——談當今的調頻發(fā)射系統(tǒng)
迄今為止,省市級的調頻發(fā)射臺大都已經建成使用一二十年了,各臺站在維護中都積累了豐富的經驗,新建調頻發(fā)射機房也只要遵循相應的技術標準和規(guī)范就可以了,但隨著播控前端及傳輸鏈路的數(shù)字化,發(fā)射系統(tǒng)也在發(fā)生著變化,如:發(fā)射機使用了數(shù)字激勵器,它不是DAB,而是一種大量使用數(shù)字技術進行合成調制、最后輸出模擬已調信號的激勵器,使收聽質量大大提高;同時各臺都在擴展系列頻道,一個機房的發(fā)射頻率不斷增加,因此發(fā)射機房也在發(fā)生著變化。湖南人民廣播電臺立體聲臺于2005年末2006年初進行了全面的改造,更換了所有的調頻發(fā)射機、天饋系統(tǒng)及供電設備,發(fā)射機從四臺增加到八臺,其規(guī)模完全相當于重新建造一個新的調頻發(fā)射臺,在這個從模擬向數(shù)字、從小到大轉變的過程中,我感覺有些細節(jié)容易忽略,在這提出來,與同行們共同探討。
一. 有關發(fā)射機
我們選擇的主機是哈里斯生產的10KW Z10CD;備機則選用了吉兆產的Gme1f14機身與哈里斯的數(shù)字激勵器Digital CD相搭配,以保證良好音質。
吉兆的機器一直都是和RVR激勵器相配套的,不論是整機的邏輯控制,還是機器的遠程監(jiān)控,二者都配合得很好,但重新搭配后存在著兩個問題:由于激勵器與主機協(xié)議不一樣,根本就沒辦法通訊,因此對激勵器的監(jiān)控就實現(xiàn)不了了,同時,它們之間的連鎖和安保也保證不了,所以在設計整個發(fā)射系統(tǒng)的監(jiān)控時,必須把這一部分考慮進去,不可疏漏;另一個問題是,哈里斯的激勵器鎖頻時間非常短,幾秒鐘,而RVR激勵器的鎖頻時間大約需要20秒或更多,這個時間剛好是與原整機開機時間相配合的,即開關電源準備好了給功放供電以后,激勵器才慢慢增加輸出功率,但用上哈里斯的激勵器就會出現(xiàn):功放還沒準備好,激勵器已經有功率輸出了,這時,激勵器便報警:over driver,屏蔽了輸出。我們的解決方法是:將激勵器的供電加裝延時繼電器,由于現(xiàn)在多是電子電路延時繼電器,因此在它的后面加一級交流接觸器,其電路如下:
電路雖簡單,但工作可靠,幾個月了,一直使用正常。
二. 有關信號的傳輸
1.模擬音頻線不能代替數(shù)字音頻線
當傳輸鏈路已經數(shù)字化,且激勵器也支持數(shù)字音頻輸入的時候,可將數(shù)字信號直接送入發(fā)射機,但不知是否注意使用了規(guī)范的數(shù)字音頻線?
數(shù)字音頻接口目前常用的有AES/EBU、S/PDIF和MADI等,一般來講AES/EBU用得最為普遍,它與模擬音頻相同的接插件(XLR),不少人就用模擬電纜代替數(shù)字電纜,這樣做是非常錯誤的。
模擬電纜和數(shù)字電纜有完全不同的阻抗要求,模擬電纜在電纜不同長度的各點上,阻抗在30到90歐姆之間變化,阻抗波動并不會影響模擬音頻的音質。而這對于數(shù)字音頻就很可怕,數(shù)字音頻信號是頻率很高(大約3MHz)的脈沖波,為了精確地傳輸信號,電纜必須與發(fā)送和接收設備匹配,整根電纜的阻抗必須保持一致。例如AES/EBU電纜必須從一端到另一端是恒定的110歐姆阻抗。
如果用模擬電纜代替數(shù)字電纜,首先由于阻抗不匹配,電纜中將產生駐波反射,“污染”信號,使脈沖波的輪廓模糊。同時污染還來自電纜的分布電容,它能降低電纜的高頻響應,影響脈沖的上升時間。脈沖信號被污染,接收端對信號的解碼就會出現(xiàn)誤差,從而降低了音頻的質量。
2.信號分配必須采用數(shù)字音分器,不可并接
AES/EBU接口的數(shù)字音頻的傳送速率是6Mb/s,信號電壓為2—7V,特性阻抗為110Ω,在AES-3-1992中明確規(guī)定只能用點對點連接,不能采用模擬域中常用的并接方式連接。如確實要將數(shù)字音源信號傳輸?shù)蕉鄠€目的地,一定要使用數(shù)字音頻信號分配放大器或路由器,確保信號的可靠傳輸。
三. 有關天線不銹鋼選材
隨著技術的進步,調頻發(fā)射天線也有了很大的變化,形式更為多樣化,如:常用的偶極子天線,振子都不帶短路夾了,每一片的參數(shù)不可調節(jié),極化方式有水平極化、垂直極化和圓極化,增益增加,材質上也更為講究。技術上的要求,如增益、場型、下傾、零點補償?shù)龋總€臺都可根據自己的需要,設計適合于自己的天線,但在材質上往往有所疏忽。
一般而言,把鉻含量大于10.5%的合金鋼稱為不銹鋼,它在空氣的作用下能保持金屬的光澤,具有不生銹的特性,如果再加入一定量的鎳元素,則在空氣、水、蒸汽、甚至酸、堿、鹽的水溶液及高溫、低溫的環(huán)境中,仍能保持其耐腐蝕、穩(wěn)定的優(yōu)點。根據鎳含量的不同,不銹鋼又可分為200、300、400系列,200系指鉻鎳錳氮系不銹鋼,含鎳量在4%以上;300系不銹鋼指鉻鎳型不銹鋼,含鎳量大于8%;400系指不含鎳的鉻不銹鋼。因此,對于常年工作在戶外、經受一年四季溫差變化、遭受各種雨、雪浸蝕及暴曬的發(fā)射天線必須采用300系不銹鋼,如304不銹鋼。
目前在中國市場銷售的不銹鋼主要是300系列和200系列,由于化學元素鎳的含量不同,造成了它們在性能和價格上的巨大差異。在當前的鎳價水平下,鎳含量很低的200系列不銹鋼價格只是300系列不銹鋼的一半,在防腐蝕性、韌性等性能上則遠遠不如300系列不銹鋼,一般不用于工業(yè)領域。一些天線廠家為了節(jié)約成本,使用200系列的不銹鋼來替代304。
不銹鋼是一種專業(yè)性很強的產品,而且大部分人在認識上還有誤區(qū),即把能不能用磁鐵吸起來作為判定不銹鋼的標準。其實判定不銹鋼質量的好壞,并不是有磁無磁,而是看鉻、鎳含量的多少,200系列和300系列都屬于奧氏體不銹鋼而不同于鐵素體的400系列,都不能被吸起。將200系列和300系列鋼分開須用專業(yè)的方法,如:
(1)用化學試劑測試
(2)用便攜式X光分析儀器分析
因此我們建議采取“買信譽較好的廠家的產品,并在合同中慎重地約束不銹鋼的品種,明確保質期”的方法。
四. 有關機房土建
1.接地電阻的測試必不可少,同時,每年都要檢查一次。
2.土壤電阻率是隨著季節(jié)變化的
通常,防雷接地電阻須小于10歐,實際上有弱電設備的感應防雷都要求小于4歐或1歐。這里容易被忽略的是土壤電阻率是隨季節(jié)變化的,規(guī)范所要求的接地電阻只是接地電阻的最大許可值,而實際地網的接地電阻應該是:R=Rmax/w,其中Rmax為接地電阻最大值,即前述的10歐、4歐、1歐,w是季節(jié)因素,根據地區(qū)和工程性質取值,常用值為1.45,因此,對應前述的接地電阻實際上應該是6.9歐、2.75歐、0.65歐。
3.冷卻不要使用中央空調
關于機房的冷卻,傳統(tǒng)的做法是風冷,但隨風帶進大量塵土,現(xiàn)在的機房大多采用空調來實現(xiàn)冷卻,有些臺采用中央空調,因為容易安裝、容易管理、美觀等,但一旦中央空調出故障,短時間無法修復,將面臨著所有的發(fā)射機由于過溫而停機。而多臺分體機同時出故障的幾率就很小。
4.天花板最好采用吸音材料
發(fā)射機的噪聲不容忽視,采用吸音材料的天花能有效降低噪聲污染,有利于工作人員的健康,比如我們采用吸音材料的天花板后,當7臺10KW發(fā)射機同時工作時,值班室的噪聲也只有50分貝。
五. 有關收聽盲點(區(qū))
對于調頻覆蓋,大家常常忽略了很多標準都使用的一個術語“50%的時間概率50%的地點概率”,因為在模擬的情況下,接收性能隨離發(fā)射臺的距離變大而逐步變差,因此模擬接收是按50%的時間概率和50%的地點概率進行頻率規(guī)劃