廣播發(fā)射機技術課件

1、廣播發(fā)射機2內容簡介無線電廣播基礎知識電波頻段劃分傳播特性廣播電視系統(tǒng)基本構成發(fā)射機概述常用廣播發(fā)射機廣播：以無線電波（或導線）傳送聲音為媒介的大眾傳播工具狹義的廣播專指聲音廣播，電視廣播則指電視。無線電廣播基礎知識無線電的發(fā)明1820年-偶爾的發(fā)現(xiàn)電磁現(xiàn)象1831年-法拉弟發(fā)現(xiàn)電磁感應1864年-麥克斯韋（無線電之父）發(fā)現(xiàn)不用導線就可傳播的電波。1884年-德國的赫茲驗證電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收的方法。電波1895年俄國科學家波波夫和意大利人馬可尼分別發(fā)明了無線電通訊技術。1899年，馬可尼成功地將電報自英國跨越英吉利海峽拍發(fā)至法國。1901年又完成了橫越大西洋電報的發(fā)射。廣播的誕生1906

2、年圣誕節(jié)，費森登在馬薩諸塞州的試驗電臺首次作試驗性廣播。廣播從此誕生。1923年初，美國記者奧斯邦利用華商資本在外灘開設“中國無線電公司”，1月4日正式播音，被認為是中國第一家廣播電臺。1928年8月1日國民黨政府在南京開辦“中央廣播電臺”。1940年12月30日延安新華廣播電臺開始播音，這是中國共產(chǎn)黨創(chuàng)辦的第一個廣播電臺。這個日子被作為中國人民廣播事業(yè)創(chuàng)建紀念日。頻段傳播特性中波廣播 中波廣播主要通過地面波傳送，頻率在526.5-1606.5kHz的范圍。中波廣播晚上還可通過空中電離層反射傳播。 中波廣播可以傳播覆蓋幾十到一百多公里的范圍，通過空中電離層反射可傳播覆蓋到幾百公里。中波廣播主要

3、用于覆蓋一個城市或一個地區(qū)。中波廣播傳播示意圖11短波廣播 短波廣播主要通過天空電離層反射傳播，頻率在3.2-26.1MHz的范圍。 短波廣播可以傳播覆蓋幾百到幾千公里的距離。在我國，短波廣播主要用于國際廣播和向邊遠地區(qū)傳送廣播節(jié)目。短波廣播傳播示意圖12調頻廣播（FM） 調頻廣播的頻率在87.5-108MHz的范圍。它主要通過地波傳播。 調頻廣播傳播覆蓋范 圍可達幾十公里，傳 播距離比較短，主要 用于一個城市或一個 地區(qū)的覆蓋。調頻廣播傳播示意圖60公里13 地面電視是通過米波（VHF）和分米波（UHF）頻段來播送的。一般可以覆蓋幾十公里。 我國總共有68個地面電視頻道的頻率資源，為了不發(fā)生

4、干擾，在同一個地區(qū)能夠規(guī)劃使用的頻道一般不足10個。無線電視發(fā)射系統(tǒng)示意圖地面電視無線發(fā)射臺轉播臺差轉臺發(fā)射各省、地市發(fā)射臺廣播電視發(fā)射臺用戶接收廣播電視系統(tǒng)15現(xiàn)場信號源電臺、電視臺節(jié)目 采編、制播遠距離傳輸本地發(fā)射/分配接入本地用戶 接收光纜干線網(wǎng)衛(wèi)星微波有線廣播電視分配網(wǎng)無線發(fā)射臺廣播電視系統(tǒng)基本構成示意圖有線用戶無線用戶16發(fā)射機概述功能組成原理常用廣播發(fā)射機相關標準17功能發(fā)射機是指將符合某種廣播標準的音頻、圖像、視頻信號，分別經(jīng)過調制在中頻上后通過頻率變換到規(guī)定的射頻上，并經(jīng)過功率放大使之達到規(guī)定的功率，最后饋送給負載天線的一種無線電設備。 18組成和工作原理19常見的發(fā)射機中、短

5、波調幅廣播發(fā)射機調頻廣播發(fā)射機；模擬電視廣播發(fā)射機；地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機；CMMB發(fā)射機；CMMB/DTMB直放站；CDR發(fā)射機。 20發(fā)射機標準名稱產(chǎn)品標準相關標準公共標準中、短波調幅廣播發(fā)射機GB/T 9376-1988中波和短波調幅發(fā)射機基本參數(shù)GB/T 9377-1988中波和短波廣播發(fā)射機測量方法GB 9159-2008無線電發(fā)射設備安全要求；GB/T12572-2008無線電發(fā)射設備參數(shù)通用要求和測試方法；無線廣播電視發(fā)射設備產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實施細則調頻廣播發(fā)射機GB/T4312.1-1984調頻廣播發(fā)射機技術參數(shù)和測量方法 單聲和立體聲GB/T4311-2000米波調頻廣播技術規(guī)

6、范；GY/T169-2001米波調頻廣播發(fā)射機技術要求和測量方法模擬電視發(fā)射機SJ/T10351-1993電視發(fā)射機通用技術條件GB/T6277-1986電視發(fā)射機測量方法地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機GB/T28435-2012地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機技術要求和測量方法GB/T28436-2012地面數(shù)字電視廣播激勵器技術要求和測量方法；GB/T20600-2006數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結構、信道編碼和調制GB/T14433-1993彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術規(guī)定；GY/T229.2-2008地面數(shù)字電視廣播激勵器技術要求和測量方法；GY/T229.4-2008地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機技術要求和測量方法

7、移動多媒體廣播（CMMB）發(fā)射機GD/J020-2008移動多媒體廣播UHF頻段發(fā)射機技術要求和測量方法GY/T220.1-2006移動多媒體廣播 第1部分：廣播信道幀結構、信道編碼和調制廣播電視（CMMB）直放站GD/J021-2008移動多媒體廣播UHF頻段直放站放大器技術要求和測量方法GY/T220.1-2006移動多媒體廣播 第1部分：廣播信道幀結構、信道編碼和調制調頻廣播發(fā)射機22調頻廣播原理調頻原理調頻立體聲廣播 23調頻廣播調頻波的瞬時表達式為 ：式中，U（t） 調制音頻電壓瞬時值；U調制音頻電壓的最大峰值；調制音頻的角頻率；F調制音頻頻率。稱為調頻指數(shù) 調頻指數(shù)：是以弧度為單位

8、的調頻波的最大相位偏移。調頻指數(shù)和調制信號的振幅成正比，和調制信號的角頻率成反比。24調頻廣播理論分析證明：調頻波的頻譜是由載頻和無數(shù)對邊頻（n）組成。其中n為任意正整數(shù)（n1，2，3，）。也就是說，調頻波的邊頻有無限多個，因而頻帶也為無限寬，相鄰邊頻之間的間隔等于調制信號頻率。但實際上調頻波能量的絕大部分是集中在載頻附近的一些邊頻中， 25調頻廣播在當n （mf1）時，邊頻的幅度已降到小于0.1，濾除掉大于（mf1）的邊頻分量，對調頻波的失真影響不大，因此得到以下重要結論，也是通常計算調頻波頻譜有效寬度的原則，即（卡森公式） ： 26調頻廣播式中，F(xiàn)max為最高調制頻率。當Fmax15kHz

9、，頻偏fm為規(guī)定的75kHz時，單音調頻波的頻帶寬度通常記為：27調頻廣播加重：由于調頻指數(shù)mf隨著調制頻率的升高而減小，因此表現(xiàn)在接收效果上調制音頻的高端信噪比比較差，針對調頻發(fā)射機的這一缺點，專門采用了預加重與去加重技術措施來改善高端信噪比。 28調頻廣播在發(fā)射端將音頻信號的高端部分提升即稱為預加重。提升點選擇在音頻信號頻譜密度下降了3dB時所對應的頻率值。對于調頻廣播，f約為3.2kHz，這時50s。 29調頻廣播預加重 30調頻廣播預加重F4001K3K5K7K10K12K15KdB00.412.765.337.5910.3011.7313.6031調頻廣播預加重F4001K3K5K7

10、K10K12K15KdB00.412.765.337.5910.3011.7313.6032調頻廣播調頻立體聲廣播 33調頻廣播經(jīng)過立體聲調制的信號，首先要兼容普通單聲道收音機的收聽，并且調制度、信噪比等技術指標降幅不能太大 。導頻制立體聲調頻。34調頻廣播和信號：把左、右聲道信號之和（LR）作為聲頻段的和信號，簡稱為M，作為單聲道接收的信號，頻帶范圍為30Hz15kHz。差信號：把左、右聲道信號之差（LR）作為聲頻段的差信號，簡稱S，并采用抑制載波的調幅方式調制在副載波上，副載波頻率規(guī)定為38kHz，因此形成頻段3815kHz，即23kHz53kHz的調幅差信號。35調頻廣播經(jīng)這樣處理后的信

11、號兩項加起來用數(shù)學式表達為： 式中s即為副載波的角頻率。為了在接收端解調出差信號（LR），則需要恢復副載波信號s，所以必須在發(fā)射時加上副載波的信息。規(guī)定要加入的導頻信號是副載頻的半頻，副載波規(guī)定使用38kHz，導頻則是19kHz。 36調頻廣播完整的立體聲調制信號稱為立體聲復合信號可表示為： 式中，L左聲道信號；R右聲道信號；s副載波的角頻率（fS38kHz）；P導頻信號電壓的振幅值（最大頻偏10，即7.5kHz）。37調頻廣播這種立體聲復合信號包括三部分。L與R之和M信號，它與單聲道廣播所含有的信息完全相同，其最大頻偏為單聲道廣播時最大頻偏的90；L與R之差S信號，調幅在頻率38kHz的副載

12、波上，并將副載波擬制后留下的兩個邊帶波，同樣它的最大頻偏也為單聲道廣播時最大頻偏的90；為了在接收機中恢復差信號S而加入的頻率為19kHz的導頻信號。38調頻廣播用以上三部分信號對主載波信號調頻，總頻偏仍為75kHz，其中導頻信號固定占用7.5kHz，主、副信號合用90，這樣便形成了導頻制立體聲調頻廣播信號。 39調頻廣播這種導頻制立體聲復合信號的頻譜如圖： 40調頻廣播第一段30Hz15kHz和信號M，這也是調頻廣播單聲的整個頻帶，當接收機為普通的單聲道收音機時，只解調這一段，此段以上部分只需簡單的低通濾波器濾除即可。41調頻廣播第二段是單一頻率導頻19kHz，在接收端，解調出的導頻經(jīng)倍頻后

13、變成38kHz，作為解調差信號的副載波。42調頻廣播第三段是差信號S經(jīng)過調幅后形成的副信號，由于調幅的副載波是38kHz，最高調制音頻是15kHz，因此調幅產(chǎn)生的邊帶最低頻率為381523kHz，而最高頻率為381553kHz。43調頻廣播組成實例 44調頻發(fā)射機組成框圖45調頻廣播實例 46調頻廣播指標與測試 47調頻廣播 48中、短波調幅廣播用調制信號（音頻信號或視頻信號）去控制改變高頻載波信號的振幅，從而使高頻載波的振幅隨調制信號的變化而變化，即為調幅（AM）。 49模擬電視發(fā)射機 我國模擬電視廣播的視頻信號帶寬為6MHz，射頻帶寬為8MHz（包括圖像和伴音）。也就是說，一套電視節(jié)目在傳

14、輸時需占據(jù)8MHz的帶寬。50模擬電視發(fā)射機使用的頻段屬于超短波范圍，我國規(guī)定為甚高頻波段（VHF）的48223MHz和特高頻波段（UHF）的470960MHz范圍，共安排了68個頻道。在VHF波段中有12個頻道，在UHF中有56個頻道。51地面數(shù)字電視（DTMB） DTMB(Digital Terrestrial Multimedia Broadcast)是在中國大陸，香港和澳門的移動和固定終端被使用的電視標準。 大量采用了無線數(shù)字通信方面的最新技術，擁有多項基礎性技術發(fā)明，是一項原創(chuàng)性寬帶傳輸新體制。52地面數(shù)字電視（DTMB）DTMB發(fā)展歷史由中國上海交通大學研發(fā)的ADTB-T制式和清華

15、大學北京凌訊華業(yè)科技研發(fā)的DMB-T都希望能成為中國所采用的全國制式。經(jīng)過漫長的利益博弈，DTMB以上兩個制式的簡單融合成為最終官方認可的方案。53地面數(shù)字電視（DTMB） 中國地面數(shù)字電視傳輸標準的演進版本（DTMB-A）被正式列入國際電聯(lián)ITU-R BT.1306建議書“數(shù)字地面電視廣播的糾錯、數(shù)據(jù)成幀、調制和發(fā)射方法”，成為其中的系統(tǒng)E。這項公告宣示DTMB-A已經(jīng)成為數(shù)字電視國際標準。54MER對于QAM接收機接收到的每個符號，I和Q是QAM接收機星座圖中接收到一個符號的理想位置的數(shù)值，（I，Q）是誤差矢量，定義為被選中符號的理想位置（星座圖中定義的符號所在方框的中心）到接收到的實際符

16、號位置的距離。N是一段時間內捕獲符號的點數(shù)，它一般比星座圖中的點數(shù)多的多。定義原理如圖所示。 理想符號矢量幅度的平方和除以實際符號誤差矢量幅度的平方和，計算的結果取對數(shù)以dB表示，定義為MER。55CMMB發(fā)射機和直放站CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting （中國移動多媒體廣播）的簡稱。是國內自主研發(fā)的第一套面向手機、筆記本電腦等多種移動終端的系統(tǒng)56CMMB發(fā)射機和直放站數(shù)字音頻廣播數(shù)字音頻廣播是繼調幅和調頻廣播之后的第三代廣播，它全部采用最新的數(shù)字處理方式進行音頻廣播，有杜比降噪功能，具有失真小、噪音低、音域定位準的特點，如果用戶配合功放、音箱等設備便可真正地帶來高保真立體聲享受。China Digital Radio 中國數(shù)字化廣播 調頻廣播提上數(shù)字化的進程。中國數(shù)字化廣播采用自主研發(fā)的DRA+編碼技術，在原有模擬調頻廣播的頻點上可以傳輸更多的音頻節(jié)目。目前已在中央電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程中有過實際應用。 構成87MHz10