三元达TX-U/60G/D系列1KW风冷数字电视发射机运行维护管理

2022-09-12

一、概述

TX-U/60G/D系列数字电视发射机是由福建三元达通讯股份有限公司研发生产的大功率地面数字电视广播发射设备, 我台使用的是一款1KW数字电视发射机。整机采用模块化设计, 结构整凑合理;采用线性、非线性预校正系统, 有效提高技术指标及发送效率;热插拔并联开关电源, 方便维护;智能化监控单元进行监控, 可通过RS485总线接口, 实现远程控制。具有完善的保护措施, 保障设备安全运行。作为中央台无线覆盖工程使用设备, 在我台用DS38、单载波、水平极化播出CCTV7、CCTV9、CCTV11、CGTN共四套中央台节目, 覆盖粤西及桂东南地区。

二、整机原理

TX-U/60G/D系列1KW数字电视发射机采用模块化机柜式结构。整机由主备激励器、激励切换器、前级推动功放、末级功放、四功率分配 (合成) 器、滤波器、定向耦合器、监控系统、电源系统、风冷系统等组成。整机原理框图如图1。符合国家地面数字电视标准 (GB20600-2006, DTMB) 的TS流输入到激励器, 经前向纠错、星座映射、组帧、基带后处理、正交上变频等处理, 输出符合要求的射频信号, 经由功率放大器放大到额定功率, 从天线发射出去。

(1) 激励器。NDS2402C-A地面数字电视广播激励器是成都德芯数字科技股份有限公司生产的设备, 是基于卫星传输的地面数字电视单频网激励器, 符合国家地面数字电视标准GB20600-2006, GY/T229.2-2008。支持线性及非线性自适应校正, 改善发射技术指标, 提高整机效率和发射系统的调制误差比 (MER) 。可以实现单频网 (SFN) 和多频网 (MFN) 地面覆盖, 支持移动和固定接收, 最大传输速率32.486Mbps。

将符合国家标准的TS流输入到激励器的ASI接口, 经接口选择接入数字基带处理模块, 进行预变换、前向纠错、星座映射、组帧、基带后处理, 产生符合国家标准的基带数字信号, 再进行预失真校正。经预失真校正处理的基带信号进行正交调制、直接变频到发射载频上。射频信号经过MLC环路控制然后输送到射频功率放大器放大, 达到额定功率后输出, 去推动末级功率放大器。

(2) 切换器。切换器用于主备激励器输出射频信号的选择, 设有自动/人工切换两种工作状态。当输出射频电平下降≥3d B或无输出时, 自动切换, 切换速度<20ms。也可用手动切换选择主备激励器输出射频信号。切换具有记忆功能, 再次开机时保持上次关机前的工作状态。

(3) 功率放大器。功率放大器包括前级推动功率放大器和末级功率放大器。前级推动功率放大器将激励器输出的射频信号进行放大, 以满足末级功率放大器对输入电平的要求, 其增益30-35d B。末级功率放大器共有四台, 模块化结构, 宽带设计, AB类工作状态, 可互换使用, 维护操作方便。每个功放模块有几个高增益LDMOS场效应管功放板, 单个场效应管的静态工作电流为1A, DC42V供电。功放模块最大输出功率350W, 增益35d B。具有独立的监测保护电路, 并经RS485接口与主控系统通信。面板上有正常工作和故障告警指示灯, 工作状态一目了然。

(4) 功率分配 (合成) 器。功率分配 (合成) 器是基于微带线原理特性设计, 要求插入损耗小阻抗匹配。功率分配器是将前级推动功率放大器输出的射频信号进行1∶4的分配, 分成大小相等相位相同的四路信号, 分别推动四个末级功率放大器。功率合成器是将四路末级功率放大器输出的大小基本相同相位基本一致的射频功率合成为一路输出。

(5) 电源系统。电源系统包括电源检测控制、交流接触器、功放开关电源、监控系统低压电源等部分组成, 整机配电原理图如图2。电源检测控制具有相序识别、缺相保护功能, 其常闭接点在缺相、逆相、相序正确但相间电压差>13%时, 会断开, 其常闭接点串接到风机交流接触器线包回路上, 只有总电源正常, 才可以开启风机, 从而保护风机及开关电源等设备部件的安全。

在机柜内的4×2500W开关电源的输入为3φ380V交流, 输出为42V直流, 输出均流后接入4×350W末级功率放大器。开关电源具有输入电压范围宽, 输出电压稳定度高, 有输入缺相、过/欠压保护, 输出过流、过压、短路保护, 过温保护等功能。面板上有电压、电流显示, 故障告警指示, 可方便了解电源模块的工作状态。

(6) 监控系统。监控系统通过数据总线与各单元进行数据传输, 监控板控制发射机的开关机及自动电平 (ALC) 控制。监控系统 (MCU) 可查询发射机所有参数 (共有100多项参数) , 设置系统时间、定时开关机、系统状态等参数。通过RS485总线连接上位机还可实现远程控制。

三、运行维护

(1) 运行参数。整个设备系统主要的运行参数有激励器参数、功率放大器参数、开关电源参数。整理出实际运行工作状态参数, 以供参考。

(2) 设备维护。设备的日常维护至关重要, 根据发射机技术说明书及设备厂家的要求, 结合发射设备在我台实际工作环境, 制定发射设备维护管理规程。

(1) 发射设备日常运行时, 按照设备运行参数值表, 对比设备工作状态是否正常。可通过发射机监控系统计算机监控软件来观察。

(2) 定期清洁检查设备各部件, 特别是风机入风网, 功放模块风路, 开关电源冷却风扇等要重点清洁检查。

(3) 定期检查主备激励器及其倒换控制是否正常。运行参数不能搞错。

(4) 定期检查各功放单元、功率分配 (合成) 器、隔离/吸收负载的工作状态, 温升是否在允许范围, 各高频连接是否良好。

(5) 维护时更换器件需用同型号的器件, 确无同型号器件, 要用其它型号器件代替的, 要做好标记, 购得同型号器件后再恢复。

(6) 更改激励器运行参数时, 需将射频输出功率关断, 设置最低值, 各参数调整完成后, 再重新设定额定射频输出功率。

(7) 输入激励器的TS流的码率不要超过当前信道调制模式下的最大有效载荷, 超过会导致图像停帧。定期测试ASI码流参数是否符合要求。

(8) 定期测试发射设备技术指标, 用激励器预校正调节软件校准, 使播出质量符合国标要求。

(9) 按照广电总局62号令要求, 检查其它相关项目。

(3) 常见故障处理。对比设备运行参数, 一般可以确定故障所在。保持机房环境清洁, 恒定的温度 (一般26℃) , 是降低发射设备故障率的重要因素。现以发射机不能开机为例说明检修故障的思路。检查总输入电源是否正常, 电源检测控制器是否亮绿灯, 都正常后再通过应急开关机判断故障是风机控制回路或是监控单元和主控单元。打开机柜右侧门盖板, 将电源监控板拨码开关置于OFF状态, 打开主控单元下方的空挡板, 里面有应急开关板, 将S1置于手动位置, 开S2风机是否启动, 开S3是否有功率输出, 如正常则是监控单元或主控单元故障, 否则是风机控制回路或开关电源控制故障。

四、结束语

数字电视广播技术是21世纪的高新技术, 目前已经成为包括我国在内的全世界信息产业的重要组成部分。这一技术的发展, 引发了广播电视业界的一场技术革命, 电视广播已从模拟时代迈入数字化时代。数字电视地面广播在发射机技术方面也有了飞跃发展, 全面掌握新发射设备的工作原理、运行维护、故障维修等知识, 成为广电人的当务之急, 更是一份责任。

摘要：根据相关技术规范和运行维护管理经验, 介绍TXU/60G/D系列1KW数字电视发射机的原理、维护、故障处理, 提出运行维护管理经验。

关键词：数字电视发射机,地面数字电视标准,运行维护