摘 要:阐述对移动多媒体广播电视中的发射系统采用的KFM-Ⅱ-813型UHF1kW电视发射机的性能分析与维护。
关键词:CMMB电视发射机; 激励器; 功放; 维护
濮阳电视台发射的数字移动多媒体广播电视(简称CMMB),根据城区面积状况,采用单发射站点完成城区的基本覆盖。单发射站点系统主要由卫星接收系,卫星数据接收机,交换系统,CMMB复用器,发射系统组成。濮阳CMMB发射机的工作频率为38 CH,发射功率为1 KW,发射机采用成都凯腾四方数字广播电视设备有限公司生产的KFM-Ⅱ-813型UHF1kW CMMB电视发射机。
1 整机性能
发射机由主、备数字激励器,双激励切换器,1∶4功率分配器,4×300 W功率放大器,4∶1功率合成器,4×2 000 W开关电源,吸收负载,带通滤波器,定向耦合器,触摸屏监控单元,风机单元和交流配电盘等组成。定向耦合器和带通滤波器装在机柜的顶部。
发射机可实现主、备激励器之间人工或自动切换。切换状态由主机触摸屏和切换器面板指示灯显示,切换器具有状态保持功能,当断电恢复或关机后重新开机时,将保持原切换状态。
发射机采用触摸屏监控单元实现主机和各功能组件的集中监控管理。触摸屏监控单元既能对主机输出功率、反射功率、供电状态、冷却状态、连锁状态、切换状态实时监控,又能对每个激励器、每个300 W功放插件、每个开关电源的工作状态和工作参数实时监控。并可实现输出过荷、驻波比过大、冷却异常、连锁异常、功放过热等故障告警和保护。
发射机输入的ASI信号经激励器处理后送入切换器,切换器的输出经四分配器将信号分为4路,分别去推动4个相同的300 W功率放大器,功率放大后的4路信号经功率合成后由定向耦合器和带通滤波器送给发射天线。
2 监控单元和保护系统
2.1 触摸屏监控单元(B1)
触摸屏监控单元是发射机的监控中心,负责主机及各功能组件的集中管理。该监控单元由微处理器、存储器、定时器、驱动器、显示器、外围接口电路、控制电路等硬件和界面应用软件、实时操作控制软件组成,其核心部件为 ARM9微处理器,运行于实时多线程多任务操作系统。该监控单元采用8英寸触摸屏人机界面,状态显示直观,操作方便。
2.2 整机的保护
(1)功率放大器保护:末级每一个 300 W功率放大器均具有过温和驻波比过大检测电路。当出现过温和驻波比过大情况时,将自动告警并实施保护,同时将故障状态上传主机监控单元。各功率放大器面板均设有故障指示灯和恢复键,便于故障判断和恢复。
(2)驻波比保护:整机负载(或天线)驻波比≤1.5 h正常工作;驻波比>1.5 h,主机触摸屏监控单元的(XS7-7)将给出0V 封锁信号,切断激励器的射频输出,并同时启动声光告警器。只有当故障排除后,声光告警才会解除,整机才能恢复正常工作。
(3)雷电保护:在发射机电源进线和总电源开关之间加有避雷器,以防雷电从输电线窜入机器,损坏设备。为有效避雷,避雷器中的接线不能随便改接。另外,机房大地与发射机安全接地端子之间的连线应安装可靠,其截面积不少于 16 mm。
(4)风机保护:由霍尔传感器对风机输入电流采样,并控制继电器生成风机保护信号。当风机工作正常时,继电器公共触点输出为+12V,该+12V经交流配电盘的接线端子(X4-5)送到触摸屏监控系统B1-X1-7脚,控制开关电源正常启动,激励器射频封锁解除,整机处于正常工作状态;当风机不工作或出现故障时,风机无输入电流或输入电流降低,继电器公共触点输出为 0V,该0V经交流配电盘接线端子 (X4-5)送到触摸屏监控系统B1-X1-7脚,控制开关电源,使其关机,激励器射频输出被封锁,整机处于风机故障保护状态。风机的保护不论在人工状态还是在本地或遥控状态均起作用。
3 数字激励器
3.1 数字激励器(E1、E2)
数字激励器承担信道编码、调制、变频、射频信号放大等主要功能,并实现对末级功放失真校正,其最大输出功率500 mW。该激励器具有较高的性能品质,其ASI采用双路冗余备份输入,具有输入识别及人工或自动切换功能。该激励器参数设置灵活,状态显示直观,使用操作简便,工作模式满足标准的规定。
3.2 双激励切换器(K1)
双激励切换器用于主、备激励器的人工或自动切换。该切换器由射频继电器、采样电路和控制电路组成。主激励器的输出送到射频继电器的常闭触点,备激励器的的输出送到射频继电器的常开触点。人工状态时,主备激励器之间的切换由面板按键开关控制;自动状态时,主备激励器的切换通过采样电路和控制电路自动完成。当主激励器工作时,备激励器处于封锁待机状态;当备激励器工作时,主激励器处于封锁待机状态。该切换器具有状态保持功能,当断电恢复或关机后重新开机时,切换器将保持原切换状态。
4 功放单元
发射机功放单元由四个相同的300 W功放插件组成。300 W功放插件按热插拔设计,幅度和相位具有严格规定,彼此之间可以互换,通过轴流风机通风散热。每个 300 W 功放插件均包含两级放大模块,前级为单管 BLF871 模块,末级为三个并联的双管 BLF878 模块。单管 BLF871 模块的静态电流为 0.4A,双管 BLF878 模块的静态电流为2×1.4A。功放单元中的1∶4功率分配器,4∶1功率合成器和300 W功率放大器的作用。
5 激励器故障判断排除
激励器故障判断排除:当激励器出现异常,会出现告警指示,维护人员可以检查激励器告警信息、判断故障原因及时处理并作记录。
5.1 复用流丢失告警(Ts Loss)
激励器无复用流输入故障处理:首先查看备用激励器是否相同报警,如主备激励器均显示该告警,应检查上级设备(复用器、传输设备)是否工作正常;如仅一台激励器告警,应检查上级设备(复用器、传输设备)至该激励器信号线缆是否接触良好、检查设备接口是否工作正常;
5.2 复用流错误告警(Ts ERROR)
可能的原因是复用流内时间信息与激励器所接收到GPS接收机提供的TOD时间不同步、识别的PID错误、复用流码率异常。故障处理:检查复用流信号源传输路由各级设备是否正常;复用器配置是否有变更;检查复用器TOD信息是否正常。
5.3 外部10MHz基准信号丢失告警
激励器检测不到GPS接收机所提供的外部10MHz基准信号。故障处理:检查主备激励器是否同时告警,如同时告警,说明GPS 接收机工作异常,需进一步检查故障;如仅一台激励器告警,应检查激励器10 MHz输入接口是否接触良好及检查线缆是否完好或者更换GPS接收机10MHz信号输出口。
5.4 1PPS信号丢失告警
激励器检测不到GPS接收机所提供的1PPS秒脉冲信号。故障处理:检查主备激励器是否同时告警,如同时告警,说明GPS接收机工作异常,需进一步检查故障;若仅一台激励器告警,检查激励器1PPS输入接口是否接触良好及检查线缆是否完好或者更换GPS接收机1PPS信号输出口。
5.5 TOD数据丢失告警
激励器检测不到GPS接收机所提供的TOD数据,故障处理:检查主备激励器是否同时告警,若同时告警,说明GPS接收机工作异常,需进一步检查故障;若仅一台激励器告警,检查激励器TOD 输入接口是否接触良好及检查线缆是否完好或者更换GPS接收机TOD信号输出口。
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