中波發射信號源系統中波發射理論多媒體課件主講莊濤1網絡信號（光纖信號）3

衛星信號24

中波發射臺信號源系統的組成微波、調頻信號同步激勵器、時延器學習內容657音頻處理器8信號源系統常見故障處理信號切換及匹配中波發射臺信號源系統的組成信號源系統由衛星信號、光纖信號、微波、FM信號、GPS同步信號接收和音頻處理幾個部分，下圖為中波發射臺信號源系統機柜。中波發射臺信號源系統前端機柜數字衛星接收機同步激勵器音頻解碼器時延器音頻處理器音頻處理器中波發射臺信號源系統的組成信號源系統組成方框圖信號源系統組成寫真圖中波發射臺信號源系統的組成

衛星信號衛星通訊系統的組成衛星直播信號的傳輸接收包括上行站、同步衛星和接收站三個部分組成衛星信號傳輸接收示意圖

衛星信號一、上行發射系統

數字廣播衛星直播上行站系統包括前端系統、傳輸系統、用戶管理系統和用戶接收系統。1.前端系統：前端系統主要負責節目源采集、編輯、包裝、制作、并對音視頻進行編碼，復用技術是將音視頻信號和輔助信號混合成一套節目數碼流，并可進行加擾和授權控制。信道編碼完成A/D轉換、制式轉換和碼率壓縮，在有限的衛星轉發器頻帶上傳送更多的節目。采用PQSK調制方式，可以在信號微弱的情況下獲得足夠的信噪比，PQSK調制器將包含著音頻、視頻的信息基帶信號調制到70MHz，再通過上變頻器將70MHz中頻信號變成射頻信號C頻段6GHz或Ku頻段14GHz。

衛星信號3.用戶管理系統：用戶管理系統負責登記和注冊用戶管理資料；購買和包裝節目；制定節目計費標準及用戶收費管理。2.傳輸系統：高頻功率放大器將上變頻器輸出的射頻信號放大到所要求的功率，經波導送至天線，發射天線將信號發送到直播衛星上，直播衛星上的轉發器將來自于發射站的信號放大處理后經過另外一個頻率向地球覆蓋區域發射。二、同步衛星

衛星信號

地球同步衛星是人為發射的一種衛星，它相對于地球靜止于赤道上空。從地面上看，衛星保持不動，故也稱靜止衛星，從地球之外看，衛星與地球以相同的角速度轉動，角速度與地球自轉角速度相同，故稱地球同步衛星。在平常的計算中，我們認為這是勻速圓周運動，運轉周期24小時，地球同步衛星距赤道的高度約為36000千米，線速度的大小約為每秒3.08公里。

衛星信號

衛星信號三、下行接收系統下行接收站的主要作用是將衛星信號接收下來，并進行一系列的處理，還原出需要的音視頻信息和綜合管理信息。下行接收站組成框圖

衛星信號

衛星廣播的上行頻率頻段頻率范圍（GHz）帶寬（MHz）地區業務劃分C5.85~7.0751225三固定業務Ku14.0~14.8800三固定業務Ku17.3~17.8500三固定業務

以我國中央電視臺和若干地方電視臺租用的亞洲二號衛星為例，其C波段轉發器的上行頻率范圍是5847~6421MHz，下行頻率范圍是3622~4196MHz；Ku波段轉發器的上行頻率范圍是14003~14297MHz，下行頻率范圍12203~12504MHz。頻段頻率范圍（GHz）帶寬（MHz）地區業務劃分C3.4~4.2800一、二、三衛星通信（FSS）Ku11.7~12.2500三衛星廣播（BSS）Ku12.1~12.5400二衛星廣播（BSS）Ku11.7~12.5800一衛星廣播（BSS）Ka21.4~22600一、二、三衛星廣播（BSS）衛星廣播的下行頻率

數字廣播衛星直播下行接收系統包括接收天線、LNB（高頻頭）、傳輸線纜、綜合接收解碼器（衛星接收機）。

衛星信號家庭用衛星直播信號接收組成圖1.拋物面天線：拋物面天線即衛星接收天線，其作用是將信號反射到拋物面焦點處的饋源上，然后再經過波導管傳給高頻頭（LNB），拋物面天線分正饋和偏饋兩種，正饋天線用于C波段接收，偏饋天線用于Ku波段接收。接收天線口徑越大，信號接收能力越強，信號質量相對較好。

衛星信號2.高頻頭：英文縮寫LNB(Low-NoiseBlock)，即低噪聲下變頻器，一般分C波段用的C頭,和偏饋使用的Ku頭，LNB上都會有探針，電路對這個探針檢測到的衛星下行信號進行低噪聲放大和下變頻處理，產生950-2150MHz帶寬的第一中頻信號經過饋線輸送給衛星接收機進行數字解調處理。3.衛星接收機：衛星接收機的作用是對接收天線接收下來的衛星信號（C頻段或ku頻段）進行處理。經LNB放大并變頻的中頻信號，送到接收機調諧和混頻電路，產生第二中頻信號，再經過放大后，進行QPSK解調，輸出數字碼流。數字碼流進入信道解碼，然后再進行信源解碼，輸出音視頻信號和數據。

衛星信號三、數字廣播衛星接收機的操作以下以ACS1240A數字音頻衛星接收機為例，介紹衛星接收機的使用方法。1.快捷操作方式開機初始化完成后，接收機界面顯示衛星信號強度、正在播放節目的名稱和模擬音頻輸出峰值電平。按方向上下鍵可更換播放的節目，按方向左右鍵可調整節目的音量。2.增加節目按下“菜單”，彈出主菜單后，按上下鍵選擇節目設置，按確認鍵進入，選擇增加節目，再按確認鍵，進入增加菜單后，按左右鍵修改項目，按上下鍵修改參數，例如：河南新聞節目的參數修改如下：ACS1240A數字音頻衛星接收機操作按鍵菜單鍵上下鍵確認鍵確認鍵上下鍵左右鍵左右鍵確認鍵（1）下行頻率：038540（單位0.1MHz）（2）符號率：04420（單位1MHz）（3）極化方向：垂直（14V）（4）22K控制：關（5）音頻PID0055（6）聲道RR增加節目增加操作對應參數設置

衛星信號四、衛星接收系統常見故障處理1.LNB（高頻頭）故障LNB是長期工作在露天的有源電子部件，產生故障的原因有慢性的，如雨水銹蝕，也有瞬間的，如雷擊、浪涌（電壓和電流）沖擊。

（1）雨水銹蝕：長期日曬雨淋的LNB，如密封盒密封性能不良，易滲水，產生接觸不良直至損壞。所以不能隨便拆卸，最好外加防護罩。（2）雷電擊壞：這是常見的現象，尤其是在多雷地區、多雷季節，必須做好天饋系統的防雷措施。

（3）浪涌電壓、電流沖擊：在供電電壓波動較大的地區，在室內設置的交流穩壓器和電源進線的質量及布局有問題時，則常會發生浪涌沖擊損壞。檢修時可用萬用表測量LNB輸出接口的正反向阻值判斷。或者用正常的LNB替換以確認是否損壞。3.衛星節目質量差在收聽衛星語音節目時，出現信號不穩，聲音斷斷續續等質量差的現象，常見的原因有：（1）由于信號強度處于臨界接收狀態所致，可重新調整天線方位，增強信號，同時要精確調整極化角，改善接收效果。（2.）接收機工作一段時間，因散熱條件差而過熱，造成誤碼而出現聲音斷斷續續的現象。只要有足夠散熱空間，或者用空調和風扇降溫則可恢復正常。

衛星信號2.接收機無信號故障（1）接收天線的高頻頭與接收機之間的同軸電纜接觸不良，造成信號中斷。

（2）衛星天線高頻頭上的變頻器是需要外部供電才能工作，一般是由衛星接收機提供（一般接收機通電后其信號輸人口有18V電壓輸出，可作為變頻器的工作電壓）。因此要確保LNB供電部分正常，否則將收不到衛星節目。

（3）接收機內部高頻頭供電電路出現故障。4.雨衰、日凌和衛星蝕的影響和處理（1）雨衰：信號被雨（雪、霧）水衰減（俗稱雨衰）的現象，是接收衛星廣播電視節目時經常遇到的問題，雨量越大，接收效果越差。

衛星信號

雨衰雨衰的大小與雨滴直徑與波長的比值有著可比性關系，而雨滴的半徑則與降雨率有關。實測結果表明雨滴的半徑約在0.025cm~0.3cm。C波段的電波波長在7.5cm左右，與雨滴半徑相差較大，因此受降雨影響較小，一般小于2DB。KU頻段內電波的波長在2.5cm左右，故降雨對電波產生的影響比較明顯，最大可達20DB。雨衰主要是吸引衰減，大部分表現為熱損耗。減少雨衰的方法有：一是盡量選擇大口徑天線；二是盡量放置在不易淋雨的地方，給高頻頭加上塑料防水護套，對于1米以下的室外天線，最好用沒有屏蔽作用的紙箱、塑料袋加蓋，既可防雨衰，又可防銹蝕。（2）日凌：每年春分和秋分前后，太陽運行到地球赤道上空。由于通訊衛星多定點在赤道上空運行，在這期間，如果太陽、通信衛星和地面衛星接收天線恰巧在一條直線上，那么太陽強大的電磁輻射會對衛星下行信號造成強烈的干擾，造成信號質量下降甚至中斷。而對于數字式衛星廣播來說，只要干擾引起的誤碼率達到一定數值，信號就立即中斷，類似于一種門限效應，同時很多數字式衛星接收機一旦信號中斷，它就“死機”，需要值班的工作人員手工啟動，因此日凌對數字衛星接收產生的實際影響是比較大的，特別是在值班人員未能及時啟動衛星接收機的情況下。日凌是一種自然現象，沒有太好的處理辦法，只有提前做好預測工作，做好值機監聽，一旦日凌造成信號中斷，立即切換備用信號。

衛星信號日凌網絡信號（光纖信號）

一、網絡信號定義所謂的光纖信號實際上也就是網絡信號，因中波發射臺大都處于比較偏遠的地帶，而且附近的電磁環境較為復雜，普通網線容易受到干擾，因此為確保信號安全傳輸，網絡信號大都采用光纖傳輸，所以在中波臺習慣把網絡信號稱作光纖信號。

近些年，各發射臺依托廣播電視網絡資源，搭建了集業務辦公和數據傳輸為一體的網絡平臺，在實現網絡化業務辦公和管理的同時，也實現了網絡廣播信號的實時傳輸和接收，為廣播發射提供了可靠的備份信號源。網絡信號（光纖信號）通過廣播電視主干網，信息中心與所管轄的發射臺站建立交互式信息平臺，在這個信息平臺上，實現辦公管理和數據傳輸。各發射臺通過內部網，接收來自信息中心傳過來的數據，然后將數據解調出廣播信號，作為發射的備用信號。同時各發射臺的業務數據也可通過復用設備上傳到信息管理中心，便于信息中心的實時監控和管理。如右圖為網絡信號的傳輸與接收架構圖。

二、網絡音頻信號的產生過程廣播信號通過數字調制技術，將音視頻信號轉換成數據流，連同業務管理系統一起通過互聯網傳到各個廣播發射臺，發射臺使用數據解調器解調出數據流，通過復用設備，將信號分配給業務辦公電腦和音頻解碼器，業務辦公系統可以實現無線臺管理中心和各個臺站的業務辦公；音頻數據流可通過解碼器還原出音信號，為廣播提供發射信號。一般情況下網絡信號作為備份信號，衛星信號作為主用信號。這是因為衛星信號傳播途徑少，受干擾和故障率低的原因。

互聯網解碼器發射機發射天線網絡信號傳輸與接收架構圖網絡信號（光纖信號）三、網絡信號常見故障1.經常出現信號中斷：網絡信號經常中斷的原因是網絡環發生了變化，網絡信號強度和質量降低，應檢查網絡鏈路上的設備及連接是否正常，多數情況下是連線接頭不良。需要的時候重新做接頭。在制作燒網線水晶接頭時要注意線序的排列（白橙、橙、白綠、藍、白藍、綠、白棕、棕）線序對網速的影響很大。2.硬件故障：由于中波發射臺大都處于多頻率強磁場環境中，在網絡信號鏈路鏈路上會感應比較強的輻射干擾，如果處理不好，會燒壞交換設備和終端設備，這種故障的出現過程是慢性的，設備安裝初期不明顯，在使用一段時間后，會出現信號中斷，并伴隨有輕微的焦糊味，這種情況多數為網絡交換借口或終端設備網卡燒壞。燒壞的接口網絡交換設備微波和FM分別是無線電波的兩個不同的頻段，在衛星傳輸方式尚未普及之前，發射臺的信號源大都依靠微波和FM信號，由于受設備技術條件限制，微波和FM信號都存在著傳輸距離近、信號不穩定、干擾大、噪音大等問題。雖然微波和FM有上述缺陷，但其又有接收設備簡單、方便靈活的特點，因此，一些為地方電臺代播節目的發射臺，仍然還在用微波和FM信號做節目源。微波、調頻信號一、微波的傳輸和接收微波是指頻率為300MHz～300GHz的電磁波，是無線電波中一個有限頻帶的簡稱。微波的發射和接收由調制器、功率放大器、功率合成器、低噪聲放大器、解調器、天線以及相關的濾波器、耦合器等組成。微波的傳播方式AMM微波、調頻信號微波的傳播接收設備音頻處理設備二、FM信號調頻廣播是一種以無線發射的方式來傳輸信號的廣播形式。具有無需立桿架線、覆蓋范圍廣、無限擴容、安裝維護方便、投資費用低、音質優美清晰的特點，是城市廣播的優質資源，我國調頻廣播的頻帶范圍為88～108MHz。微波、調頻信號由于FM信號的傳輸帶寬比調幅（AM）的寬得多，因此FM系統抗噪性能要優于AM。另一方面，調頻的音質接近CD，作為中波廣播的信號源綽綽有余，因此現在還有少數發射臺用FM信號做中波發射的信號源，這樣可以節省不菲的信號傳輸費用。由于FM信號的傳輸和接收比較簡單，這里就不再贅述。同步激勵器、時延器一、同步激勵器GT2100中波廣播同步載頻激勵器采用鎖相環頻率鎖定技術，參考信號可采用電視廣播的行同步信號或GPS信號，大大提高了載頻的精度。同步載波激勵器原理框圖1.GT2100的工作原理同步載波激勵器采用鎖定于GPS或TV信號的主環VCXO9MHz信號，除1000分頻后得到9KHz，所以9KHz的59～178次倍頻便可得到531～1602KHz的全部載頻。下圖為GT2100工作原理方框圖。同步激勵器、時延器2.GT2100的設置：根據所需載頻頻率設置表，把后面板對應頻率合成器的三個數碼開關撥到正確位置。例如：F1=657KHz=9KHzХ73

則：K1置0（向右撥），K2置于7，K3置于3；

F2=1251KHz=9KHzХ139

則：K1置1（向左撥），K2置于3，K3置于9。注：若所設置的頻率需要9KHz乘于的數等于或超過100，那么K1就置1，低于100，K1就置0。

GT2100同步激勵器二、時延均衡器中波同步廣播時延均衡器是中波同步廣播中不可缺少的重要設備之一，它跟載波同步激勵器配套使用，用于調整同步廣播網中各發射機節目音頻信號的不同延時量，使到達交替覆蓋區各已調波的相位一致，把相互干擾減少到最低，從而保證整個服務區都有滿意的收聽效。同步激勵器、時延器

TE2100型時延均衡器的設置

1.

操作后面板“允許”鍵，使五位數碼管的第一位閃爍，按動“調整”鍵，使其進位至設定值。（第一位數字在0-1之間轉換）

2.

按動“移位鍵”，使需要調整的數碼閃爍，再按動“調整”鍵，使其進位到設定值（首位為“1”時，第2位數字從0到6循環，第三位以后從0-9循環）；

3.

5位數字調整完后，再按一次“允許”鍵，則設定完畢單位為μs（微秒），一次設定后，重復開關設定值不會改變。五位數碼數碼顯示移位鍵調整鍵允許鍵音頻處理器一、音頻處理器的作用音頻處理器的作用是壓縮音頻調制信號的動態范圍，提高平均調幅度，增加邊帶功率輸出，增加收聽響度；采用預加重技術，對高頻分量進行提升，可彌補中波廣播音域窄、音質悶的缺點。

奧本9200音頻處理器

奧本9300音頻處理器

DA206音頻處理器

二、音頻處理器的組成一般的數字處理器，內部的架構普遍是由輸入部分和輸出部分組成，輸入部分一般會包括，輸入增益控制（INPUTGAIN），輸入均衡調節（INPUTEQ)，輸入端延時調節（INPUTDELAY)，輸入極性（也就是大家說的相位）轉換（inputpolarity)等功能。而輸出部分一般有信號輸入分配路由選擇（ROUNT)，高通濾波器(HPF），低通濾波器（LPF），均衡器(OUTPUTEQ），極性（polarity），增益（GAIN），延時（DELAY），限幅器啟動電平（LIMIT）等幾個部分。音頻處理器

音頻處理器內部原理框圖

4.放大器：兩級放大器均為差動輸出放大器，音頻信號在經過各級控制單元和濾波器后，會有一定的衰減損耗，為了保證有足夠的信號輸出，在每個控制級的后面都要進行信號放大。5.輸出阻抗變換器：輸出阻抗變換器的作用是將單邊輸入轉換成平衡輸出，輸出阻抗為600Ω。6.預加重電路：線性檢波器控制電壓預加重電路由電阻、電容并聯構成，實際上是一個高頻提升網絡。某些頻譜分量在經過若干電路環節后會有較大的損耗，為了彌補這些損失，預先在電路圖對這些頻譜分量進行提升，盡量保證與輸入到音頻處理器的信號保持一致。音頻處理器1.輸入阻抗變換器：阻抗變換器的作用是把輸入的600Ω平衡信號轉變成10KΩ的不平衡信號。2.輸入增益控制電平調整：可控制處理器的輸入電平。一般可以調節的范圍在12分貝左右。3.可變增益控制單元：可變增益控制單元是音頻處理器的核心。壓縮器由可變增益單元和放大器組成，應用于線性自動增益放大器反饋電路的可變增益放大器單元是其中的一個重要組成部分。信號切換及匹配

中波發射信號按要求應具備主用信號和備用信號，主用信號和備用信號的切換設備就叫音頻切換器。一、音頻切換器功能

1.自動切換功能

當主用信號因故障中斷或在一定的時間內持續減小，低于切換器門限值時，切換器會自動切換備用信號，并給出聲光報警指示，提醒值班員信號源出現異常。當主用信號恢復正常后，切換器會自動切換到主用信號位置。

2.手動切換功能

根據需要，可手動切換指定的信號作為發射機的信號源。3.阻抗匹配功能

可把不同阻抗的音頻信號轉變為600Ω，可把不平衡信號轉變為平衡信號。信號切換及匹配二、音頻切換工作原理當主用信號（衛星信號）出故障時，為了保障信號不中斷，可人工操作切換，將輸出信號切換到備用信號（網絡信號）上。信號切換也可實現自動切換，當主用信號在設定的時間內消失或減弱超過設定值時，輸出信號會自動切換到設定的備份信號上。切換器單個通道切換原理如下圖：信號切換及匹配三、音頻信號的匹配

1.信號的非平衡傳輸：非平衡傳輸只有兩個端子即信號端與接地端，在要求不高和近距離信號傳輸的場合使用，如家庭音響系統。這種連接也常用于電子樂器、電吉他等設備。常用的連接線為同軸線，連接插頭為蓮花插頭和3.5、6.5mm插頭。2.信號的平衡傳輸：平衡傳輸是一種應用非常廣泛的音頻信號傳輸方式。它是利用相位抵消的原理將音頻信號傳輸過程中所受的其他干擾降至最低。它需要并列的三根導線來實現，即接地、熱端、冷端。所以平衡輸入、輸出插件必須具有3個腳位，如卡農或大三芯插件。傳輸線當然也得是2芯1屏蔽層的線，由于熱端信號線和冷端信號線在同一屏蔽層內相對距離很近，所以在傳輸過程中受到的其他干擾信號也幾乎相同。然而被傳輸的熱端信號和冷端信號的相位卻相反，所以在下一級設備的輸入端把熱端信號和冷端信號相減，相同的干擾信號被抵消，被傳輸信號由于相位相反而不會損失。所以在專業的場合和傳輸距離比較遠的時候通常使用平衡傳輸方法。常用的平衡傳輸線纜和插接件如右圖。信號切換及匹配3.平衡不平衡轉換：為了保證信號的質量，中波發射機的信號輸入都按平衡方式輸入，而我們早期的衛星接收機和音頻處理器有非平衡和平衡輸入之分；有些用于插播的信號是非平衡信號，為了達到發射機的要求，需要將非平衡信號轉換成平衡信號，有些信號切換器自帶平衡非平衡轉換電路，如果切換器沒有平衡非平衡轉換電路，也可以自做平衡非平衡切換裝置，常見的幾種平衡非平衡電路如下圖。信號切換及匹配信號切換及匹配4.平衡與非平衡信號連接在設備連接時，會出現二芯插頭和三芯插頭的使用混淆情況，因為它們的外形尺寸是一致的，二芯插頭可以插入三芯的插座，三芯的插頭也可以插入二芯的插座。在沒有弄懂內部連接方式的情況下不要隨意對插。當設備平衡輸出為變壓器輸出時，將二芯插頭插入三芯的輸出插座即可實現平衡一不平衡轉換，此時將變壓器的輸出冷端接地；對于采用差動電路進行平衡輸出的情況，一般不能用二芯插頭三芯插座的方法來實現平衡一不平衡轉換，將二芯插頭插入三芯的輸出插座，將造成平衡輸出的冷端對地短路，對輸出放大器有損害，同時輸出電壓也減小一半，輸出電平會下降6dB。

信源系統是整個發射系統中重要組成部分。信源系統的好壞直接影響播出質量。能夠迅速判斷和排除信源系統的故障，是中波發射臺值機員最基本的業務技能。

一、檢修工具

由于信號鏈路上的設備不止一個，往往不容易確定故障的部位，所以最好準備一套監聽檢測耳機（耳機阻抗應大于16Ω），當出現音頻中斷故障時，可順著音頻信號鏈路逐級監聽信號，這種方法還可以檢測聲音小、失真等故障。現在的數字衛星接收機、音頻處理器、時延均衡器以及信號切換裝置的輸出接口都是平衡式卡儂插孔，因此耳機插頭應使用卡儂插頭。另外再配一副卡儂子母連接線。

信號源系統常見故障處理衛星接收機輸出音頻處理器輸出接口檢測耳機及卡儂插頭卡儂字母連接線二、信源系統的常見故障及處理

1.節目信號中斷的處理

正常播出時，會出現某個頻率節目源信號突然中斷。這種情況下，首先進行備用信號切換，如果備用信號正常，故障可能出現在主用信號鏈路，應檢查主用信號設備。如果切換備用信號后發射機仍無音頻輸出，則故障在切換器到發射極之間的傳輸線路上，應重點檢查切換器輸出接口、傳輸線和發射機。全