勵處理，之后進(jìn)行編碼和映射；最后加載到基帶上進(jìn)行發(fā)射。

2. 數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)常見故障與處理方法

2.1 故障排查方法

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)由一系列復(fù)雜的機(jī)電設(shè)備構(gòu)成，這些設(shè)備內(nèi)部包含有大量的元器件，這些元器件不僅類型不一，而且相互之間接口關(guān)系復(fù)雜。對數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行故障排查，主要依據(jù)工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)實施。

工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)一般設(shè)置在中心機(jī)房內(nèi)，由專業(yè)人員進(jìn)行值守操作。工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)對音頻信號和視頻信號的發(fā)送與接收狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測。一旦出現(xiàn)信號消失，或者信號變化峰值超過閾值設(shè)定，或者干擾使發(fā)射信號失真，立即啟動報警裝置。報警裝置利用聲光警示的形式引起監(jiān)控人員注意。監(jiān)控人員接收到故障信息后，立即啟動應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急預(yù)案主要承擔(dān)兩項功能，一項功能是切換備份模式，利用備份設(shè)備代替故障設(shè)備從而不影響電視發(fā)射系統(tǒng)正常工作，另一項功能是調(diào)取各種故障的歷史記錄文件，幫助值守人員快速進(jìn)行故障定位并組織專業(yè)人員進(jìn)行搶修[4]。

2.2 環(huán)境因素引發(fā)的電視信號接收效果不佳

在數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中，經(jīng)常會出現(xiàn)電視信號接收效果不佳的問題。這類問題的主要表現(xiàn)，就是電視出現(xiàn)“雪花”現(xiàn)象，或者出現(xiàn)畫面和聲音的卡頓。

出現(xiàn)這種問題，需要從兩方面進(jìn)行處理。首先，對電視發(fā)射系統(tǒng)周圍的環(huán)境進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有積雪、落葉等雜物要及時進(jìn)行處理。其次，需要加高電視天線與地面的距離，減少電視天線被障礙物遮擋的可能性，這樣才能確保信號接收正常。

2.3 交流電頻率不穩(wěn)引發(fā)發(fā)射信號不穩(wěn)定

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的工作狀態(tài)受到交流電質(zhì)量的影響，尤其是工作頻率不穩(wěn)定時會引發(fā)發(fā)射信號出現(xiàn)波動進(jìn)而影響信號的正常傳輸。一般來說，交流電的工作頻率需要控制在50±1Hz，這樣才能確保電視信號穩(wěn)定發(fā)射和接收。

當(dāng)出現(xiàn)電視信號發(fā)射和接收失穩(wěn)現(xiàn)象時，需要對交流電的工作頻率進(jìn)行測量?？梢岳檬静ㄆ鞑杉涣麟娋W(wǎng)的電流質(zhì)量，對其工作頻率進(jìn)行測量。為了避免工作頻率不穩(wěn)定造成發(fā)射信號質(zhì)量下降，數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中需要增加UPS電源。對信號傳輸適配設(shè)備進(jìn)行接口擴(kuò)展，將UPS電源接入適配設(shè)備后作為電網(wǎng)電源的備份。一旦電網(wǎng)電源出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，信號傳輸適配設(shè)備自動切換至UPS電源供電。

2.4 發(fā)射機(jī)過熱現(xiàn)象

在正常工作狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)內(nèi)部集成有水冷設(shè)備，可以確保自助降溫并維持穩(wěn)定的溫度。但是，一旦出現(xiàn)元器件虛接的問題，會使發(fā)射機(jī)出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。如果發(fā)射機(jī)過熱不及時處理，會影響信號的發(fā)射質(zhì)量，甚至?xí)绊懓l(fā)射機(jī)內(nèi)部元器件的使用壽命。

根據(jù)工作經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，發(fā)射機(jī)過熱的現(xiàn)象主要是由于中心細(xì)銅管與連接頭接觸不良，或者保險管與管座接觸不良等引發(fā)的。對于發(fā)射機(jī)的工作溫度，可以利用紅外測溫設(shè)備定期進(jìn)行無接觸測量。一旦發(fā)現(xiàn)工作溫度持續(xù)上升且超過安全閾值，立即對發(fā)射機(jī)進(jìn)行停機(jī)檢查。重點(diǎn)檢查是否存在各種接頭接觸不良的事故隱患。此外，還應(yīng)該維護(hù)工作機(jī)房內(nèi)的溫度值盡量保持恒定，避免因為機(jī)房內(nèi)溫度過高而引發(fā)發(fā)射機(jī)過熱。

2.5 發(fā)射機(jī)功率異常故障

在數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)的功率直接決定了信號的發(fā)射強(qiáng)度與整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。數(shù)字電視信號在激勵器中被進(jìn)行整合，之后經(jīng)過功率分配器進(jìn)入功率放大器進(jìn)行功率倍增。功率異常是電視發(fā)射系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)的一個故障，主要有功率放大器輸出功率過大和反射功率過大兩種異常模式。

功率放大器輸出功率過大異常是由于內(nèi)部元器件的輸出功率和電流異常導(dǎo)致的。出現(xiàn)這種情況，工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)中的功率異常信號燈會頻繁閃爍示警。此時，需要對功率放大器的輸出功率進(jìn)行測試，或者檢查耦合器射頻口到控制單元發(fā)射功率口的連接件是否良好。對于功率放大器輸出功率測試值異常，需要協(xié)調(diào)專業(yè)人員進(jìn)行整機(jī)檢修；對于連接出現(xiàn)的問題，要進(jìn)行緊固或者更換處理，如果仍然無法消除輸出功率過大異?，F(xiàn)象，則需要協(xié)調(diào)專業(yè)人員進(jìn)行處理[5]。

功率放大器反射功率過大異常是由于激勵器輸出功率超過設(shè)計功率，或者天線駐波比異常，或者耦合器PR口到控制單元REFL口連接異常等原因造成的。對于這些故障原因，工作狀態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)會給出原因定位。工作人員發(fā)現(xiàn)問題故障后，應(yīng)該立即對問題進(jìn)行處理。可以手動設(shè)置激勵器的輸出功率為設(shè)計功率，調(diào)整天線駐波比，或者手動插拔并重新連接耦合器PR口到控制單元REFL口之間的各組元器件，之后對功率放大器的反射功率進(jìn)行重新測量，直到反射功率值保持在正常值為止。

3. 數(shù)字電視發(fā)射系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)方法

3.1 加強(qiáng)對開關(guān)電源和功率放大器模塊的維護(hù)

開關(guān)電源和功率放大器模塊是數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)中在線工作時間最長的兩個模塊。除了對它們的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行不間斷監(jiān)測外，還應(yīng)該定期做好維護(hù)保養(yǎng)。對開關(guān)電源和功率放大器模塊進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，除了常規(guī)進(jìn)行清潔度處理外，還應(yīng)該對重要部件的連接部位進(jìn)行緊固。緊固時，需要避免對內(nèi)部元器件和連接線造成破壞。當(dāng)進(jìn)行插拔緊固時，需要對元器件的管腳進(jìn)行清潔，利用酒精等進(jìn)行擦拭。元器件管腳的潔凈度直接影響到信號的有效傳輸，是維護(hù)保養(yǎng)過程中容易被忽略的內(nèi)容。

3.2 加強(qiáng)對發(fā)射機(jī)和激勵器的維護(hù)

發(fā)射機(jī)和激勵器在工作中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量如果散發(fā)不及時會損害機(jī)器使用壽命。進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)時，需要重點(diǎn)對機(jī)器設(shè)備的散熱性能進(jìn)行復(fù)查，檢查風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速和噪聲，檢查水冷設(shè)備能否穩(wěn)定工作。此外，對發(fā)射機(jī)和激勵器的工作狀態(tài)需要做好記錄，對設(shè)備的工作電壓和電流波形進(jìn)行監(jiān)測，一旦出現(xiàn)異常需立即進(jìn)行示警并調(diào)取歷史記錄進(jìn)行對比，判斷出現(xiàn)故障的時間點(diǎn)。對于激勵器的故障，應(yīng)該仔細(xì)檢查存在故障的激勵器的本振模塊盒和其中較重要的部位，從而準(zhǔn)確定位故障位置，分析激勵器故障原因并進(jìn)行維修，不斷提升維修效率。

4. 結(jié)束語

數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有廣泛的應(yīng)用，尤其是在災(zāi)害等特殊現(xiàn)場。數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和功能，因此容易出現(xiàn)故障。為了實現(xiàn)數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)的高效使用，需要對故障模式進(jìn)行研究，并針對各種不同的故障現(xiàn)象建立歷史數(shù)據(jù)庫，一旦出現(xiàn)故障問題第一時間調(diào)取歷史記錄進(jìn)行對比，從而提升故障處理效率。對于數(shù)字地面電視發(fā)射系統(tǒng)開展維護(hù)保養(yǎng)具有重要的意義，不僅是延長設(shè)備使用壽命的有效方法，也是減少故障率的重要措施。在電視信號傳播過程中，不斷優(yōu)化并提升信號發(fā)射系統(tǒng)的穩(wěn)定性，是確保用戶完整接收信號的基礎(chǔ)，是提升電視節(jié)目收視質(zhì)量的重要保證。

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作者簡介：蔡克強(qiáng)（1988—），男，遼寧北鎮(zhèn)人，工程師（專技十級），研究方向：廣播電視傳輸發(fā)射、調(diào)頻廣播數(shù)字電視數(shù)字微波發(fā)射機(jī)、天饋線系統(tǒng)。