数字广播与无线广播

数字广播与无线广播

多杰

西藏自治区广播电视局那曲中转播台   852000

[摘要]   从20世纪三十年代开始，商业广播先后在美、苏、英、德、送、中等国开播，在此后近百年时间，广播作为重要的传媒工具，受到各国的重视。官博先后经历了中波调幅、短波调幅、调频、调频立体声几个阶段、尽管调幅广播的宽带只有9KHz和10KHz。音质无法于调频立声相比，但是由于调幅广播发展的时间最久。全国标准统一，在任何地方购买的收音机在全国各地能使用。接收工具简单而且可以方便地进行内室、外的便携接受与车，船中的移动接收。因此至今它任然是世界上使用最广泛的广播媒体。今天世界上有160多家国际广播电台在进行着无形的“星球大战”。在美国之音(VOA)的一项研究甚至认为未来的40年没有其他媒体能以相同的优点替代。据统计全世界现在已有3333座短波发射台，12590府中波发射台，25亿台调幅收音机。其中7亿台可收短波广播。但由于调制广播的竞争、音、视频数字化的发展，传媒手段的多样化和90年代开始的全球数字化浪潮，我更加认识到无我广播必修数字化才能适应竞争日益激烈的传媒环境。中短波广播、调频厂播总称无线广播，而调福广播又是无线广播的最好代表。中波全固态调幅发射机将是调幅广播的典型例子。

中波全固态调幅发射机正在逐步从老式的电子管板调机更新换代为新型的全固态PDM III发射机，该发射机以其高性能价格比，及故障发生率、高技术指标成为我国新一代的主流中波发射机。

一、调幅广播(POM)的优点

1、中波全固态调幅发射机采用D类放大器，输出为方波信号，效率高达95%。

2、功放模块化，可以相互替代。如果功放模块损坏，可不停机播出，不影响整机的功放和指标。

3、全固态POM发射机不需要更换电子管，故障率低基本上不需要经常维护。

二、技术指标

1、整机效率高，由于采用了当今世界上先进的数字化处理和数字合成技术，便发射机的效率高于85%因此可以大大节约能源。

2、有优质于其他类型的发射机的电声指标。由于采用数字化音须处理技术，整机的各项电声指标，尤其是频响款，动态响应好，失真度小，动态响应优良，明显优于其他类型的发射机。

3、发射机的可靠性极高，日常维护费用低。如果功放模块损害可以不停机播出。

4、更进一步完善的保护功能，方便的计算接口，方便的功放设定，可靠的防雷设计，具有高调制能力，可播出调幅立体声节目，机器具有自动功率控制电路，射频激励源采用频率合成技术，频率稳定。

三、数字广播(DRM)的优点

1.系统完全适应数字音频信号输入。

2.处理过程使用数字信号处理技术，充分利用数字信号稳定、抗干扰能力强的优势，提升发射机的信噪比、频率响应和失真度指标。

3.主要的处理工作放到了可编程逻辑器件中用软件来实现减少了信号传输链路的节点的数目，提高了稳定性、简化了处理的过程，大大增加了系统灵性。在需要增强功能的时候只需要对软件程序进行修改便于功能的扩展。

4.改造后的系统具有完全独立的知识产权。可以完全替代发射机原有的模拟音频信号输入板和A/D转换板。

四、数字广播(DRM)的技术指标

1.本系统整体的功能可以概括为: AE/EBU数字音频直接输入到本系统，经过处理后生成音频调制信号，经过调制编码板去控制发射机功放模块，直接在数字域中实现音频数据采集，采用频率变换，发射机功率控制、发射机非线性补偿，

电源纹波补偿等技术。提高发射机的三大电声指标并改善发射机的播出质量。

2.数字广播遵循的原则:完全适合数字音频信号输入，数字域处理提升发射机电声指标，新系统与原系统在发射机控制方面完全兼容。针对以上三个目标整个系统功能可以划分一下三个部分。

(1)数字音频(AES/EBU)接口

数字音频信号的接收以及解码由数字音频阻抗匹配器件和AES/EBU接口芯片组成。其中、数字音频阻抗匹配器件主要完成的是对输入的平衡AES/EBU格式信号进行均衡，并保证110欧姆阻抗匹配，获得最好的接收幅度以及最小的抖动。经过接收均衡之后获得的AES/EBU信号被送入AES/EBU接口芯片中，由接口芯片对输入AES/EBu信号进行解格式化。经过这个部分的处理之后，本板既可以直接接收AES/EBU数字音频信号又可以很好的对AES/EBU音频数据进行解码输出,达到了完全适应数字音频信号输入的目的。

(2)与发射机的控制通信

发射机控制包括具备调幅度、功率等级和功率微调的功能，具有功率反馈降功率控制功能，数字输入音须和输出音频检测功施，间制B-电源控制功能，电流取样和设备保护功能。本设计中完全实现使用数字处理的方式实现上述功能控制。同时，考虑到发射机工作中可能遇到的各种情况，本系统针对最高调制度，高中低三档不同功率等级设计了专门的数字拨码开关，可根据发射机工作具体需求调节幅度大小，设定每个功率等级时开机的功率值。另外，发射机保护功能(包括故障封锁输出和响应反馈降功率等方面)在本系统中得到了一定的强化。由于是直接采用数字处理，本系统对故障的响应更为精确。在封锁输出或将功率时可基本实现无延迟响应，以便更有效地保护发射机。以上处理过程不但实现了改造后的系统与原系统在发射机控制环节功能一致的目的，而且新系统操作起来更为灵活，参数的设置更为精确。

(3)发射机电声指标处理

广播电视设备的研制，在实现基本功能的基础上，首先要保证设备的稳定性和可靠性。其次就是要保证设备的指标达到或超过国家行业相关标准。本项目的立项基本目标之一就是希望利用本系统使得发射机的三大电声指标。达到或领先国际先进水平。①有理数倍采样转换AES3-1992标准规定专业广播音频设备所使用的采样率为32、48或92KHz。通常都是使用48KHz采样率对模拟音频信号进行数字转换。②发射机系统非线性失真的线性化处理，发射机体现出的失真应该由两方面的原因共同造成，第一、是音频信号本身的失真:第二、是发射机射频功放系统的非线性失真。考虑到音频信号原本身的失真非常小，那么，发射机的失真主要体现在射频功放系统的非线性失真。③发射机系统噪声补偿DX发射机为全固态PDM发射机。不存在由于模块循环开关造成的电压叠加而产生的分频噪声，也不存在电子管热噪声等。其噪声主要由其整流电源系统产生。④发射机的频率响应的处理在可编程逻辑器件中设计数字滤波器的一个很大的优势在于滤波器的频率响应和相位响应可以进行精确地分析和计算，只要器件的资源足够，理论上可以设计出任何类型的滤波器。

我国是调幅广播的大国，新世纪开始实现西部创新工程还将进一步扩大调幅广播规模，提高厂播覆盖与改变边缘地区空中程序。因而数字调幅广播具有很大的市场。由于许多国要的国际广播机构一直积极参与DRM的活动,今后这些机构很可能较早地开始数字化的短波国际广播。从而使他们的国际广播效果大大改善与具有良好的抗干扰性。

我国虽然从1997年起就一直关注与跟踪数字调幅广播的发展。但鉴于DRM很快进入实现阶段。本文本简要阐述了数字广播DRM和调幅广播PDM的优点和技术指标。通过比较认为数字化广播DRM更符合当前我国广播电视系统数字化的打趋势，可以明显提升发射机的稳定性的电声指标。使用可编程逻辑器件作为系统的核心处理部分可以更好的提升系统的集成度和灵活性，满足更多的设计要求。

参考数目：1西藏自治广播电视局中波台、实验台技术骨干培训教材。

2、2014年5月四川大学继续教育学院培训内容。

3、2018年8月国家广电总局564台培训内容。