浅谈调频广播发射机数字化

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  【摘 要】数字音频广播(DMB)是我国第三代调频广播,继传统的调幅广播(AM)与调频广播(FM)之后的第三代广播,据资料记载,在世界范围内,广播技术的数字化技术即将成为广播发射技术的主流和必然进程,在我省广播电视范围内,采访和编辑技术已经实现了数字化,唯独在播出环节,需要通过数模转换才能使客户端接受并收听使用,因此需要介绍和了解以调频数字发射机和接收客户端(收音机)的数字和模拟技术,下面我们介绍以下几点关于数字调频发射机、数字信号、模拟信号以及接受端的技术特点,仅供大家阅读参考。
  【关键词】数字广播 调频发射机 模拟信号 数字信号
  一、调频广播发射机数字化现状
  我们调频机房广播发射机,已经完成了全数字广播之前程序,只因考虑到接收端(收音机)大部分是接收模拟信号,而须在发射机中间信号处理部分,通过数模转换的方式转换成模拟信号接收机能够接收的模拟信号,再通过功率放大器放大后,输出到天线发射。我机房信号是由微波机房数字信号通过光纤传送来,调频发射机采用数字调频激励器接收并处理数字信号,我们以美国产哈里斯机器为例,哈里斯激励器采用数字激励器,其运用现代数字压缩技术和数字处理技术,产生高质量、高纠错能力、高可靠性的数字FM信号,其输出也采用了数字复合立体声数字信号系统,从技术上,主要通过DPS(数字信号处理器)对AES/EBU(数字输出),使用DPS产生的立体声复合信号对立体声编码,其能够保证左右声道信号质量的作用,能够保证立体声信号的分离度指标提升的效果。当然,在对复合信号调制的时候,也采用了数字频率器DDS的技术,使其信号保证调制线型良好。我们的调频数字发射机的音频处理采用ORBAN2200音频处理器,通过DPS产生的数字立体声复合信号,作为立体声编码器编码,送到激励器进行数字信号处理,通过数字模拟转换器转换成普通收音机能够接受的模拟信号,再通过功放模块功率放大和天线发射到接收端,以上过程是我们调频发射机的现状。
  二、数字广播和接收端数字化是发展主流
  数字技术的成熟与资源的局限性。电子技术的不断成熟,尤其对广播电视技术的数字信号处理日趋成熟,在硬件方面,大规模集成电路研制、生产和规模化应用,技术方面在传输、编码、调制、压缩等在不同领域大规模采用。例如:音频码率在不影响收听质量的前提下,可以压缩10倍左右的技术,这样就为我们在传输和使用中,大大节省宝贵资源。再例如:调频广播因为频率资源的局限性,频率越来有多,其频率间隔越来越近,很容易在相邻频率之间,由于频率太近而引起同频干扰的现象,因为数字广播技术的出现,我们就解决了这一难题。随着社会的对精神文化生活的提高,對精神产品不再是停留在能听和能看上,因为数字技术的出现,数字广播多项业务的传输和发射能够满足听众选择上和视觉上需求。
  三、数字广播与数字信号的优点
  数字信号就是信号的数字化。幅度是离散的信号称为数字信号。其特点是幅值被限制在一个峰值内离散的,而不是连续的信号,它的每一个码元只有两个峰值(0,1)。信号的数字化需要三个步骤:抽样、量化和编码。抽样是指在一定时间内,信号样值的序列来代替原来时间上的信号。也就是说在时间上把模拟信号离散化。量化是用有限个幅度值近似原来连续变化的幅度值。也就是说把模拟信号的连续幅度变成有数量可以计算的有一定间隔的离散值。编码就是按照一定规律把量化后的值变化成二进制数字来表示,可以转换成二值或者多值的数字信号流。再把这些数字信号通过光纤、微波、卫星通道等线路传输到调频发射机接收端。
  数字信号抗干扰能力强。数字信号幅值是离散值,采取两个有限度的幅值,在数字信号传输过程中有纠错再生技术,保证受到干扰时的信噪比和原发数字信号一样,可以实现高品质远距离的传输。数字信号方便加密、储存、处理和数字交换。数字信号在储存、传输、和信号处理都是二进制代码,数字信号在传输过程中可以通过数字逻辑运算进行加密处理,在接收端进行解密,以保证传输过程中信号安全。数字信号等同于计算机所使用的数字信号一直,因此,可以按照计算机处理信息的方式对数字音频信号进行处理,处理方式有:对数字音频信号的编辑、储存、信息交换、通信管理以及维护,最终实现整个数字系统的全智能化。
  提高发射机发射功率的效率。数字信号有着抗干扰能力和高可靠性,从而在实现在调频发射机覆盖范围相同要求的情况下,对发射机的发射功率要求低的多,数字广播1KW发射机发射功率覆盖半径等同于调频模拟发射机10KW的覆盖半径。提高发射机频谱效率。在数字调制技术方面,数字调制有着很高的频谱效率,在现有的调频频段内基本上可以容纳60多套高质量的调频节目,我们现有的模拟发射技术是达不到的。数字网络以通讯自动控制网络建成。国内调频发射机N+1自动切换系统,也就是采用了数字传输信息和数字通讯控制网络建成,可以通过程控数字交换设备,对发射机进行主备机自动倒换和自动开关机控制,实现数字信号传输、交换、控制、反馈为一体的数字一体化自动控制网络。
  四、模拟信号与接收客户端(收音机)的缺点
  模拟信号就是信号波形模拟采集的信息变化而变化,信号波形在时间上是连续的,又称为连续信号。其特点是信号幅度是连续变化的,是在某一取值范围内可以取得无限多个数值。有的模拟信号幅度是连续的,在波形时间上按一定时间间隔T长阳后的抽样信号,但在波形的时间上是离散的,这样的信号也仍然是模拟信号。例如:电话和传真等信号都是模拟信号。
  模拟信号抗干扰能力弱。模拟信号在传输通信中,为其提高信噪比,要在传输中衰减的信号进行放大处理,其中不可避免的叠加的噪声同时放大,传输的距离越长,叠加的噪声越多,最后使得传输中的信号质量严重失真。
  模拟信号占用频率资源多和音频质量差。调频广播的频段资源有限,在频段频率间隔小,很容易造成同频干扰,再有模拟信号发射本身浪费电力资源,浪费频谱资源,在传输和移动接收方面信号质量有着显著的缺点。
  五、结束语
  调频数字发射机在数字广播中有着很大优势。调频模拟广播向数字化发展也是大势所趋。从我们调频机房发射机,到微波传输系统,广播电视光纤传输系统,到电台和电视台的采访和编辑部门设备,绝大部分实现了数字化,只有我们的接收终端(收音机)还不能接收数字信号,如果我们的接收终端能够接收数字信号,这将是我们广播领域的一次大的革命,会提高社会文化社会效益前进更大一步。
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