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1、 200 2009 9年年5 5月月1414日日 2024/9/31 电视与调频电视与调频发送技术发送技术2024/9/32电电视视与与调调频频发发送送技技术术 内容提要内容提要n概述概述n图像中频调制技术与变频器图像中频调制技术与变频器n图像失真校正技术图像失真校正技术n调频立体声广播技术调频立体声广播技术n固态射频功率放大器固态射频功率放大器n功率合成技术与多工器功率合成技术与多工器n地面数字电视发射机简介地面数字电视发射机简介n电视发射机的类型n电视发射机的组成n电视发射机的特点n调频发射机的类型n调频发射机的组成n调频发射机的特点 2024/9/33电电视视与与调调频频发发送送技技术术
2、 概述概述n按功率等级分按功率等级分( (根据根据GY/T177-2001) )功率功率1kW30W功率功率1kW功率功率30W2024/9/34概概述述 电视发射机电视发射机的类型的类型n按波段分按波段分VHF发射机发射机UHF发射机发射机n按按功率功率放大器的放大器的类类型型电电子管子管电视发电视发射机射机速速调调管管电视发电视发射机射机功率功率全全固固态电视发态电视发射机射机IOTIOT（感（感应输应输出管）出管）电视发电视发射机射机n按按图图像和伴音的放大像和伴音的放大方式方式分别放大式（双通道）电视发射机分别放大式（双通道）电视发射机共同放大式（单通道）电视发射机共同放大式（单通道）
3、电视发射机2024/9/35概概述述 电视发射机的类型n分分别别放大方式（双通道）放大方式（双通道）电视发电视发射机射机2024/9/36概概述述 电视发射机的组成n共同放大方式（单通道）电视发射机共同放大方式（单通道）电视发射机2024/9/37概概述述 电视发射机的组成电视发射机的组成n残留边带幅度调制（残留边带幅度调制（VSB-AMVSB-AM）2024/9/38概概述述 电视发射机的特点n固定黑色电平固定黑色电平2024/9/39概概述述 电视发射机的特点亮场暗场亮场暗场0电平( (a)a)黑色电平固定波形（含有直流分量）黑色电平固定波形（含有直流分量）( (b)b)黑色电平不稳定波形
4、（失去直流分量）黑色电平不稳定波形（失去直流分量）0电平n工作在超短波波段工作在超短波波段 VHF VHF 波段（波段（48.548.584.0 MHz84.0 MHz）（）（1 14CH4CH） VHF VHF 波段（波段（167.0167.0223.0 223.0 MHzMHz）（）（6 612CH12CH） UHF UHF 波段波段（470.0470.0566.0 566.0 MHzMHz）（）（131324CH24CH） UHF UHF 波段（波段（606.0606.0798.0 798.0 MHzMHz）（252548CH48CH） 800 800MHzMHz以上与其以上与其他他通信
5、通信业务业务共用，共用，现现通常被通常被规规划划用于用于GSMGSM、CDMACDMA等无等无线线通信通信业务业务。 工作在超短波波段的工作在超短波波段的电电磁波，地波衰减很大，天波磁波，地波衰减很大，天波又会穿入又会穿入电电离离层层很深，以致穿出很深，以致穿出电电离离层层而不被反射，而不被反射，因此因此，只能靠空只能靠空间间波波传传播，即以直播，即以直线线方式方式传传播，所以播，所以传传播距离有限，大播距离有限，大约约几十公里至一百多公里几十公里至一百多公里 。2024/9/310概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点n调制极性采用负极性调制调制极性采用负极性调制发发射机的效率和射机的效
6、率和输输出功率出功率干干扰扰的影响的影响 自自动动增益控制增益控制 2024/9/311概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点(a)视频正极性信号(b)视频负极性信号(c)正极性调制已调波(d)负极性调制已调波n峰峰值值功功率率和和平平均均功功率率调调制信号制信号为为全黑全黑电视电视信号（信号（APL=0APL=0） 2024/9/312概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点同步顶电平(峰值电平)黑色电平(消隐电平)白色电平t100%75%12.515%n伴音信号的调制方式伴音信号的调制方式采用采用调频调频的的优优点：点： 为为获获得得相相同同的的信信噪噪比比，调调频频信信号号的的发发
7、射射功功率率可可比比调调幅幅信信号号小小很很多多，就就可可达达到到同同样样的的覆覆盖盖面面积积。实实际际上上，国国标标规规定定伴伴音音发发射射机机的的输输出出功功率率是是图图像像发发射射机机输输出出功率（同步顶功率）的十分之一。功率（同步顶功率）的十分之一。调频调频信号的信号的调频调频指数指数m mf f大大时时，信噪比高，音，信噪比高，音质质好。好。 调频调频信号的抗干信号的抗干扰扰能力能力强强。调频调频信号的信号的载载波幅度恒定，波幅度恒定，调频发调频发射机的效率高。射机的效率高。 伴伴音音与与图图像像采采用用不不同同的的调调制制方方式式，对对于于减减小小两两者者之之间间的相互干的相互干扰
8、扰很有利。很有利。 2024/9/313概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点n伴音载频、最大频偏和调频带宽的选择伴音载频、最大频偏和调频带宽的选择 伴音载频的选择伴音载频的选择 f fV V和和f fA A之之间间的的间间距距或或者者差差值值对对任任何何频频道道都都是是一一个个定定值，记为值，记为f fd d，则伴音载频则伴音载频f fA A= =f fV V+ + f fd d 2024/9/314概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点制式 视频带宽（MHz） fd(MHz) 625行/50场 5.0 5.5 6.0 5.56.06.5525行/60场 4.24.5我国采用的是我国
9、采用的是PAL-DPAL-D制，制，625625行行/50/50场，场，视频带宽为6MHz,所以所以f fd d=6.5MHz=6.5MHz，则则f fA A=f=fV V+6.5MHz+6.5MHz。 n最大频偏最大频偏 最最大大频频偏偏是是调调频频波波的的重重要要参参数数，当当最最大大频频偏偏为为 2525kHzkHz时时，其其信信噪噪比比就就已已大大大大优优于于调调幅幅系系统统，所所以以有有些些国国家家规规定定伴伴音音发发射射机机最最大大频频偏偏为为 2525kHzkHz。我我国国电电视视标标准准规规定定伴伴音音发发射射机机的的最最大大频频偏偏为为 5050kHzkHz（调调频频广广播播
10、得得最最大大频频偏偏为为 7575kHzkHz）。）。 n调频带宽调频带宽 调调频频波波的的带带宽宽从从理理论论上上说说是是无无限限宽宽，但但随随着着边边频频数数量量的的增增多多幅幅度度很很快快减减小小，所所以以整整个个调调频频波波的的能能量量大大部部分分集集中中在在载载波波附附近近的的几几个个边边频频中中，其其他他更更高高次次边边频频的的能能量量很很小小，可可以以忽忽略略，所所以以调调频频带带宽宽是是指指的的有有效效带带宽宽，即即保保留留某某些些有效有效边频边频数的数的带宽带宽。 2024/9/315概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点调频带宽的计算调频带宽的计算 2024/9/316
11、概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点调频波的带宽计算公式为调频波的带宽计算公式为B=2nFn为为保保留留的的有有效效边边频频数数，F为为音音频频的的最最射射频频率率，即即15kHz，最最大大频频偏偏为为f=50kHz，所所以以调频指数调频指数mf=f/F=50/15=3.3如如果果保保留留大大于于1%未未调调制制载载波波幅幅度度值值的的有有效效边边频频数数，可可查查得得n=7，则则B=2nF=2715=210kHz工工程程上上经经常常用用卡卡逊逊公公式式计算调频带宽，即计算调频带宽，即B=2（mf1）F=2（fF）把参数带入可得把参数带入可得B=2（5015）=130kHz实际上相当于保
12、留大于实际上相当于保留大于10%未调制载波幅度值未调制载波幅度值的有效边频分量。的有效边频分量。n电视发射机的射频幅频特性电视发射机的射频幅频特性 2024/9/317概概述述 电视发射机的特点电视发射机的特点fVf (MHz)61.250.756. 5fA80.25n单声道调频发射机和单声道调频发射机和立体声调频发射机立体声调频发射机。n根根据据功功率率放放大大采采用用的的器器件件的的不不同同，分分为为电电子管发射机和固态发射机。子管发射机和固态发射机。n调调频频的的广广播播波波段段处处于于VHF波波段段的的中中间间，即即VHF的的波段（波段（87.0108.0MHz）。）。n调调频频发发射
13、射机机的的末末级级功功放放工工作作在在丙丙类类状状态态，以提高效率。以提高效率。2024/9/318概概述述 调频发射机的类型调频发射机的类型n典型的立体声调频发射机组成典型的立体声调频发射机组成由由立立体体声声编编码码器器、调调频频激激励励器器、高高频频功功率率放放大大器器（固固态态化化功功率率放放大大器器或或电电子子管管功功率率放放大大器器）、谐谐波波滤滤波波器器、定向耦合器、电源、控制及冷却系统组成。定向耦合器、电源、控制及冷却系统组成。 2024/9/319概概述述 调频发射机的组成调频发射机的组成立体声编码器采用国标规定的标推导频制式即立体声编码器采用国标规定的标推导频制式即AM-F
14、M制式。调频制式。调频激励器的作用是将单声、立体声复合信号或双节目基带信号用直接激励器的作用是将单声、立体声复合信号或双节目基带信号用直接调频的方式调制在发射机的载频上，是整部发射机的关键部件，大调频的方式调制在发射机的载频上，是整部发射机的关键部件，大部分电声指标取决于激励器。调频激励器输出的射频信号经过功率部分电声指标取决于激励器。调频激励器输出的射频信号经过功率放大器可达到所需要的功率，功放器件可以采用电子管也可以采用放大器可达到所需要的功率，功放器件可以采用电子管也可以采用晶体管。功率放大器全部采用宽带电路，不需要调谐。晶体管。功率放大器全部采用宽带电路，不需要调谐。 n线性失真小线性
15、失真小n没有串信现象没有串信现象n信噪比好信噪比好n能进行高保真度广播能进行高保真度广播n效率高效率高n容易实现多工广播容易实现多工广播n覆盖范围有限覆盖范围有限n“门限门限”效应和寄生调频干扰效应和寄生调频干扰n多径失真多径失真2024/9/320概概述述 调频发射机的特点调频发射机的特点调频广播的特点是相对于调幅广播而言，是由于调调频广播的特点是相对于调幅广播而言，是由于调频本身不同于调幅的许多特点决定了调频广播的优频本身不同于调幅的许多特点决定了调频广播的优缺点。缺点。n图像中频调制技术图像中频调制技术工作原理分析工作原理分析非线性失真分析非线性失真分析电路参数的选择电路参数的选择n残留
16、残留边带边带( (VSB)VSB)滤滤波器波器 n变频变频器器 2024/9/321电电视视与与调调频频发发送送技技术术 图像中频调制技术与变频器图像中频调制技术与变频器2024/9/322图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 图像中频调制技术图像中频调制技术n晶体二极管双平衡调幅器晶体二极管双平衡调幅器 工作原理分析工作原理分析 二极管环行调幅原理电路图 u u0 0为中频为中频3838MHzMHz载波电压，载波电压，u u 为调制信号电压，为调制信号电压，E E0 0为直为直流偏置电压。在此电路中，流偏置电压。在此电路中，为了获得良好的调制特性，为了获得良好的调制特性，要求选取
17、要求选取u u0 0 (u (u +E+E0 0) )，且且设设D D1 1D D4 4四只二极管特性完四只二极管特性完全一致，工作在开关状态，全一致，工作在开关状态，两变压器两变压器B B1 1、B B2 2中心抽头对中心抽头对称。称。 2024/9/323图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 工作原理分析工作原理分析当载波电压当载波电压u u0 0为正半周时，二极管为正半周时，二极管D D1 1、D D2 2导通，导通，D D3 3、D D4 4截止，加在截止，加在D D1 1的电压的电压u uD1D1= u= u0 0+ + u u + E+ E0 0，电流电流i i1 1可
18、表示可表示式式中中，I0为为载载波波电电压压u0在在二二极极管管上上的的产产生生电电流流脉脉冲冲峰峰值值， I I1 1为为直直流流电电压压E E0 0使使二二极极管管电电流流脉脉冲冲峰峰值值产产生生增增值值， I I2 2为为调调制制电电压压u u 使使二二极极管管电流电流电流电流i i1 1的峰值随之变化的最大值，变化的规律与的峰值随之变化的最大值，变化的规律与u u 相同。相同。D2的电压的电压uD2=u0-u -E0，电流电流i2可表示为可表示为负载电流负载电流i iL L =i=i1 1-i-i2 2，即即i2uD2-E0i2tI0I1I2tU0uD2= u0- u- E0(b)i1
19、i1uD1tE0I0I1I2(a)uD1= u0+ u+ E0U02024/9/325图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 工作原理分析工作原理分析当载波电压当载波电压u u0 0为负半周时，为负半周时， D D3 3、D D4 4二极管导通，二极管导通，D D1 1、D D2 2截止，截止，同理可得同理可得 负载上的总电流也即整个周期的电流负载上的总电流也即整个周期的电流i iL L为为结论：输出频率成份为结论：输出频率成份为N N 0 0和和N N 0 0(N=1(N=1，3 3，5)5)。这说明利用环行调幅器使它工作在不平衡状态，就可这说明利用环行调幅器使它工作在不平衡状态，
20、就可以得到所需要的带有一定载波的调幅波，偶次谐波均被抑以得到所需要的带有一定载波的调幅波，偶次谐波均被抑制，频谱比较干净。制，频谱比较干净。2024/9/326图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 残留边带残留边带( (VSB)VSB)滤波器滤波器 n残留边带滤波器理想的幅频特性残留边带滤波器理想的幅频特性n技术要求技术要求通频带：通频带：3232MHzMHz38.75MHz 38.75MHz 通带内最大衰减：通带内最大衰减：A AP P1.5dB1.5dB过渡带：过渡带：500500kHzkHz在在31.531.5MHzMHz和和39.2539.25MHzMHz处衰减：处衰减：A
21、 AS S25dB25dB特性阻抗：特性阻抗：5050 2024/9/327图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 残留边带残留边带(VSB)滤波器滤波器 n声表面波滤波器（声表面波滤波器（SAWF）的结构和工作原理的结构和工作原理自然谐振频率（或机械谐振频率）自然谐振频率（或机械谐振频率） 表面声波传播方向发送换能器接收换能器吸声材料吸声材料xxabwusRs压电基片输入电极输出电极v是声表面波的传播速是声表面波的传播速度，约为度，约为3103m/s。 叉指换能器的几何形状同它的冲击响叉指换能器的几何形状同它的冲击响应应h(t)对应，由此可求得其网络函数对应，由此可求得其网络函数H
22、(j)。叉指换能器的几何形状同信叉指换能器的几何形状同信号响应之间存在着一种简单的关系。号响应之间存在着一种简单的关系。使叉指孔径（重叠）的使叉指孔径（重叠）的结构形状包络与结构形状包络与sinx/x曲线的形状相同，即可曲线的形状相同，即可得到接近矩形形状的振得到接近矩形形状的振幅频率特性。幅频率特性。2024/9/329图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 变频器变频器 根根据据所所使使用用的的非非线线性性器器件件进进行行分分类类，可可分分为为有有源源和和无无源源两两大大类类。无无源源变变频频器器采采用用的的非非线线性性器器件件为为晶晶体体二二极极管管，有有源源变变频频器器采采用
23、用的是晶体三极管或场效应管。的是晶体三极管或场效应管。按按变变频频器器电电路路的的组组成成形形式式分分类类，有有单单管管变变频频器器，平平衡衡变变频频器器和和双平衡变频器。双平衡变频器。 n变频器的组成、分类和要求变频器的组成、分类和要求 组成组成 分类分类要求要求变频损耗要小变频损耗要小；失真与干扰要小失真与干扰要小；选择性要好选择性要好2024/9/330图图像像中中频频调调制制技技术术与与变变频频器器 变频器变频器 与双平衡调幅器的结构完全一样，不同之处仅在于：与双平衡调幅器的结构完全一样，不同之处仅在于：（ 1 1） 输输 入入 信信 号号 不不 同同 ： 此此 处处 u ul l是是
24、 本本 振振 信信 号号 电电 压压 ， 本本 振振 频频 率率 为为f fL L=f=fV V+38MHz+38MHz；u uIFIF为中频已调波信号。为中频已调波信号。（2 2）工工作作状状态态不不同同：因因为为电电路路中中不不加加直直流流偏偏置置，使使其其工工作作在在平平衡衡状状态，输出态，输出频率成份为频率成份为N N 0 0（N=1N=1，3 3，55），），就可以抑制载波。就可以抑制载波。（3 3）输输出出回回路路所所选选择择的的信信号号频频率率成成分分不不同同：这这里里输输出出回回路路所所选选择择的的是变频后的下边带信号，是变频后的下边带信号，u uRFRF为变频后的射频信号。为
25、变频后的射频信号。 n热载流子二极管双平衡变频器热载流子二极管双平衡变频器n群时延失真校正技术群时延失真校正技术 n微微分分增增益益和和微微分分相相位位失真校正技术失真校正技术 n互调失真校正技术互调失真校正技术2024/9/331电电视视与与调调频频发发送送技技术术 图像失真校正技术图像失真校正技术2024/9/332群时延失真校正技术群时延失真校正技术n群时延失真概念群时延失真概念 群时延的定义群时延的定义 群时延失真及对图像质量的影响群时延失真及对图像质量的影响产生群时延失真的主要环节产生群时延失真的主要环节群群时时延延的的“群群”是是指指频频率率群群，即即多多频频信信号号，所所以以，群
26、群时时延延是是指指频频率率群群信信号号通通过过网网络络时时的的时时延延。调调幅幅波波就就是是一一个个多多频频信信号号，当当它它通通过过网网络络时时，不不仅仅其其中中的的载载波波会会产产生生相相时时延延，其其包包络络也也会会产产生生时时延延，这这个个时时延延就就是是群群时时延延，所所以以也也叫叫包络时延。包络时延。在在不不同同的的频频率率处处，斜斜率率不不同同，即即 g不不同同，所所以以，在在信信号号所所占占频频带带内内各各频频率率分分量量附附近近的的群群时时延延数数值值有有偏偏差差，由由这这种种偏偏差差而而产产生生的的失失真真叫叫群群时时延延失失真真。注注意意：关关键键是是偏偏差差的的大大小小
27、，而而不不时时群群时时延延本本身身数数值值的大小的大小。 滤波器和调谐电路滤波器和调谐电路 双工器中的伴音陷波器双工器中的伴音陷波器 接收机中的奈氏滤波器和声音陷波器接收机中的奈氏滤波器和声音陷波器 图图像像失失真真校校正正技技术术 2024/9/333图图像像失失真真校校正正技技术术 群时延失真校正技术群时延失真校正技术n群时延失真校正原理和校正方案的选择群时延失真校正原理和校正方案的选择校正原理校正原理校正方案的选择校正方案的选择 采用均衡的方法，设采用均衡的方法，设置一校正电路，使其产置一校正电路，使其产生与被校正电路相反的生与被校正电路相反的群时延特性，使总的群群时延特性，使总的群时延
28、特性获得均衡，即时延特性获得均衡，即 g在通带内接近一个常在通带内接近一个常数（在规定的容差范围数（在规定的容差范围内），如图所示。内），如图所示。 校正电路放置的位置：视频通道？校正电路放置的位置：视频通道？ 中频通道？射频通道？中频通道？射频通道？ 校正电路的选择：无源全通型网络和有源全通型网络校正电路的选择：无源全通型网络和有源全通型网络 采用有源全通型网络具有更多的优点采用有源全通型网络具有更多的优点 2024/9/334图图像像失失真真校校正正技技术术 群时延失真校正技术群时延失真校正技术n时延均衡器的电路分析时延均衡器的电路分析 LCRLCR并联形式的基本节电路（二阶全通网络）并联
29、形式的基本节电路（二阶全通网络） 其中当当 时时， maxmax为为虚虚数数，没没有有最最大大值值点点，相相当当于于图图中中Q=0.577Q=0.577的的曲曲线线，从从 =0=0起起单单调调下下降降。而而当当Q0.577Q0.577时时， maxmax为为实实数数，时时延延特特性性为为先先升升后后降降，出出现现最最大大值值。当当Q Q较较大大时时，（即即 maxmax 0 0），可可得得时时延最大值为延最大值为公式推导公式推导见书见书P832024/9/335图图像像失失真真校校正正技技术术 群时延失真校正技术群时延失真校正技术n时延均衡器的电路分析时延均衡器的电路分析 LCRLCR串联式基
30、本节电路串联式基本节电路 （二阶全通网络）（二阶全通网络）中频群时延校正电路中频群时延校正电路 用于中频通道的群时延校正电路可采用与用于中频通道的群时延校正电路可采用与LCRLCR串联式基本串联式基本节完全相同的电路结构，输入为中频信号，但电路元件与视节完全相同的电路结构，输入为中频信号，但电路元件与视频通道的彩色均衡器有所不同，一般采用集总参数的分离元频通道的彩色均衡器有所不同，一般采用集总参数的分离元件，在电路的设计上要考虑分布参数的影响。件，在电路的设计上要考虑分布参数的影响。 其中，其中，公式推导公式推导见书见书P8536图图像像失失真真校校正正技技术术 群时延失真校正技术群时延失真校
31、正技术n彩色均衡器的电路组成举例彩色均衡器的电路组成举例 NECNEC全固态电视发射机中的彩色均衡器全固态电视发射机中的彩色均衡器 发射机均衡器和接收机均衡器是由5节LCR串联形式的有源全通网络组成。 当每一节的当每一节的Q值和值和 0给定后，我们可以计算任意频率点上给定后，我们可以计算任意频率点上的总延时量的总延时量: :各节在这一点上时延量的和各节在这一点上时延量的和。37图图像像失失真真校校正正技技术术 微分微分增益和微分相位失真校正技术增益和微分相位失真校正技术 n微分增益和微分相位失真概念微分增益和微分相位失真概念 DG和DP微变传输系数：微变传输系数： 38图图像像失失真真校校正正
32、技技术术 微分微分增益和微分相位失真校正技术增益和微分相位失真校正技术 n微分增益和微分相位失真概念微分增益和微分相位失真概念 DG和DP失真DG失真和DP失真对彩色图像的影响 用传输系统中整个动态范围内的用传输系统中整个动态范围内的DG偏差相对值和偏差相对值和DP偏差值来表示偏差值来表示。一般以黑色电平处的一般以黑色电平处的微分增益微分增益DGB或或微分微分相位相位DPB作参考。作参考。DG失真使色度信号的振幅随亮度信号变化而变化，引起失真使色度信号的振幅随亮度信号变化而变化，引起色饱和度失真。色饱和度失真。DP失真使色度信号的相位随亮度信号的变化而变化，引起失真使色度信号的相位随亮度信号的
33、变化而变化，引起色调失真。色调失真。39图图像像失失真真校校正正技技术术 微分微分增益失真校正技术增益失真校正技术 n视频视频DGDG失真校正电路失真校正电路日本日本NEC全固态电视发射机中的视频全固态电视发射机中的视频DG失真校正电路方框图失真校正电路方框图40图图像像失失真真校校正正技技术术 微分微分增益失真校正技术增益失真校正技术 n中频两路合成型中频两路合成型DGDG失真校正电路失真校正电路 工作原理：工作原理：如如果果使使放放大大器器为为非非线线性性放放大大，且且使使信信号号产产生生黑黑扩扩张张，而而放放大大器器为为线线性性放放大大，则则合合成成后后的的信信号号将将变变成成黑黑扩扩张
34、张（也也叫叫白白压压缩缩），如图（，如图（a）所示。所示。如果使放大如果使放大器器为线性放大，为线性放大，放大器放大器为非为非线性放大，且线性放大，且使信号产生黑使信号产生黑扩张，则合成扩张，则合成后的信号将变后的信号将变成黑压缩（也成黑压缩（也叫白扩张），叫白扩张），如图（如图（b）所所示。示。41图图像像失失真真校校正正技技术术 微分微分增益失真校正技术增益失真校正技术 在在调调整整DG失失真真时时，其其输输出出功功率率（同同步步顶顶功功率率）应应保保持持不不变变，但但实实际际上上由由于于电电路路在在调调整整黑黑扩扩张张时时，使使输输出出功功率率发发生生变变化化，导导致致输输出出功功率率不
35、不稳稳定定。为为了了使使发发射射机机的的输输出出功功率率不不随随DG的的调调整整而而变变化化，故故在在DG校校正正之之后后加加有有AGC（自自动增益控制）电路。动增益控制）电路。保保护护电电路路主主要要是是保保护护射射频频功功放放电电路路，特特别别是是电电子子管管功功放放。当当无无视视频频信信号号或或视视频频信信号号中中断断时时，中中频频调调制制器器输输出出为为等等幅幅的的中中频频载载频频振振荡荡，由由于于AGC的的作作用用，使使中中频频信信号号增增大大到到原原同同步步顶顶电电平平一一样样的的等等幅幅中中频频载载频频振振荡荡，从从而而使使发发射射机机过过载载。为为了了防防止止这这种种过过载载现
36、现象象的的发发生生，故故在在AGC放放大大电电路路的的输输出出端端增增加加保保护护电电路路，在在无无视视频频信信号号或或视视频频信信号号中中断断时时，保保护护电电路路将将自自动动地地把把AGC放放大大电电路路的的输输出出信号幅度降低约信号幅度降低约6dB。n实际实际DG校正电路的考虑和构成校正电路的考虑和构成AGC电路电路保护电路保护电路 42图图像像失失真真校校正正技技术术 微分相位失真校正技术微分相位失真校正技术 n校正原理校正原理n正交型正交型DP校正电路（用于视频）校正电路（用于视频） 43图图像像失失真真校校正正技技术术 互调互调失真校正技术失真校正技术 n互调分量和互调失真互调分量
37、和互调失真 一次方项为线性项，不产生新的频率分量；一次方项为线性项，不产生新的频率分量；二二次次方方项项中中包包含含直直流流、(2(2 V V，2 2 S S，2 2 A A) )、（ V VS S， V VA A， S SA A）；三三次次方方项项中中包包含含（3 3 V V，3 3 S S，3 3 A A）、（2 2 V VS S，2 2 V VA A，2 2 S SV V，2 2 S SA A，2 2 A AV V，2 2 A AS S， V VS SA A）, ,其其中中有有两两个频率分量：个频率分量：n互调失真校正电路互调失真校正电路 共同放大时电压动态范围的变化 射频功放的输入、输
38、出特性曲线 对图像画面对图像画面造成固定的造成固定的网纹干扰网纹干扰互调失真校正原理图互调失真校正原理图2024/9/344电电视视与与调调频频发发送送技技术术 调频立体声广播技术调频立体声广播技术nAM-FM导导频频制制立立体体声声调调频广播频广播 n立体声编码器立体声编码器n频率调制技术频率调制技术 2024/9/345调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播n制式简介制式简介立体声广播是在单声调频广播的立体声广播是在单声调频广播的基础上发展起来基础上发展起来的的，为了充分利用原有单声调频广播发送和接收设备，为了充分利用原有单声调频
39、广播发送和接收设备，单声调频广播和立体声广播间应具有兼容性和逆兼容性，单声调频广播和立体声广播间应具有兼容性和逆兼容性，这与彩色和黑白电视间的兼容性是类似的。解决兼容性这与彩色和黑白电视间的兼容性是类似的。解决兼容性问题的最简便的办法，是不直接对左右两路信号进行频问题的最简便的办法，是不直接对左右两路信号进行频率分割，而是对左、右路信号的率分割，而是对左、右路信号的“和和”(称为和信号称为和信号)与与“差差”(称为差信号称为差信号)进行频率分割。这种兼容性系统称进行频率分割。这种兼容性系统称为和差系统。为和差系统。在在“和差和差”制调频立体声广播的研究过程中，主制调频立体声广播的研究过程中，主
40、要的有三种方式：要的有三种方式：第一种是第一种是AM-FM导频制导频制；第二种是；第二种是极化调制制；第三种是极化调制制；第三种是FM-FM制。制。2024/9/346调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播nAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播导频制是将和信号导频制是将和信号(简称简称“M”信号，信号，ML+R)作为主作为主信号，其频谱范围为信号，其频谱范围为30Hz15kHz，再将差信号，再将差信号(简称简称“S”信号，信号，SL-R)的频谱搬移到和信号频谱的上端，的频谱搬移到和信号频谱的上端，使它们不相互重叠，差信号
41、频谱的搬移是采用使它们不相互重叠，差信号频谱的搬移是采用38kHz信信号做为副载波，用差信号对它进行抑制载波双边带调幅号做为副载波，用差信号对它进行抑制载波双边带调幅来实现的。所以导频制属于来实现的。所以导频制属于AM-FM方式。方式。为了在立体声接收机中解调出差信号，必须在接收机为了在立体声接收机中解调出差信号，必须在接收机内产生一个频率、相位均与发射系统相同的内产生一个频率、相位均与发射系统相同的38kHz的副的副载波。为此，在发射端，在和、差信号频谱的间隔处，载波。为此，在发射端，在和、差信号频谱的间隔处，再传输一个再传输一个19kHz的未调振荡，在接收机内利用倍频器，的未调振荡，在接收
42、机内利用倍频器，由此引导出由此引导出38kHz副载波，故将副载波，故将19kHz取名为导频信号，取名为导频信号，所以这种制式称为导频制。所以这种制式称为导频制。 2024/9/347调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播n导频制立体声基带信号频谱图导频制立体声基带信号频谱图 n导频制立体声复合信号的数学表示式导频制立体声复合信号的数学表示式s为副载波角频率（对应的fs=38kHz）， P为导频信号电压幅度2024/9/348调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播n交错效应交错
43、效应 又称蜂房效应，是导频制的一个有趣特性。简单地说，又称蜂房效应，是导频制的一个有趣特性。简单地说，交错效应是指主、副信道信号各自对主载波的频偏可达交错效应是指主、副信道信号各自对主载波的频偏可达到它们的和对主载波的频偏到它们的和对主载波的频偏 M M信号的最大峰值点正好与信号的最大峰值点正好与ScosScos s st t信号的零信号的零点相对应，点相对应，M M信号的零点又正好与信号的零点又正好与SconScon s st t信信号的最大峰值点相对应，即两者的最大峰值号的最大峰值点相对应，即两者的最大峰值点和零点相互交错，当点和零点相互交错，当M M信号产生最大峰值点信号产生最大峰值点频
44、偏为频偏为67.5kHz67.5kHz时，时，ScosScos s st t信号对应的频偏信号对应的频偏为零，而当为零，而当M M信号对应的频偏为零时，信号对应的频偏为零时，ScosScos s st t信号产生的最大峰值频偏为信号产生的最大峰值频偏为67.5kHz67.5kHz。M M、ScosScos s st t信号产生的频偏此起彼伏，于是，信号产生的频偏此起彼伏，于是，它们和的最大频偏不会超过它们和的最大频偏不会超过67.5kHz67.5kHz，而刚好，而刚好是是67.5kHz67.5kHz。上述结果是由。上述结果是由M M、ScosScos s st t信号最信号最大峰值点和零点交错
45、带来的，所以称为交错大峰值点和零点交错带来的，所以称为交错效应。效应。 2024/9/349调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播n分离度分离度构成立体声定位信息的是左、右路信号的强度差构成立体声定位信息的是左、右路信号的强度差和时间差（相位差）。重放立体声节目时，经左、右两和时间差（相位差）。重放立体声节目时，经左、右两路扬声器（或耳机）发出的声音要能按比例地再现这种路扬声器（或耳机）发出的声音要能按比例地再现这种强度差和时间差，从而以强度差和时间差，从而以“声像声像”的形式重现原声场的的形式重现原声场的声音。若在信号传输过程中，这
46、种强度差和时间差发生声音。若在信号传输过程中，这种强度差和时间差发生了变化，则会造成重现声场声像位置的混乱。了变化，则会造成重现声场声像位置的混乱。左右信号分离度是立体声广播的一项重要指标，左右信号分离度是立体声广播的一项重要指标，它是衡量立体感的一个尺度，它的好坏将直接影响到立它是衡量立体感的一个尺度，它的好坏将直接影响到立体声的收听效果。分离度越高，说明左右声道之间的串体声的收听效果。分离度越高，说明左右声道之间的串音越小、声象定位也越准确，它是表征立体声广播质量音越小、声象定位也越准确，它是表征立体声广播质量好坏，立体感是否显著的一项指标，所以也叫立体声的好坏，立体感是否显著的一项指标，
47、所以也叫立体声的特征指标。特征指标。2024/9/350调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播n分离度的定义分离度的定义当只传送左当只传送左(或右或右)信号，并把它的输出经过理想的解信号，并把它的输出经过理想的解调器解调，解调器左调器解调，解调器左(右右)声道输出电压声道输出电压L0(R0)与右声道与右声道出现的串信输出电压出现的串信输出电压RL(LR)幅度之比。通常以分贝幅度之比。通常以分贝(dB)数来表示，即数来表示，即式中，式中，M、S为理想解调器的输出量为理想解调器的输出量。对发送和接收设备来说，影响分离度的主要因素是：对发送
48、和接收设备来说，影响分离度的主要因素是：左、右（或主、副）信道的电平差和相位差，以及导频左、右（或主、副）信道的电平差和相位差，以及导频信号与副载波的相位差，这三个因素的影响最大。信号与副载波的相位差，这三个因素的影响最大。2024/9/351调调频频立立体体声声广广播播技技术术 AM-FMAM-FM导频制立体声调频广播导频制立体声调频广播n导频制立体声发射系统导频制立体声发射系统 n导频制立体声接收系统导频制立体声接收系统 2024/9/352调调频频立立体体声声广广播播技技术术 立体声编码器立体声编码器 n立体声编码器也叫立体声调制器，它的作用是把左、右立体声编码器也叫立体声调制器，它的作
49、用是把左、右两个传声器输出并放大后的两个传声器输出并放大后的L、R信号经过处理变换成信号经过处理变换成立体声基带信号。立体声基带信号。n立体声编码器产生基带信号可以有不同的方法。早期采立体声编码器产生基带信号可以有不同的方法。早期采用的是矩阵型编码器，它的分离度指标不高，随着电子用的是矩阵型编码器，它的分离度指标不高，随着电子工业技术的发展，现在已被陶汰。目前，大都采用开关工业技术的发展，现在已被陶汰。目前，大都采用开关型的，它的分离度指标很容易达到要求。型的，它的分离度指标很容易达到要求。n分离度是立体声的特征指标。分离度太差，立体声将失分离度是立体声的特征指标。分离度太差，立体声将失去立体
50、感。尽管去立体感。尽管30dB以上的分离度已具有较好的立体以上的分离度已具有较好的立体感，但人们仍在不断地从技术上努力改善这一指标，使感，但人们仍在不断地从技术上努力改善这一指标，使整个音频频段内都具有更高的水平，以保证声象的稳定。整个音频频段内都具有更高的水平，以保证声象的稳定。立体声调制器的技术发展过程主要是围绕提高分离度而立体声调制器的技术发展过程主要是围绕提高分离度而进行的。进行的。2024/9/353调调频频立立体体声声广广播播技技术术 立体声编码器立体声编码器 n开关型立体声调制器开关型立体声调制器开关方式也可称为时间分割方式，如图所示。在发送端用开关轮开关方式也可称为时间分割方式
51、，如图所示。在发送端用开关轮流传送流传送L和和R信号，在接收端也用一个与发送端开关同步的开关轮信号，在接收端也用一个与发送端开关同步的开关轮流接收流接收L和和R信号。只要两个开关同步好，就可以完成传输两路信信号。只要两个开关同步好，就可以完成传输两路信号的任务。号的任务。如果以重复频率为如果以重复频率为38kHz的矩形脉冲作为开关信号，将正向脉冲作为的矩形脉冲作为开关信号，将正向脉冲作为L信号的开关信号，使信号的开关信号，使L信号通过；将反向脉冲作为信号通过；将反向脉冲作为R信号的开关信信号的开关信号，使号，使R信号通过，就可以得到脉冲调制的信号，只要滤去其中的高信号通过，就可以得到脉冲调制的
52、信号，只要滤去其中的高次谐波，就可以得到复合信号。次谐波，就可以得到复合信号。2024/9/354调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制频率调制技术技术n变容二极管直接调频电路变容二极管直接调频电路 变变容容管管是是利利用用半半导导体体PN接接的的结结电电容容随随反反相相电电压压变变化化的的特特性性制制成成的的一一种种晶晶体体二二极极管管，是是一一种种电电压压控控制的可变电抗器件制的可变电抗器件 。由于变容管特性由于变容管特性的非线性，在单的非线性，在单音调制电压音调制电压U作作用下结电容变化用下结电容变化曲线曲线Cj（t）是上）是上下不对称的非余下不对称的非余弦波。当弦波。当u幅度幅
53、度较大时，这种非较大时，这种非线性会引起调频线性会引起调频的失真。的失真。2024/9/355调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n变容二级管的等效电路变容二级管的等效电路品质因数：品质因数： 截止频率：截止频率：式中，式中，Cj0为反相电压等于零时的变容管电容；为反相电压等于零时的变容管电容；n为变容管的变容指数，为变容管的变容指数，超突变型二极管的超突变型二极管的n值在值在15之间；之间；VD为为PN结的内建电位差结的内建电位差； u=UQ+ u= UQ +Ucost为外加反向电压为外加反向电压；m称为电容调制度称为电容调制度；CjQ为工作点为工作点Q处变容管电容
54、。处变容管电容。2024/9/356调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n变容二极管调频原理变容二极管调频原理 回路总电容是回路总电容是CS与与Cj相串后，相串后，再与再与CP相并联而得，即相并联而得，即C=CP+CjCS所以振荡器的振荡频率：所以振荡器的振荡频率： 三点式振荡器的等效电路三点式振荡器的等效电路 式中，式中，m1=CS/（CjQ+CS），），m2=CjQ/（CP+CjQCS），），k=U/（VD+UQ）调制灵敏度：调制灵敏度：2024/9/357调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术 变容二极管的变容二极管的n n值不是固定的，
55、值不是固定的，随电压随电压u u改变。通常采用特性曲线改变。通常采用特性曲线进行分析。当进行分析。当u u为正半周时，变容为正半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大；当减小，变容二极管的电容增大；当u u为负半周时，变容二极管负极电为负半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大，变容二位升高，即反向偏压增大，变容二极管的电容减小。由于极管的电容减小。由于C Cj ju u曲线的曲线的非线性，虽然调制信号电压为一简非线性，虽然调制信号电压为一简谐波，但电容随时间而变化的规律谐波，但电容随时间而变化的规律是非简谐波形。由于是非简谐波形
56、。由于f fC C的关系也的关系也是非线性的，如果这两个非线性配是非线性的，如果这两个非线性配合得好，就有可能互相补偿合得好，就有可能互相补偿，使使f fu u的关系为线性关系的关系为线性关系，即可实现即可实现线性调频。线性调频。 n实际问题的考虑实际问题的考虑n值与非线性失真值与非线性失真 2024/9/358调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n串联电容串联电容CS、并联电容、并联电容CP对对Cu特性曲线的影响特性曲线的影响 串联电容串联电容CSC =CjCS=CjCS/(Cj+CS)，总电容，总电容C 将减小，当改变将减小，当改变CS使使其值与其值与Cj相当或小
57、于相当或小于Cj时，则时，则CS使使C 减小得就多，并且随着减小得就多，并且随着的的Cj增大，增大，CS使使C 的减小也增多，反之，的减小也增多，反之，Cj很小，则很小，则CS使使C 减小得就越少。因此，减小得就越少。因此，串联电容串联电容CS对对C 高电容端影响大。高电容端影响大。并联电容并联电容CPC =Cj+CP，总电容，总电容C 将增加，同理，将增加，同理，并联电容并联电容CP对对C 低低电容端影响大。电容端影响大。2024/9/359调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n锁相稳频电路锁相稳频电路因为调频锁相环路因为调频锁相环路(PLL)中的压控振荡器中的压控
58、振荡器(VCO)输输出为调频波，即出为调频波，即u0(t)=Uomcos（0t+mfsint）PLL的主要作用是稳定其中的的主要作用是稳定其中的0，而不能影响或破坏，而不能影响或破坏VCO的调频性能，即对频偏不应产生影响，但实际上的调频性能，即对频偏不应产生影响，但实际上PLL的稳频功能与的稳频功能与VCO实现调频这两者是互相矛盾的，实现调频这两者是互相矛盾的，这就决定了调频锁相环路的特殊性。我们讨论的重点这就决定了调频锁相环路的特殊性。我们讨论的重点是在实际电路中如何缓解这一矛盾。是在实际电路中如何缓解这一矛盾。调频锁相环路方框图调频锁相环路方框图VCO2024/9/360调调频频立立体体声
59、声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n分频器在调频锁相环路中的作用分频器在调频锁相环路中的作用 保证鉴相器工作于鉴相特性的线性范围，使锁相环保证鉴相器工作于鉴相特性的线性范围，使锁相环路工作正常。路工作正常。鉴相器的鉴相线性范围在理想情况也只有鉴相器的鉴相线性范围在理想情况也只有2 ，只有通过分，只有通过分频，而且分频比要足够大，才能使最大相移缩小到极小范围，频，而且分频比要足够大，才能使最大相移缩小到极小范围，以保证鉴相器工作在线性范围。以保证鉴相器工作在线性范围。 为了降低输入到鉴相器中的两信号间的频率差，有为了降低输入到鉴相器中的两信号间的频率差，有利于环路进行正常捕捉。利于环路
60、进行正常捕捉。环路滤波器是低通滤波器，一般截止频率设计得非常低环路滤波器是低通滤波器，一般截止频率设计得非常低(不不超过超过20Hz)。锁相环路在开始跟踪时，鉴相器输出交流差拍信号。锁相环路在开始跟踪时，鉴相器输出交流差拍信号电压电压(误差电压误差电压)频率较大，不能通过环路滤波器环路不能进行频率较大，不能通过环路滤波器环路不能进行跟踪捕捉。跟踪捕捉。鉴相器目前大多采用集成型鉴相器，其最高工作频鉴相器目前大多采用集成型鉴相器，其最高工作频率有限，通过分频器降低输入到鉴相器的频率，有率有限，通过分频器降低输入到鉴相器的频率，有利于采用集成型鉴相器。利于采用集成型鉴相器。 2024/9/361调调
61、频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n环路滤波器的主要作用环路滤波器的主要作用抑制鉴相器输出端载波泄露和标准信号的各种谐波，抑制鉴相器输出端载波泄露和标准信号的各种谐波，即滤除鉴相器输出中的射频分量，以保证输出一个即滤除鉴相器输出中的射频分量，以保证输出一个直流或很低频率的控制电压，使振荡器正常工作直流或很低频率的控制电压，使振荡器正常工作 。 阻止伴音调制信号反馈到变容二极管，引起逆调制。阻止伴音调制信号反馈到变容二极管，引起逆调制。n常用的环路滤波器常用的环路滤波器RC比例积分滤波器比例积分滤波器积分滤波器与积分滤波器与RC双双T网络串接网络串接有源比例积分滤波器有源
62、比例积分滤波器 2024/9/362调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n鉴相器的特性鉴相器的特性 鉴相器输出电压随两个输入信号相位差变化而变化鉴相器输出电压随两个输入信号相位差变化而变化的规律的规律。 一般用曲线表示，常见的形状有正弦形、三角形和一般用曲线表示，常见的形状有正弦形、三角形和锯齿波形等。锯齿波形等。调频锁相环路中的鉴相器广泛采用集成型鉴相器，鉴相特性调频锁相环路中的鉴相器广泛采用集成型鉴相器，鉴相特性为锯齿波形。锯齿形的线性范围最宽，所以同步带也最宽。为锯齿波形。锯齿形的线性范围最宽，所以同步带也最宽。 2024/9/363调调频频立立体体声声广广播播
63、技技术术 频率调制技术频率调制技术n扩展捕捉带的方法扩展捕捉带的方法捕捉带与同步带捕捉带与同步带捕捕捉捉带带BP：是是指指最最终终能能使使锁锁相相环环路路锁锁定定所所允允许许的的最最大大起起始始频频率率范范围围。也也就就是是能能使使锁锁相相环环路路由由失失锁锁状状态态进进入入锁锁定定状状态态，其其压压控控振振荡（荡（VCO）信号与标准信号之间的频差数值。信号与标准信号之间的频差数值。同步带同步带Bn：是指锁相环路已经锁定后，由于某种原因使压控振是指锁相环路已经锁定后，由于某种原因使压控振荡器频率发生变化，由锁定状态变为失锁状态时，压控振荡信号荡器频率发生变化，由锁定状态变为失锁状态时，压控振荡
64、信号与标准信号的频差数值。与标准信号的频差数值。一阶锁相环路，一阶锁相环路，BP=Bn二阶锁相环路，二阶锁相环路，BPBn 由于加入低通滤波器，使鉴相器输出电压衰减，由于加入低通滤波器，使鉴相器输出电压衰减，VCO的变化范的变化范围变小，所以捕捉带变窄，这样捕捉范围缩小，环路有可能从失围变小，所以捕捉带变窄，这样捕捉范围缩小，环路有可能从失锁不能进入锁定状态。锁不能进入锁定状态。2024/9/364调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n扩展捕捉带的方法扩展捕捉带的方法在锁相环路中，由于环路滤波器的接入使捕捉带变在锁相环路中，由于环路滤波器的接入使捕捉带变窄，从而导致捕
65、捉范围缩小，环路有可能从失锁不能窄，从而导致捕捉范围缩小，环路有可能从失锁不能进入锁定状态。为了扩大环路在失锁时的捕捉范围，进入锁定状态。为了扩大环路在失锁时的捕捉范围，保证快速锁定，就需要设法扩大失锁时的捕捉范围，保证快速锁定，就需要设法扩大失锁时的捕捉范围，即扩展捕捉带。即扩展捕捉带。扩展捕捉带的方法：扫描法、预置法、辅助鉴频法扩展捕捉带的方法：扫描法、预置法、辅助鉴频法和变宽带法（最简单）。和变宽带法（最简单）。n变宽带法工作原理变宽带法工作原理变宽带法就是设法在环路处于失锁状态时，将环路变宽带法就是设法在环路处于失锁状态时，将环路滤波器自动短路掉，使环路变成一阶锁相环，即滤波器自动短路
66、掉，使环路变成一阶锁相环，即BP=Bn，使环路捕捉范围扩大，而当环路一旦锁定时，使环路捕捉范围扩大，而当环路一旦锁定时，开关自动断开，环路滤波器也自动接入环路，使环路开关自动断开，环路滤波器也自动接入环路，使环路重新恢复正常工作，不会影响环路性能。重新恢复正常工作，不会影响环路性能。2024/9/365调调频频立立体体声声广广播播技技术术 频率调制技术频率调制技术n变宽带法工作原理变宽带法工作原理VCO变宽带法原理框图变宽带法原理框图 n固固态态射射频频功率放大器件的特点功率放大器件的特点 n工作状工作状态态和和负载负载特性特性n馈电和偏置电路馈电和偏置电路 n集集总总参数阻抗匹配参数阻抗匹配
67、电电路路 n分布参数阻抗匹配分布参数阻抗匹配电电路路 2024/9/366电电视视与与调调频频发发送送技技术术 固态射频功率放大技术固态射频功率放大技术2024/9/367固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 固态射频功率放大器件的特点固态射频功率放大器件的特点 n双极型晶体管（双极型晶体管（BJT）结构特点结构特点 特征频率特征频率f fT T和等和等f fT T曲线族曲线族 由于趋边效应（趋肤效应）的作用，发射极电流只集中于发射区与基由于趋边效应（趋肤效应）的作用，发射极电流只集中于发射区与基区靠近的边缘处，而发射区中心几乎无电流通过，提高工作频率和增区靠近的边缘处，而发射区中心几乎无
68、电流通过，提高工作频率和增大输出功率二者是矛盾的。为了解决矛盾，射频大功率晶体管采用多大输出功率二者是矛盾的。为了解决矛盾，射频大功率晶体管采用多发射极结构，尽量增大发射极的总周长发射极结构，尽量增大发射极的总周长LE，使使LE比发射极结面积比发射极结面积AE大大得多。将发射极做成条带状，增大发射极的总周长，这样在较小的结得多。将发射极做成条带状，增大发射极的总周长，这样在较小的结面积的情况下，发射极的总周长增加了，发射电流也相应增大，从而面积的情况下，发射极的总周长增加了，发射电流也相应增大，从而提高了输出功率，同时结面积小，管子的输入输出电容也小，提高了提高了输出功率，同时结面积小，管子的
69、输入输出电容也小，提高了管子的射频特性。为了管子的射频特性。为了LE/AE尽可能大，可采用梳状、覆盖状、枝状尽可能大，可采用梳状、覆盖状、枝状和菱形等结构。和菱形等结构。f0.5f 区间，称为晶体管的低频工作区。区间，称为晶体管的低频工作区。0.50.5f f f f0.2f0.2fT T区间，称为晶体管的中频区间，称为晶体管的中频工作区。工作区。 f f0.2f0.2fT T区间，称为晶体管的射频工作区。区间，称为晶体管的射频工作区。 fTIc和和fTUce的关系曲线的关系曲线呈扇形展开的输出特性曲线呈扇形展开的输出特性曲线 等等fT曲线族曲线族2024/9/369固固态态射射频频功功率率放
70、放大大技技术术 n双极型晶体管（双极型晶体管（BJT）二次击穿二次击穿防止二次防止二次击击穿的主要措施：穿的主要措施：尽量减少晶体管芯片和晶体管内的尽量减少晶体管芯片和晶体管内的缺陷，减少缺陷，减少结结表面表面电场电场和和电电位分布的位分布的不均匀性不均匀性。采取采取发发射集射集镇镇流流电电阻，限制晶体管阻，限制晶体管发发射极射极电电流的增加。流的增加。采取箝位采取箝位稳压稳压的方法。的方法。改善晶体管的散改善晶体管的散热热条件，有助于提条件，有助于提高抗二次高抗二次击击穿的能力。穿的能力。安全工作区安全工作区（SOA）四项限制因素：最大允许功耗曲线四项限制因素：最大允许功耗曲线PCM、最大反
71、向击穿电压线最大反向击穿电压线BVCEO、集电极最集电极最大允许电流线大允许电流线ICM和二次击穿临界线和二次击穿临界线PSB。一般不另给出射频工作条件下的安全工一般不另给出射频工作条件下的安全工作区，而认为射频安全工作区可比直流作区，而认为射频安全工作区可比直流安全工作区放宽约安全工作区放宽约34倍，允许射频工倍，允许射频工作条件下的动态工作点超出直流安全工作条件下的动态工作点超出直流安全工作区。作区。2024/9/370固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 固态射频功率放大器件的特点固态射频功率放大器件的特点 n功率场效应晶体管功率场效应晶体管 VMOSFET高输入阻抗，低驱动电流。高
72、输入阻抗，低驱动电流。射频特性好，开关速度快。射频特性好，开关速度快。负电流温度系数，热稳定性优良。负电流温度系数，热稳定性优良。 安全工作区大。安全工作区大。LDMOSFET（横扩散金属氧化物硅场效应管）横扩散金属氧化物硅场效应管）可以在高驻波比（可以在高驻波比（10：1）情况下工作。）情况下工作。增益高（典型值增益高（典型值13dB）。饱和线平滑，有利于模拟和数字电视射频信号的放大。饱和线平滑，有利于模拟和数字电视射频信号的放大。可可以以承承受受大大的的过过驱驱动动功功率率，特特别别适适用用于于地地面面数数字字电电视视中中的的COFDM调制的多载波任务。调制的多载波任务。偏置电路简单，无需
73、复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路简单，无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路。偏置电路。2024/9/371固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 工作状工作状态态和和负载负载特性特性 nA（甲）类状态的工作点和负载线甲）类状态的工作点和负载线 最佳负载电阻最佳负载电阻最大输出功率最大输出功率 最佳线性输出功率最佳线性输出功率 2024/9/372固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 馈电和偏置电路馈电和偏置电路 n馈电电路馈电电路电路组成的电路组成的基本原则：基本原则：使射频电路和直流电路互不影响。使射频电路和直流电路互不影响。直直流流电电路路能能够够将将直直流流电电源源连连
74、接接到到电电极上。极上。射射频频电电路路能能将将输输入入信信号号传传送送到到基基极极，再再将将集集电电极极输输出出信信号号传传送送到到负负载载或或下下级功放电路上。级功放电路上。射频电路对高次谐波应呈短路状态。射频电路对高次谐波应呈短路状态。n基极偏置电路基极偏置电路 温度补偿基极偏置电路温度补偿基极偏置电路要要满满足足这这些些要要求求通通常常应应使使用用射射频频旁旁路路电电容容、隔隔直直流流电电容容以以及及射射频频扼扼流流圈圈等等元元件件，并并要要求求这这些些元元件件的的射射频频阻阻抗抗对对射射频频匹匹配配网网络络的的作作用要小到可以忽略不计，还要注意避免产生寄生震荡。用要小到可以忽略不计，
75、还要注意避免产生寄生震荡。2024/9/373固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 集总参数阻抗匹配网络集总参数阻抗匹配网络 n串并联阻抗等效变换串并联阻抗等效变换n 型匹配电路型匹配电路 从匹配角度看应使从匹配角度看应使, ,于是得于是得 从调谐角度看应使从调谐角度看应使 , ,于是得于是得 因为因为，所以，所以注意：在此电路中只有当注意：在此电路中只有当R1R2时，时，Q为实数，才能实现匹配。为实数，才能实现匹配。2024/9/374固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 n 型匹配电路型匹配电路nT型匹配电路型匹配电路 2024/9/375固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术
76、分布参数阻抗匹配电路分布参数阻抗匹配电路n传输线变压器阻抗匹配网络传输线变压器阻抗匹配网络1:1传输线变压器传输线变压器1:41:4和和4:14:1传输线变压器传输线变压器 平衡平衡-不平衡转换器不平衡转换器2024/9/376固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 分布参数阻抗匹配电路分布参数阻抗匹配电路n实际问题的考虑实际问题的考虑消除输入电感消除输入电感L Linin的影响的影响消除输出电容消除输出电容C C0 0的影响的影响把把Lin当当作作匹匹配配电电感感元元件件的的一一部部分分或或一一个个单单独独的的电电抗抗元元件件。如如在在晶晶体体管管输输入入端端并并一一个个电电容容与与Lin
77、组组成成一一节节 型型匹匹配配电电路路，如如图图（b）所示。所示。在在晶晶体体管管输输入入与与匹匹配配电电路路之之间间串串接接一一个个小小电电容容，在在工工作作频频率率上上产产生生串串联联谐谐振振，将将Lin的的影影响响消消除，如图（除，如图（c）所示。所示。把把C0当当作作匹匹配配电电路路容容抗抗元元件件的的一一部部分分，如如图图（b）所所示示，这这个个方方法法仅仅限限于于电电容容输输入入型型匹匹配配电电路，而对于其它型匹配电路就难于实现。路，而对于其它型匹配电路就难于实现。在在集集电电极极不不采采用用扼扼流流圈圈而而用用小小电电感感，以以便便与与输输出出电电容容在在工工作作频频率率上上产产
78、生生并并联联谐谐振振，将将C0抵抵销掉，如图（销掉，如图（c）所示。所示。在在晶晶体体管管输输出出端端与与匹匹配配电电路路之之间间外外加加一一串串联联电电感感与与输输出出电电容容C0组组成成一一节节倒倒型型L匹匹配配电电路路再再与与后面的匹配电路相接，如图（后面的匹配电路相接，如图（d）所示。所示。2024/9/377固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 分布参数阻抗匹配电路分布参数阻抗匹配电路n微带传输线匹配电路微带传输线匹配电路微带线的结构及主要参数微带线的结构及主要参数微微带带传传输输线线，简简称称微微带带线线，是是用用于于传传输输微微波波波波段段信信号号的的一一种种传传输输线线，又
79、又称称为为微微波波印印制制电电路路。它它是是在在低低损损耗耗的的介介质质上上覆覆盖盖一一窄窄导导体体，介介质质的的另另一一面面覆覆盖盖金金属属作作为为接接地地导导体体，其其结结构构如如图图示示。介介质质基基片片一一般般用用陶陶瓷瓷片片，聚聚苯苯乙乙烯烯或或聚聚四四氟氟乙乙烯烯玻璃纤维等做成。玻璃纤维等做成。微带线的主要参数微带线的主要参数：特性阻抗特性阻抗ZC特特性性阻阻抗抗ZC和和有有效效介介电电常常数数 e与与微微带带板板的的厚厚度度H、宽宽度度W和和填填充充介介质质 r有有关关。当当微微带带线线较较窄窄时时，即即W/H愈愈小小，ZC愈愈高高，越越小小；而而当当微微带带线线较较宽宽时时，即
80、即W/H愈大，愈大，ZC愈小，愈小，越大。越大。带内波长带内波长 g损耗损耗介质损耗、导体损耗、辐射损耗介质损耗、导体损耗、辐射损耗品质因数品质因数QQ值比波导或理想传输线的值比波导或理想传输线的Q值要低得多值要低得多功率容量功率容量受到填充介质的电击穿强度、耐热能受到填充介质的电击穿强度、耐热能力以及微带导体因电流密度过大发热力以及微带导体因电流密度过大发热烧融等因素的限制烧融等因素的限制注意：注意： 2024/9/378固固态态射射频频功功率率放放大大技技术术 分布参数阻抗匹配电路分布参数阻抗匹配电路n利用微带线构成电感和电容元件利用微带线构成电感和电容元件利用小于利用小于 g g/8/8
81、微带线实现微带线实现 一小段高特性阻抗的微带线可等效为一一小段高特性阻抗的微带线可等效为一串联电感串联电感，即可以认为这一小段微，即可以认为这一小段微带线相当于电感元件，以串联的形式接入电路。一般要求带线相当于电感元件，以串联的形式接入电路。一般要求l g/8，ZC80 一小段低特性阻抗的微带线可等效为一一小段低特性阻抗的微带线可等效为一并联电容并联电容，即可以认为这一小段微，即可以认为这一小段微带线相当于电容元件，以并联的形式接入电路。一般要求带线相当于电容元件，以并联的形式接入电路。一般要求l g/8，ZC10 利用小于利用小于 g g/4/4微带线实现微带线实现并联电感：并联电感：X X
82、L L= =Z ZC Ctgtg l l，式中，式中，l l为小于为小于 g g/4/4终端短路线终端短路线并联电容：并联电容：X XC C= =Z ZC Cctgctg l l，式中，式中，l l为小于为小于 g g/4/4终端开路线终端开路线n功率合成技术概述功率合成技术概述n传输线变压器功率合成与分配传输线变压器功率合成与分配 n定向耦合器功率合成与分配定向耦合器功率合成与分配 n其其他他形式的功率合成网络形式的功率合成网络 n电视双工器与多工器电视双工器与多工器 2024/9/379电电视视与与调调频频发发送送技技术术 功率合成技术与多工器功率合成技术与多工器2024/9/380功功率
83、率合合成成技技术术与与多多工工器器 功率合成技术概述功率合成技术概述n功率合成与分配功率合成与分配功功率率合合成成是是指指利利用用两两个个以以上上的的晶晶体体管管放放大大器器，同同时时对对输输入入的的射射频频信信号号进进行行放放大大，然然后后利利用用合合成成网网络络将将各各个个放放大大器器输输出出功功率率相相加加，得得到到总总的的输出功率。输出功率。功功率率分分配配则则是是将将某某一一射射频频信信号号均均匀匀地地、互互不不影影响地分配给几个晶体管功率放大器。响地分配给几个晶体管功率放大器。功功率率合合成成与与分分配配网网络络的的结结构构形形式式是是相相同同的的，或或者者说说这这两两种种网网络络
84、是是可可逆逆网网络络，并并且且是是无无源源的的。通常把它们通称为混合网络。通常把它们通称为混合网络。 2024/9/381功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 功率合成技术概述功率合成技术概述对对混合网混合网络络的主要技的主要技术术要求：要求：阻阻抗抗匹匹配配。标标准准化化的的晶晶体体管管射射频频功功率率放放大大器器，输输入入端端和和输输出出端端的的额额定定阻阻抗抗为为5050 ，所所以以要要求求用用于于功功放放级级合合成成的的混合网络各端阻抗均为混合网络各端阻抗均为5050 ，对匹配指标要求较高。，对匹配指标要求较高。宽宽带带性性能能好好，传传输输特特性性和和各各端端阻阻抗抗匹匹配配应应
85、能能覆覆盖盖一一个个波段。波段。隔隔离离性性能能好好，当当合合成成各各路路之之一一损损坏坏时时，对对于于其其它它各各路路功放的工作状态影响要小。功放的工作状态影响要小。插入损耗足够低。插入损耗足够低。合成网络对阻抗失配不太敏感。合成网络对阻抗失配不太敏感。体积小、安装方便。体积小、安装方便。2024/9/382功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 传输线变压器功率合成与分配传输线变压器功率合成与分配n功率合成网络功率合成网络同相合成网络同相合成网络 为了使电路处于匹配状态为了使电路处于匹配状态工作，选取工作，选取RA=RB=R=ZC，RC=R/2，RD=2R。反相合成网络反相合成网络 当当
86、PA=PB时，时，PC=2PA，PD=0。显然，两信号源的显然，两信号源的注入功率完全送至注入功率完全送至RC上，上，RD上的功率为零；上的功率为零；当当PA=2PB时，则时，则当当PB=0（即一信号源发生故障），只有即一信号源发生故障），只有PA时，则时，则当两信号源相位相差当两信号源相位相差 时时改变改变uSB或或uSA的极性的极性2024/9/383功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 传输线变压器功率合成与分配传输线变压器功率合成与分配n功率分配网络功率分配网络同相分配网络同相分配网络 反相分配网络反相分配网络 若设若设RA=nR，RB=R，RD=2R当当n=1n=1时，时，R R
87、A A=R=RB B=R=R，这时可将信号源这时可将信号源功率等分配给功率等分配给RA和和RB。2024/9/384功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 定向耦合器功率合成与分配定向耦合器功率合成与分配 n带状线定向耦合器功率合成与分配带状线定向耦合器功率合成与分配工作原理分析工作原理分析3 3dBdB定向耦合器功率合成电路定向耦合器功率合成电路 3dB定向耦合器定向耦合器的的电路电路符号符号带状线定向耦合器结构示意图带状线定向耦合器结构示意图 2024/9/385功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 定向耦合器功率合成与分配定向耦合器功率合成与分配 n带状线定向耦合器功率合成与分配带
88、状线定向耦合器功率合成与分配3 3dBdB定向耦合器的构成形式定向耦合器的构成形式双芯微带耦合器双芯微带耦合器截面见图（截面见图（a），为，为了缩小尺寸，一般了缩小尺寸，一般将微带线做成蛇形将微带线做成蛇形状，见图（状，见图（b）。）。半半集集中中参参数数半半分分布布参参数数定定向向耦耦合器合器图（图（c）双芯耦合电缆双芯耦合电缆图（图（d）这种双芯软电缆常用于这种双芯软电缆常用于3dB定向耦合器，各端到定向耦合器，各端到地的阻抗均为地的阻抗均为50 ，很实用，制造成本低，截取，很实用，制造成本低，截取1/4平均带内波长的线段即可制成混合网络。平均带内波长的线段即可制成混合网络。功功率率合合成
89、成技技术术与与多多工工器器 定向耦合器功率合成与分配定向耦合器功率合成与分配 n环形桥定向耦合器功率合成与分配环形桥定向耦合器功率合成与分配v中心导带为一圆环，环的特性阻抗为中心导带为一圆环，环的特性阻抗为Zr，圆圆环四周引出四个端口，且端口环四周引出四个端口，且端口12、23、34之间的长度均为之间的长度均为1/4波长，波长，14之间的长之间的长度为度为3/4波长。波长。v工作原理：当信号电压由端口工作原理：当信号电压由端口1输入时，它输入时，它将分为两个方向到达端口将分为两个方向到达端口3，其中一路沿反时，其中一路沿反时针方向，路径为针方向，路径为 g/2，另一路沿顺时针方向，另一路沿顺时
90、针方向，路径为路径为 g，二者路径差为二者路径差为 g/2，即相位差为即相位差为 。如果适当选择环各端微带线的特性阻抗，使到如果适当选择环各端微带线的特性阻抗，使到达端口达端口3的两路信号电压振幅相等，则叠加的的两路信号电压振幅相等，则叠加的结果，端口结果，端口3无电压输出，显然端口无电压输出，显然端口1和端口和端口3彼此隔离。同时信号源电压由端口彼此隔离。同时信号源电压由端口1输入时，输入时，沿逆时针方向经到达端口沿逆时针方向经到达端口2，沿顺时针方向到，沿顺时针方向到达端口达端口4，所以在，所以在2和和4将有反相输出。同理，将有反相输出。同理，当信号源电压由端口当信号源电压由端口2输入时，
91、端口输入时，端口4无输出，无输出，为隔离端，而端口为隔离端，而端口1和端口和端口2将有同相输出。将有同相输出。v匹配条件：匹配条件：v环形桥还可用作环形桥还可用作合成器，它也有同合成器，它也有同相合成和反相合成相合成和反相合成两种。两种。862024/9/387功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 其他形式的功率合成与分配网络其他形式的功率合成与分配网络 n隔离式混合网络隔离式混合网络环形器和隔离器环形器和隔离器 环形器只允许能量按环形器只允许能量按12, 12, 23, 3123, 31传输，即按一个环传输，即按一个环形的方向传输。形的方向传输。隔离式混合网络隔离式混合网络优点：可对晶体
92、管优点：可对晶体管提供可靠的稳定负提供可靠的稳定负载，并起到抗负载载，并起到抗负载失配的保护作用失配的保护作用，功率容量可较高，功率容量可较高，特别适用于高功率特别适用于高功率级的功率合成。级的功率合成。缺点：插入损耗较缺点：插入损耗较大（大（0.30.3dBdB0.8dB0.8dB），），而且价而且价格较高。格较高。 2024/9/388功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 其他形式的功率合成与分配网络其他形式的功率合成与分配网络 n威克逊合成网络威克逊合成网络威克逊（威克逊（Wilkinson）合成器合成器采用这种合成方式，在采用这种合成方式，在P1、P2与与P0间间有有/4线，线，P
93、1和和P2对于对于P0来说是隔离的，来说是隔离的，但但P1和和P2之间不隔离。当之间不隔离。当P1和和P2有相有相位差或幅度差时，电阻位差或幅度差时，电阻R吸收功率，吸收功率，若若P1或或P2损坏，则另一路功率打到已损坏，则另一路功率打到已损坏的放大器上。损坏的放大器上。P1和和P2间的不隔离间的不隔离会造成电路调整时的相互影响。会造成电路调整时的相互影响。改进型威克逊合成器改进型威克逊合成器鉴于上述鉴于上述P1和和P2之间不隔离的问题，之间不隔离的问题，在在P1和和P2合成之间加入环行器，称为合成之间加入环行器，称为改进型威克逊合成器。改进型威克逊合成器。P1、P2间的不间的不平衡及相位差和
94、相互影响由环行器的平衡及相位差和相互影响由环行器的吸收电阻吸收电阻R1、R2及平衡电阻及平衡电阻R吸收，吸收，达到三端相互间隔离的目的。达到三端相互间隔离的目的。Wilkinson合成器合成器改进型改进型Wilkinson合成器合成器2024/9/389功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 其他形式的功率合成与分配网络其他形式的功率合成与分配网络 nGysel（吉赛尔）吉赛尔）同相环形合成网络同相环形合成网络POZ1Z2Z3P1Z2Z3ABEDCFZ3Z3P1RRN路功率输入点POZ2Z3P2Z2Z3Z3PnRZ3Z2Z3Z3RRP1Z1（a）两路合成两路合成（b）多路合成多路合成工工作作
95、原原理理：图图（a）中中每每段段传传输输线线均均为为 /4，每每路路输输入入信信号号由由不不同同路路径径至至输输出出端端同同相相（如如P1由由AF为为 /4，相相位位滞滞后后 /2，由由ABCDEF为为5 /4，相相位位也也滞滞后后 /2）；由由一一个个单单元元来来的的信信号号到到吸吸收收电电阻阻R点点与与另另一一个个单单元元到到此此点点的的相相位位相相反反（如如P1由由AB或或由由AFEDCB相相位位均均滞滞后后 /2，而而P2由由EFAB或或由由EDB相相位位均均滞滞后后3 /2，两两者者相相位位相相反反），相相互互抵抵消消，所所以以在在正正常常和和理理想想工工作作条条件件下下，全全部部功
96、功率率加加到到输输出出端端，在在吸吸收收电电阻阻上上不不会会吸吸收收功功率率。任任意意一一个个输输入入信信号号由由较较短短路路径径和和较较长长路路径径至至另另一一个个输输入入点点为为反反相相（如如P1由由AFE为为 /2，由由ABCDE为为 ，相相位位相相差差 ）而抵消，这样两路输入相互隔离。）而抵消，这样两路输入相互隔离。由美国斯坦福由美国斯坦福研究院的研究院的UlrichH.Gysel于于1975年首次提年首次提出的出的, ,多用于多用于多路同相一次多路同相一次分配分配/ /合成合成。2024/9/390功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 其他形式的功率合成与分配网络其他形式的功率合
97、成与分配网络 n1/4波长传输线同相合成网络波长传输线同相合成网络假如假如R Ri iRRL L，那么各支路那么各支路阻抗变环节的特性阻抗应阻抗变环节的特性阻抗应为为当当Ri=RL=R0,时，则有时，则有在实际工作中，假设有在实际工作中，假设有M个功放发生故障，只有个功放发生故障，只有（N M）各个功放工作，各个功放工作，这时功率合成后的结果：这时功率合成后的结果：2024/9/391功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 电视双工器与多工器电视双工器与多工器 n等臂等臂3 3dBdB桥双工器桥双工器等臂等臂3 3dBdB桥滤波式双工器桥滤波式双工器2024/9/392功功率率合合成成技技术
98、术与与多多工工器器 电视双工器与多工器电视双工器与多工器 n等臂等臂3 3dBdB桥双工器桥双工器典型的等臂典型的等臂3 3dBdB桥带阻式双工器桥带阻式双工器 滤波器滤波器F1对伴音射频信号呈带阻特性，对图像射频信号对伴音射频信号呈带阻特性，对图像射频信号fV呈带通特性；呈带通特性；滤波器滤波器F2对对fV-4.43MHz分量呈带阻特性，对传送其它信号呈带通特性。分量呈带阻特性，对传送其它信号呈带通特性。fV-4.43MHz带阻滤波器的作用，是考虑到图像中频的残留边带滤波器带阻滤波器的作用，是考虑到图像中频的残留边带滤波器对下边带对下边带fV-4.43MHz的分量抑制不够，以避免对邻近频道造
99、成干扰。的分量抑制不够，以避免对邻近频道造成干扰。它对于它对于fV-4.43MHz分量而言，呈带阻特性，从而形成全反射，这时该分量而言，呈带阻特性，从而形成全反射，这时该分量返回分量返回3dB定向耦合器（定向耦合器（），并通过），并通过3dB定向耦合器（定向耦合器（）的作用，）的作用，在端口在端口1互相抵消，而在端口互相抵消，而在端口3同相叠加，被匹配负载同相叠加，被匹配负载R0吸收。吸收。2024/9/393功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 电视双工器与多工器电视双工器与多工器 n等臂等臂3 3dBdB桥滤波式多工器桥滤波式多工器 等臂等臂3 3dBdB桥带阻式三工器桥带阻式三工器等
100、臂等臂3 3dBdB桥带通式三工器桥带通式三工器fA2024/9/394功功率率合合成成技技术术与与多多工工器器 电视双工器与多工器电视双工器与多工器 n不等臂不等臂3 3dBdB桥双工器和多工器桥双工器和多工器 不等臂不等臂3 3dBdB桥双工器桥双工器不等臂不等臂3 3dBdB桥三工器桥三工器 2024/9/395电电视视与与调调频频发发送送技技术术 地面数字电视发射机简介地面数字电视发射机简介n概述概述 n数字电视发射机数字电视发射机n发送端系统构成发送端系统构成 2024/9/396地地面面数数字字电电视视发发射射机机简简介介 概述概述 n我国于我国于2006年年8月颁布了月颁布了GB
101、20600-2006数字电视地数字电视地面广播传输系统帧结构、信道编码和调制，面广播传输系统帧结构、信道编码和调制，2007年年8月开始强制执行。月开始强制执行。n具有自主创新特点，提高系统性能。具有自主创新特点，提高系统性能。n主要关键技术主要关键技术能实现快速同步和高效信道估计与均衡能实现快速同步和高效信道估计与均衡符号保护间隔填充方法符号保护间隔填充方法低密度校验纠错码低密度校验纠错码系统信息的扩频传输方法系统信息的扩频传输方法n支持标清和高清电视业务，支持固定接收和移支持标清和高清电视业务，支持固定接收和移动接收，支持组建多频网和单频网动接收，支持组建多频网和单频网。2024/9/39
102、7地地面面数数字字电电视视发发射射机机简简介介 数字电视发射机数字电视发射机 n数字电视发射机与模拟发射机的关系数字电视发射机与模拟发射机的关系 对对于于现现在在所所使使用用的的电电视视发发射射机机，基基本本上上可可以以归归结结为为四四种种类类型型：电电子子管管型型( (包包括括电电子子管管和和双双向向电电子子管管) )、速速调调管管、IOTIOT、固固态态发发射射机机。根根据据目目前前的的试试验验结结果果，只只有有速速调调管管发发射射机机由由于于其其非非线线性性较较大大难难以以校校正正外外，其其余余的的发发射射机均可被用于数字电视的发射。机均可被用于数字电视的发射。 从从发发射射机机的的结结
103、构构上上来来说说，由由于于数数字字电电视视发发射射机机采采用用的的是是单单通通道道方方式式，相相对对来来说说，模模拟拟的的单单通通道道电电视视发发射射机机升升级级为为数数字字电电视视发发射射机机时时，通通常常只只要要更更换换数数字字激激励励器器即即可可，改改造造成成本本比比较较低低，而而双双通通道道电电视视发发射射机机需需要要将将原原声声影影合合成成器器拆拆除除。所所以以，对对于于现现有有的的发发射射机机更更新新，建建议议采采用用单单通通道道方方式式，尽尽管管目目前前成成本本稍稍微微高高一一些些，但但在在设设计计上上考虑了将来升级为适合数字电视传输发射使用。考虑了将来升级为适合数字电视传输发射
104、使用。 2024/9/398地地面面数数字字电电视视发发射射机机简简介介 数字数字电视发电视发射机射机n数字电视功率与模拟电视功率的关系数字电视功率与模拟电视功率的关系 地地面面数数字字电电视视发发射射机机的的功功率率按按数数字字平平均均功功率率计计算算，模模拟拟电电视视的的发发射射功功率率以以同同步步顶顶功功率率计计算算，数数字字电电视视发发射射机机的的功功率率通通常常以以RMSRMS功功率率代代替替平平均均功功率率，表表示示数数字字电电视视的的辐辐射射功功率率，两两种种功功率率的的表表示示方方法法有其相关性。有其相关性。 要要保保证证脉脉冲冲信信号号也也处处于于发发射射机机的的线线性性范范
105、围围，峰峰值值必必须须被被减减小小或或线线性性化化，发发射射机机输输出出功功率率应应回回退，以降低误码的产生。退，以降低误码的产生。 2024/9/399地地面面数数字字电电视视发发射射机机简简介介 数字数字电视发电视发射机射机 在数字在数字电视电视的播出中，有以下两个概念的播出中，有以下两个概念应应当明确：当明确：（1）数字）数字电视电视与高清晰与高清晰电视电视对对于于发发射射机机而而言言，传传送送的的是是数数字字电电视视信信号号，对对于于其其数数据据流流的的内内容容与与发发射射机机的的特特性性要要求求没没有有大大的的区区别别。只只要要传传送送经经MPEG-压压缩缩的的数数字字电电视视节节目
106、目，就就是是数数字字电电视视。但但是是，对对于于源源编编码码而而言言，可可以以传传送送经经压压缩缩的的几几套套普普通通清清晰晰度度数数字字电电视视节节目目，也也可可以以传传送送一一套套高高质质量量的的数数字字高高清清晰晰度度节节目目，与与发发射机无关。射机无关。（2）传传送的数字送的数字电视电视的的码码率与覆盖范率与覆盖范围围的半径成反比的半径成反比国国标标支支持持4.813Mbps32.486Mbps的的系系统统传传输输数数据据率率，其其码码率率相相差差很很大大。同同一一台台发发射射机机系系统统，在在较较低低码码率率时时其其传传输输覆覆盖盖的的半半径径较较大大，而而增增大大码码率率后后，其其
107、覆覆盖盖的的区区域域变变小小。因因此此，在在进进行数字行数字电视发电视发射台的射台的规规划划时时，对对此此问题问题必必须须加以注意。加以注意。2024/9/3100地地面面数数字字电电视视发发射射机机简简介介 发送端系统构成发送端系统构成n系统框图系统框图 数数字字电电视视地地面面广广播播传传输输系系统统发发送送端端完完成成从从输输入入数数据据码码流流到到地地面面电电视视信信道道传传输输信信号号的的转转换换。输输入入数数据据码码流流经经过过扰扰码码器器（随随机机化化）、前前向向纠纠错错编编码码（FEC），然然后后进进行行比比特特流流到到符符号号流流的的星星座座映映射射，再再进进行行交交织织后后形形成成基基本本数数据据块块，基基本本数数据据块块与与系系统统信信息息组组合合（复复用用）后后并并经经过过帧帧体体数数据据处处理理形形成成帧帧体体，帧帧体体与与相相应应的的帧帧头头（PN序序列列）复复接接为为信信号号帧帧（组组帧帧），经经过过基基带带后后处处理理转转换换为为输输出出信信号号（8MHz带带宽宽内内）。该该信信号号经经变变频频转转换换为射频信号（为射频信号（UHF和和VHF频段范围内），并经功率放大后送天线。频段范围内），并经功率放大后送天线。
