电视调频发送技术

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电视调频发送技术,1,电视发射机,由于电视信号包括电视图像信号与电视伴音信号，因此电视发射机就由电视图像发射机与电视伴音发射机两部分组成。图像与伴音发射机的输出信号通过双工器进行功率合成后，经一条馈线送往天线发射。,2,一、,电视图像发射机的特点,（一）采用残留边带发送方式,我国全电视信号（包括:亮度信号、色度信号、色同步信号、复合消隐信号和复合同步信号）的带宽为06MHz，图像信号对载波的的调制方式为幅度调制，如采用普通双边带调幅，根据调幅理论，其带宽将为12 MHz，在不考虑伴音的情况下，就远远超出规定的一个电视频道8MHz的带宽。,3,用负极性视频信号调幅后的波形图与频谱图,4,单边带发射方式虽然可以使带宽减半，但鉴于视频信号的特点（包含极低频率甚至直流成分），电路上很难将一个完整的边带信号部分滤除而无损伤的保留另一个频带。此外纯单边带发射会带来较大的正交失真与群时延失真，导致接收端重显图像失真。,5,为了解决节约频谱与确保不失真传输视频信号，通常采用残留边带调幅方式，即除了发射一个完整的边带外，还保留另一个边带的一小部分频谱（较低视频频率成分调制形成的频谱）。,6,发射机残留边带调幅特性,7,按照我国电视标准规定，如用fv表示图像载波频率，残留边带调幅的通带范围为fv 0.75 MHz到fv +6MHz，下限通过过渡带直到fv 1.25 MHz，上限通过过渡带直到fv +6.375 MHz。 fv 0.75 MHz的范围是双边带发射，而fv +0.75 MHz到fv +6MHz的范围是单边带发射。,8,残留边带发射的情况下，如果接收机的中频网络特性与发射机相同，则双边带频率成分（主要是低频成分）检波后的信号幅度就为单边带的2倍，造成检波后的视频信号幅频特性的不一致。为此，接收端应使用与发射端不同的残留边带幅频特性。,9,接收机残留边带调幅特性,10,（二）,工作于VHF与UHF频段,电视信号本身的频谱宽，图像载波的频率起码应在30MHz以上；如通过电离层传播，则不稳定，多径传播，失真严重。 工作在超短波VHF与UHF频段，主要靠直接波传播，不受电离层的影响，可以得到较好的效果。,11,（二）黑色电平固定,在发射端与接收端可能引起黑色电平变化的原因：信号通过RC耦合网络；信号中混入低频（例如50Hz交流声）干扰而造成黑色电平漂移。,12,黑色电平变化带来的后果：如果黑色电平随着图像内容改变，使重显图像产生失真，使图像画面上背景深浅或颜色发生变化；对于彩色电视广播而言会产生色度失真（因：黑色电平或消隐电平，供接收机恢复彩色副载波的色同步信号是放在消隐后肩上传送的，消隐电平不稳定，基准副载波的相位就受到影响）。,13,鉴于以上原因，必须保持黑色电平固定。,固定黑色电平的方法：视频信号为单极性，可用箝位电路实现，黑色电平固定后，不仅可以恢复直流分量，还可以消除低频干扰,提高放大管的利用率，增加输出功率。,14,（四）、图像调制极性,用正极性的电视信号对图像载波调幅，称为正极性调制，而用负极性的电视信号对图像载波调幅，称为负极性调制。,15,正极性与负极性调制的已调幅波波形,16,电视发射机多采用负极性调制，原因是同步顶相当于调幅度为100%，这样做的好处： 可以充分利用发射机的输出功率的能力，提高效率；干扰表现为暗点，不易觉察；峰值电平（同步顶）便于作为基准电平，供接收机作为自动增益控制。,17,（五）图像发射机的功率,调幅声音广播发射机的标称功率通常用载波功率表示，载波功率一旦确定，已调波的边带功率、峰值功率、平均功率就相应确定。,18,由于图像发射机采用负极性调制，峰值功率即同步顶功率是固定不变的，而平均功率却随着视频信号的内容而变化。因此，电视发射机的标称功率用峰值功率即同步顶功率表示。,19,1、按输出功率大小分：（1）小型（小功率）电视发射机（30W以下）（2）中型（中功率）电视发射机（30W-1KW）（3）大型（大功率）电视发射机（1KW以上）,二、电视发射机的类别,20,2、按适用的工作频率范围分：,（1）VHF（甚高频或米波）电视发射机（2）UHF（特高频或分米波）电视发射机（3）SHF（超高频）电视发射机（用于微波多路分配系统MMDS和卫星广播）,21,3、按传送信号性质分：,（1）黑白电视发射机（2）彩色电视发射机（3）多伴音立体声电视发射机、 数字伴音电视发射机（4）数字电视发射机、 高清晰度电视发射机,22,4、按功能分：（1）电视发射机（2）电视差转机,23,5、按图像、伴音放大方式分：,（1）分别放大式（双通道）电视发射机（2）共同放大式（单通道）电视发射机,24,6、按功率放大器件分：,（1）晶体管或场效应管（全固态）电视发射机（2）电子管电视发射机（3）速调管电视发射机（4）IOT（感应输出管）电视发射机,25,特点：,经过视频和音频处理的图像和伴音信号，分别采用低电平中频调制（图像中频载波频率为37MHz，伴音中频载波频率为30.5 MHz）,各自经过相应的处理后，经过频率变换变为高频信号，进行功率放大，最后通过双工器将高频图像信号和伴音信号进行合成，通过同一根高频电缆送往天线发射。,（一）分别放大式（双通道）电视发射机,26,分别放大式（双通道）电视发射机组成方块图,27,电视发射机的图像通道的视频处理部分主要包括箝位放大器和微分相位校正电路。中频处理部分主要包括图像中频调制器、残留边带滤波器和中频处理电路（群时延校正电路、微分增益校正电路）。,28,高频部分主要包括本振与倍频电路、图像变频器、高频线性功率放大器。 电视发射机的音频处理部分非线性校正电路和预加重电路。中频部分包括伴音中频调制器、锁相稳频电路以及倍频器等。高频部分包括伴音变频器和高频功率放大器。,29,特点：,经过视频和音频处理的图像和伴音信号，分别采用低电平中频调制（图像中频载波频率为37MHz，伴音中频载波频率为30.5 MHz）,各自经过相应的处理后，通过中频双工器合成，共同经过互调校正、频率变换与功率放大后，送往天线发射。,（二）共同放大式（单通道）电视发射机,30,共同放大式（单通道）电视发射机组成方块图,31,调频发射机,调频发射机相对来说类型较少，分类也简单。现在基本上都是立体声调频发射机。根据射频功率放大采用的器件的不同，分为电子管发射机和固态发射机；调频的广播波段处于VHF 的II波段（87MHz-108MHz ) ，就射频功放的技术难度来讲，比电视UHF 波段的技术难度小。,电视发射机的末级功放通常工作在A 类或AB类状态，以保证线性要求，而调频发射机的末级功放工作在C 类状态，以提高效率。相对而言，调频发射机对于射频功放的要求低于电视发射机。,32,调频发射机的末级功放部分在过去都使用电子管，20世纪90年代开始向固态发展。就日前来说，国内的技术水平与国际的技术水平相差不大，由于技术难度相对电视发射机要小些，在引进和消化方面要优于电视发射机的技术水平。国内固态调频发射机功率等级可以做到10kw ,与电子管发射机相同。,33,数字电视发射机,与模拟电视发射机不同，用做地面数字电视广播的发射机的输入信号不是通常的视频和音频节目信号，而是将音频、视频信号按MPEG2标准，经过压缩、编码，并与其他数据信息复用打包后的传输码流（TS流）。输入的TS流，经过信道编码与调制单元，形成符合一定制式标准的模拟中频信号，然后上变频至发射频道，经射频放大后发送。,34,数字电视发射机与模拟电视发射机的主要区别,1.信号源的不同,模拟电视发射机的输入信号是图像视频信号和伴音信号分开传输的, 并分别输入到激励器的视频输入端口和音频输入端口。而数字电视发射机的输入信号是经过信源编码和复接之后, 符合MPEG- 2 标准的数字信号。,35,2.激励器的不同,数字电视发射机与模拟电视发射机最大的区别就是激励器。模拟电视发射机在视频信号输入后, 要经过视频处理, 然后再进行调制, 经过中频处理之后, 通过变频成为射频信号最后发射出去。而对于数字电视发射机, 它的激励器主要由四部分组成 : 编码器、数字均衡器、调制器、频率合成器。,36,3.标称功率的定义不同,模拟电视发射机的调制信号是连续的复合全电视信号, 因此, 原来我们定义模拟发射机的标称功率为同步顶功率PSYN。,而现在数字电视发射机的调制信号是一连串的脉冲信号, 因此我们对数字发射机标称功率的定义则是平均功率PRMS 。,37,4.射频功率输出滤波器的不同,模拟电视发射机射频功率输出端是用陷波器来滤除无用发射, 这是因为模拟机的带外无用发射信号的频谱是离散的。而数字电视发射机带外的无用发射信号的频谱是连续的, 所以必须采用带通滤波器。,38,不同的数字电视地面广播标准，最主要的区别是在传输信道采用了不同的信道编码与调制技术。,国际上目前已经形成三种主要的数字电视标准，即美国ATSC标准、欧洲DVB-T标准和日本的ISDB-T标准。ATSC标准采用单载波8VSB编码调制技术；DVB-T和ISDB-T都采用多载波COFDM调制技术。,我国DTTB标准2006年8月。,39,数字电视广播对发射机最基本要求,功率放大器应有足够高的功率增益；,要求放大器具有高线性、宽动态范围，即数字调制信号在动态峰值范围内时，发射机仍有良好的线性；,发射机应有足够高的频率精度和频率稳定度、低的相位噪声,40,数字电视发射机的额定输出功率按平均功率规定。这就要求数字电视发射机的末级功放应能在平均功率比峰值功率低得多的情况下高效率应用。,发射机的末级功放通常采用AB类线性放大器。AB 类放大器的效率高，但线性较差，需要有中频预校正措施改善放大器的线性。,41,数字电视发射机机型,采用感应输出管的I.O.T发射机,效率高、线性较好，能在较宽的线性动态范围而平均功率较低的信号情况下高效率工作；非线性校正容易实现 ；单管功率高,采用四极管包括双向四极管的单电子管发射机,线性好，效率高，AB类工作时，有足够宽的线性范围和较高的效率,全固态发射机,器件的寿命长及多管多重合成方式，可靠性和可维护性高。缺点是线性较差，且效率较低。,LDMOS器件和碳化硅功放管是近年推出的新型器件，在线性、增益和输出能力上都优于双极型管。是目前数字电视主要采用的功率器件。,42,发射机用作数字电视广播时，技术重点都在研制开发适合数字电视发射机的中频预校正电路，以改善AB类放大器的线性、提高放大器的效率，这对全固态数字电视发射机尤其显得重要。前馈校正技术、数字自适应校正技术和改进的折线式非实时预校正技术是目前国外数字电视发射机采用的主要方式。,43,衡量数字电视发射机技术性能的主要技术参数,发射机输出功率（平均功率）及输出功率变化值。,发射机射频频谱特性。包括有效带宽内的带内波动范围；邻频道肩部（如4.3MHz）的互调失真；邻频道抑制（如8MHz ）；二次谐波。,对8VSB传输模式需要测试带内信杂比；对COFDM传输模式则需要测试RS解码前在规定误码率、调制模式下的等效噪声降低分贝数。,相位噪声容限和频率稳定度,发射机还应规定适用的数字电视制式、调制方式、工作带宽、工作频道，说明输入码流（通常为MPEG-2 TS流）的码率范围、输入接口形式，中频中心频率、中频电平及接口形式等。,44,