廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)課件

1、廣播發(fā)射機(jī)2內(nèi)容簡介無線電廣播基礎(chǔ)知識電波頻段劃分傳播特性廣播電視系統(tǒng)基本構(gòu)成發(fā)射機(jī)概述常用廣播發(fā)射機(jī)廣播：以無線電波（或?qū)Ь€）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(chǔ)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(yīng)1864年-麥克斯韋（無線電之父）發(fā)現(xiàn)不用導(dǎo)線就可傳播的電波。1884年-德國的赫茲驗(yàn)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(xué)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(shù)。1899年，馬可尼成功地將電報(bào)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(bào)的發(fā)射。廣播的誕生1906

2、年圣誕節(jié)，費(fèi)森登在馬薩諸塞州的試驗(yàn)電臺首次作試驗(yàn)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(shè)“中國無線電公司”，1月4日正式播音，被認(rèn)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(gè)廣播電臺。這個(gè)日子被作為中國人民廣播事業(yè)創(chuàng)建紀(jì)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(gè)城市或一個(gè)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(yuǎn)地區(qū)傳送廣播節(jié)目。短波廣播傳播示意圖12調(diào)頻廣播（FM） 調(diào)頻廣播的頻率在87.5-108MHz的范圍。它主要通過地波傳播。 調(diào)頻廣播傳播覆蓋范 圍可達(dá)幾十公里，傳 播距離比較短，主要 用于一個(gè)城市或一個(gè) 地區(qū)的覆蓋。調(diào)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(gè)地面電視頻道的頻率資源，為了不發(fā)生

4、干擾，在同一個(gè)地區(qū)能夠規(guī)劃使用的頻道一般不足10個(gè)。無線電視發(fā)射系統(tǒng)示意圖地面電視無線發(fā)射臺轉(zhuǎn)播臺差轉(zhuǎn)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(yuǎn)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(gòu)成示意圖有線用戶無線用戶16發(fā)射機(jī)概述功能組成原理常用廣播發(fā)射機(jī)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)17功能發(fā)射機(jī)是指將符合某種廣播標(biāo)準(zhǔn)的音頻、圖像、視頻信號，分別經(jīng)過調(diào)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(dá)到規(guī)定的功率，最后饋送給負(fù)載天線的一種無線電設(shè)備。 18組成和工作原理19常見的發(fā)射機(jī)中、短

5、波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)；模擬電視廣播發(fā)射機(jī)；地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)；CMMB發(fā)射機(jī)；CMMB/DTMB直放站；CDR發(fā)射機(jī)。 20發(fā)射機(jī)標(biāo)準(zhǔn)名稱產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)公共標(biāo)準(zhǔn)中、短波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)GB/T 9376-1988中波和短波調(diào)幅發(fā)射機(jī)基本參數(shù)GB/T 9377-1988中波和短波廣播發(fā)射機(jī)測量方法GB 9159-2008無線電發(fā)射設(shè)備安全要求；GB/T12572-2008無線電發(fā)射設(shè)備參數(shù)通用要求和測試方法；無線廣播電視發(fā)射設(shè)備產(chǎn)品生產(chǎn)許可證實(shí)施細(xì)則調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)GB/T4312.1-1984調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)參數(shù)和測量方法 單聲和立體聲GB/T4311-2000米波調(diào)頻廣播技術(shù)規(guī)

6、范；GY/T169-2001米波調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)要求和測量方法模擬電視發(fā)射機(jī)SJ/T10351-1993電視發(fā)射機(jī)通用技術(shù)條件GB/T6277-1986電視發(fā)射機(jī)測量方法地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)GB/T28435-2012地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)要求和測量方法GB/T28436-2012地面數(shù)字電視廣播激勵(lì)器技術(shù)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(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制GB/T14433-1993彩色電視廣播覆蓋網(wǎng)技術(shù)規(guī)定；GY/T229.2-2008地面數(shù)字電視廣播激勵(lì)器技術(shù)要求和測量方法；GY/T229.4-2008地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)要求和測量方法

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

8、的調(diào)頻波的最大相位偏移。調(diào)頻指數(shù)和調(diào)制信號的振幅成正比，和調(diào)制信號的角頻率成反比。24調(diào)頻廣播理論分析證明：調(diào)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(diào)頻波的邊頻有無限多個(gè)，因而頻帶也為無限寬，相鄰邊頻之間的間隔等于調(diào)制信號頻率。但實(shí)際上調(diào)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(diào)頻廣播在當(dāng)n （mf1）時(shí)，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(diào)頻波的失真影響不大，因此得到以下重要結(jié)論，也是通常計(jì)算調(diào)頻波頻譜有效寬度的原則，即（卡森公式） ： 26調(diào)頻廣播式中，F(xiàn)max為最高調(diào)制頻率。當(dāng)Fmax15kHz

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

10、K10K12K15KdB00.412.765.337.5910.3011.7313.6032調(diào)頻廣播調(diào)頻立體聲廣播 33調(diào)頻廣播經(jīng)過立體聲調(diào)制的信號，首先要兼容普通單聲道收音機(jī)的收聽，并且調(diào)制度、信噪比等技術(shù)指標(biāo)降幅不能太大 。導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻。34調(diào)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(diào)幅方式調(diào)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(diào)幅差信號。35調(diào)頻廣播經(jīng)這樣處理后的信

11、號兩項(xiàng)加起來用數(shù)學(xué)式表達(dá)為： 式中s即為副載波的角頻率。為了在接收端解調(diào)出差信號（LR），則需要恢復(fù)副載波信號s，所以必須在發(fā)射時(shí)加上副載波的信息。規(guī)定要加入的導(dǎo)頻信號是副載頻的半頻，副載波規(guī)定使用38kHz，導(dǎo)頻則是19kHz。 36調(diào)頻廣播完整的立體聲調(diào)制信號稱為立體聲復(fù)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(dǎo)頻信號電壓的振幅值（最大頻偏10，即7.5kHz）。37調(diào)頻廣播這種立體聲復(fù)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(shí)最大頻偏的90；L與R之差S信號，調(diào)幅在頻率38kHz的副載

12、波上，并將副載波擬制后留下的兩個(gè)邊帶波，同樣它的最大頻偏也為單聲道廣播時(shí)最大頻偏的90；為了在接收機(jī)中恢復(fù)差信號S而加入的頻率為19kHz的導(dǎo)頻信號。38調(diào)頻廣播用以上三部分信號對主載波信號調(diào)頻，總頻偏仍為75kHz，其中導(dǎo)頻信號固定占用7.5kHz，主、副信號合用90，這樣便形成了導(dǎo)頻制立體聲調(diào)頻廣播信號。 39調(diào)頻廣播這種導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合信號的頻譜如圖： 40調(diào)頻廣播第一段30Hz15kHz和信號M，這也是調(diào)頻廣播單聲的整個(gè)頻帶，當(dāng)接收機(jī)為普通的單聲道收音機(jī)時(shí)，只解調(diào)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(diào)頻廣播第二段是單一頻率導(dǎo)頻19kHz，在接收端，解調(diào)出的導(dǎo)頻經(jīng)倍頻后

13、變成38kHz，作為解調(diào)差信號的副載波。42調(diào)頻廣播第三段是差信號S經(jīng)過調(diào)幅后形成的副信號，由于調(diào)幅的副載波是38kHz，最高調(diào)制音頻是15kHz，因此調(diào)幅產(chǎn)生的邊帶最低頻率為381523kHz，而最高頻率為381553kHz。43調(diào)頻廣播組成實(shí)例 44調(diào)頻發(fā)射機(jī)組成框圖45調(diào)頻廣播實(shí)例 46調(diào)頻廣播指標(biāo)與測試 47調(diào)頻廣播 48中、短波調(diào)幅廣播用調(diào)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(diào)制信號的變化而變化，即為調(diào)幅（AM）。 49模擬電視發(fā)射機(jī) 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(shí)需占據(jù)8MHz的帶寬。50模擬電視發(fā)射機(jī)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(gè)頻道。在VHF波段中有12個(gè)頻道，在UHF中有56個(gè)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(dòng)和固定終端被使用的電視標(biāo)準(zhǔn)。 大量采用了無線數(shù)字通信方面的最新技術(shù)，擁有多項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)發(fā)明，是一項(xiàng)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(xué)研發(fā)的ADTB-T制式和清華

15、大學(xué)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(gè)制式的簡單融合成為最終官方認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)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(cuò)、數(shù)據(jù)成幀、調(diào)制和發(fā)射方法”，成為其中的系統(tǒng)E。這項(xiàng)公告宣示DTMB-A已經(jīng)成為數(shù)字電視國際標(biāo)準(zhǔn)。54MER對于QAM接收機(jī)接收到的每個(gè)符號，I和Q是QAM接收機(jī)星座圖中接收到一個(gè)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(shí)際符

16、號位置的距離。N是一段時(shí)間內(nèi)捕獲符號的點(diǎn)數(shù)，它一般比星座圖中的點(diǎn)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(shí)際符號誤差矢量幅度的平方和，計(jì)算的結(jié)果取對數(shù)以dB表示，定義為MER。55CMMB發(fā)射機(jī)和直放站CMMB是英文China Mobile Multimedia Broadcasting （中國移動(dòng)多媒體廣播）的簡稱。是國內(nèi)自主研發(fā)的第一套面向手機(jī)、筆記本電腦等多種移動(dòng)終端的系統(tǒng)56CMMB發(fā)射機(jī)和直放站數(shù)字音頻廣播數(shù)字音頻廣播是繼調(diào)幅和調(diào)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(jìn)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(zhǔn)的特點(diǎn)，如果用戶配合功放、音箱等設(shè)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(diào)頻廣播提上數(shù)字化的進(jìn)程。中國數(shù)字化廣播采用自主研發(fā)的DRA+編碼技術(shù)，在原有模擬調(diào)頻廣播的頻點(diǎn)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(shí)際應(yīng)用。 構(gòu)成87MHz10