模拟电视发射机适应数字电视地面传输的技术应用

文丨赫 健 段雪峰

模拟电视发射机适应数字电视地面传输的技术应用

文丨赫 健 段雪峰

针对我国数字电视逐渐取代模拟电视的现状，笔者结合模拟电视发射机详细探讨了依靠模拟电视发射机改造适应数字电视地面传输的技术应用，分析了实施技术改造的可行性，在此基础上给出了具体的改造方案，并结合信号输入通道和编码器两个关键技术详细研究了其改造的技术方案，对于进一步提高模拟电视向数字电视传输转变的进程具有较好的指导借鉴意义。

模拟电视； 发射机； 数字电视； 地面传输

广播电视从最早的黑白电视，到彩色电视，再到现如今大行其道的液晶电视，电视的发展可谓一浪高过一浪，而电视广播信号传输系统也得到了飞速的发展，从过去的模拟电视信号，发展到数字广播电视信号，再发展到如今的高清数字技术等，电视广播技术的不断发展使得对电视信号的发射和接收设备也逐渐提出了新的要求，特别是人们对于电视信号高清和移动性方面的追求，使得电视广播技术不断得到优化与发展。在数字电视广播广泛发展和应用的今天，过去一直稳居龙头老大的模拟电视设备是不是就必然遭到历史的淘汰呢？答案是否定的，模拟电视收发设备是能够适应数字电视地面传输的需求的。为此，笔者对模拟电视发射机适应数字电视地面传输技术进行分析研究，以期能够从中找到面向数字电视传输技术的模拟电视发射设备的改造实现方法，并以此和广大同行分享。

1 模拟电视发射机进行数字化传输改造的可行性分析

由于目前我国很多地区的电视发射机仍然采用模拟信号制式，因此，在现有的技术条件和经济情况下，对模拟电视发射机进行数字化改造不失为一项可行且节约改造成本的方案。对于数字电视信号进行发送的发射机来说，主要是其内部应该有较大功率增益的功率放大元件，同时其线性度、精度、动态响应特性以及宽泛的频宽等，这些都是数字电视发射机的基本要求，因此，要对模拟电视发射机进行改造，就必须使得改造之后的电视发射机能够满足数字电视发射机的上述基本的性能要求。现行的模拟电视发射机，主要分为单通道发射机和双通道发射机。在对单通道发射机进行数字化改造是比较方便的，这是由于数字电视信号中的视频信号和音频信号都是按照标准的MPEG格式进行编码压制的，该数字信号与其他信号复用后打包占用一个传输通道就可以实现对外广播传输，因此对于单通道发射机而言，只要将模拟电视发射机内部的激励器更换为数字电视发射机激励器即可；但是对于双通道发射机而言，除了要更换激励器之外，还必须将模拟发射机内部的各功率放大器、增益调节器等原件全部由双通道改为单通道，以适应数字电视信号打包传输所占用的单通道形式。因此，从改造的实际支出成本和技术的复杂性来说，应该尽量选用单通道发射机进行数字电视信号的改造传播。

2 模拟电视发射机适应数字电视地面传输技术的实现

2.1 改造方案

要实现模拟发射机传输数字电视信号，上文简单分析了单通道发射机和双通道发射机的改造方案与实现形式。实际上，从实际的改造过程来说，将模拟电视发射机改造为适应数字电视信号的传输，除了上文提到的改造内容之外，还需要对发射机内部的信号编码器、信号压制单元等都需要进行适当的改造，才能够实现对数字电视信号的传输、下面进一步讨论模拟发射机如何向数字化改造，具体可以按照下面的改造流程实施。（1）信号的数字化。采用数字编码器使信号数字化。（2）激励器的数字化。另一个激励器更换为数字激励器。（3）功率放大器性能调整。调整功率放大器内部静态电流、LDMOS FET管的放大电流值、调整各点电压，使功放达到所需要的放大功率值。（4）其它部分调整参数适应数字发射机。原来的模拟滤波器更换为带通滤波器，对监视部分的数字化改造，对冷却部分的改造。

2.2 信号输入通道的改造

2.2.1 视频输入

视频信号的输入有两种幅度，分别为0.7V(P-P)75欧和1V（P-P）75欧，在模拟电视信号发射机中，这两路输入视频信号具有同等的优先权，一般是通过中央控制处理器进行选择输入，以确保两路视频信号输入之后的幅度之差在允许的范围之内；而数字电视信号对于这两路视频信号的输入要求除了要保证一定的输入幅度之差在限定范围内，还要求将模拟信号转换为数字信号之后两路视频信号仍然为AC耦合方式，这就要求在对模拟电视发射机进行视频输入通道改造的同时，还要对A/D转换精度严格进行限制，确保两路视频信号输入经过A/D转换之后不会发生信号的失真，因此在实际的视频信号通道改造过程中，可以选用带有白条信号的测试行测量实际的视频信号的幅度，确保数字电视信号的不失真。

2.2.2音频输入

音频信号可加到AF输入口，输入阻抗600欧。音频信号的频宽限制在15kHz，音频输入电平不高于标称输入电平4dB，输入信号电平过高，会在A/D转换器中被限幅。为了防止后续电路被大信号过激励，信号通过矩阵并加上导频后，应限制在一个容许值之内。

2.3 ATV/DTV编码器的改造

ATV/DTV编码器是用于电视信号发射机内部对视频信号和音频信号进行编码，其作用是将视频信号和音频信号编码压制为标准的MPEG格式的信号，而模拟电视信号和数字电视信号其视频、音频格式编码过程是不相同的，因此也需要对ATV/DTV编码器进行改造。

2.3.1 视频信号的编码

当视频信号传输过来之后，ATV/DTV将其进行制式转换处理，依靠其内置的处理器的运算，将视频信号转换为两个正交基带信号，并对其增益和功率进行放大和调整，以符合幅度输入要求，之后再由ATV/DTV内部的处理器对其按照标准的MPEG格式进行视频信号编码，编码完成之后与其他电视信号一起打包进行传输，占用一个传输通道。

2.3.2音频信号的编码

音频信号经过模拟电视发射机内部的ATV/DTV编码器的编码调制，将得到的数字制式音频信号放在基带频率信号上进行频率调制，以实现音频信号的功率、增益和幅度的调整，最后按照标准的MPEG格式信号进行压制和传输。需要说的是，对音频信号进行编码，其编码速率比较低，这主要是因为音频的编码压缩系统将对人耳不太敏感的频率进行了低码率编码所致。

3 结语

我国目前虽然数字电视技术得到了普遍的发展与应用，但是过去一统天下的模拟电视发射设备与接收设备在我国仍然有大量的库存，而且目前在一些农村边远山区，仍然是模拟电视占应用主流，因此在现如今这个模拟电视与数字电视共存的时代，如何利用已有的模拟电视发射设备实现数字电视地面传输技术，是一项非常有研究意义的技术课题，对于促进我国数字电视的应用发展，以及进一步普及数字电视、对模拟电视实施技术改造节约设备成本，具有非常明显的社会价值与经济效益。本论文仅仅从模拟电视发射机的内部结构改造初步探讨和实现了适应数字电视地面传输的技术，对于模拟电视设备实现数字电视地面传输的更多相关的技术问题，还有待于广大数字电视技术人员的共同努力，才能够最终实现我国数字电视技术的飞跃发展与应用。

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10.19483/j.cnki.11-4653/n.2012.14.088

（海伦电视台，黑龙江海伦152300）