摘 要:本文结合安徽广播电台调频同步广播的技术从模拟到数字的转换,阐述了两种同步广播技术在我台的应用。
关键词:调频 同步广播
中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)11(b)-0018-01
近年来,随着整个社会的信息化发展,老百姓对信息时效性的要求愈来愈高,汽车的普及扩大了广播的收听群体,流动的媒体成为广播发展的新活力。于是,各地广播电台对调频同步广播提出了需求。调频同步广播顾名思义就是多个调频广播发射台使用同一频率和节目同步播出的形式,其可以满足某种特定的广播服务要求。我台交通广播90.8MHz自2003年开播起就实行调频同步广播全省覆盖,经过几年的发展其同步广播技术也有模拟共源调制发展到目前的数字调频同步广播技术。本文主要阐述这两种同步广播技术在我台的应用情况。
1 模拟共源调制调频同步广播
共源调制即同步广播网只使用一台激励器,各点不需要对信号再进行调制,所以从根源上保证了信号的同调制、同相问题。
我台利用全省广播电视微波干线的8GHz模拟微波传输通道使用共源调制技术建立了交通广播90.8MHz全省同步广播网,具体应用方案如下。
从交通广播直播机房调音台来的音频信号,经音频处理器送入微波总站机房的调频激励器,转换为FM信号。FM信号经调频精密同步变频器变换为微波某一指定的基带信号进入微波调制发射系统,送进省8G微波干线网。
各转播发射点从省8G干线微波解调器中引出7.5MHz副载波信号,送入同步变频器进行变频和放大,推动调频发射机功放工作。由于同步变频器输出功率仅为1W(固定),阻抗50Ω的FM信号,无法推动普通调频功放工作,因此在普通调频功放前增加了一级射频放大器。
为了保证同步变频器输出频率的一致性,在各台变频器上安装了GPS基准信号源提供10M基准信号,保证了输出频率的稳定性。通过这种方式我台建立交通广播全省调频同步广播网。这种组网方式投资较少,运维成本较低,由于该方案中没有考虑到射频延时这个因素,所以设备安装完毕后,不能进行对干扰区的延时调整。
交通广播90.8MHz同步网建立后,在我省的主要高速公路上可以良好收听,为我台交通广播的发展做出了贡献。该同步广播网是建立在模拟微波传输通道上的,随着我省模拟微波的数字化改造,这套模拟调频同步广播网也不能使用了,取代它的是数字调频同步广播网。
2 数字调频同步广播网
数字调频同步广播的同步技术包括两部分的内容:一是数字音频延时的同步,通过同步数字音频编码器和同步数字音频解码器来解决。二是输出频率和调制度的同步,通过数字激励器来解决。
2.1 数字音频同步
由于各个发射台地理位置的差异,决定了普通音频信号从省中心传输到各个发射台的路径延时是不一致的,这就导致了音频信号到达各个发射台的相位不一致。为了解决信号在传输过程中的路径延时问题,采取了使用同步编、解码技术,从而保证到达各个发射台的音频信号的一致性。
解决数字音频时延的核心技术为在同步编码器对输入四路48KHz的AES音频信号进行编码压缩后用一条E1线路进行透明传输。在进行E1编码的过程中加入从GPS基准源送来的秒脉冲信号,即在E1信号的每个包的包头中加入了秒脉冲同步头信号,给每个包打了个时间戳。
通过SDH光纤网络将省中心的E1信号送至各个发射台,由于各发射台的地理位置不同,光纤路由不同,同步信号到达的时间不同。在各个台站的同步解码器设置一个预延时时间,同步解码器内部有一个寄存器,它将传输的到解码器的信号暂时寄存在寄存器中,到达预延时时间后,信号从寄存器中输出,并与GPS的秒脉冲信号进行比对,如果比对不成功的话,就将该帧丢失。同步解码器的预延时要小于1s,如果大于1秒的话该套系统无法使用,并且预延时的设置与同步解码器自身的寄存器大小和信号传输最远台站的时间有关。通过同步数字信号传输技术保证了数字信号到达各个发射台的相位一致性,由于整个音频信号的传输使用的是数字音频信号,保证了音频信号大小的一致性。
2.2 数字同步激励器
数字同步激励器采用DSP和DDS技术开发的全数字化产品。由数字信号处理器(DSP)实现数字滤波、预加重、立体声编码、载波调制等;由直接数字频率合成器(DDS)产生调制载波。由于采用了全数字化的处理技术,消除了模拟激励器低频响应差、模拟滤波器容易引起相位失真等问题。全数字化的处理技术保证了各台激励器之间各项指标的高度一致性以及长期稳定性。采用数字同步激励器后,同步网指标可以实现“五同一保”。
采用上述同步数字信号传输系统和同步激励器后,解决了立体声同步广播的技术问题,同时大大提高了立体声广播的性能。
2.3 同步广播延时调整
在同频广播网中,发射台A和发射台B到达接收地点的信号会有延时差。这个延时差是由不同发射台距接收地点的距离不同而引入的射频延时。
具体测试方案是,在两台的同步干扰区即甲、乙两发射台的场强值相差3dB,人耳能明显感觉到不同步的嗞啦声这一地点上,使用两台同一型号的收音机分别接收甲、乙两台发射的信号,因为我台各发射台都使用多工器,所以只能将各发射台的频率分别调高或降低0.1M,这样收音机就可以分别接收甲、乙两台的信号送人双通道示波器,从示波器上可以读出两个音频之间的音频差。
在省电台送入脉冲信号,就可以从示波器上,读出甲、乙两台的音频延时差。通过测量得到的延时差,并按此对同步激励器的音频延时进行调整,把各个发射台产生的延时调整到微秒级的精度。
2.4 数字调频同步广播的建议
根据笔者这几年的调频同步广播的维护经验,提出以下几点建议。
(1)调频同步广播网要保证最低可用场强,同步广播不同于单频广播,单频广播在场强低时,可以良好收听,而同步广播要良好收听可用场强需在46dB以上。
(2)应避免出现某一同步干扰区,受到两个以上发射台的信号影响。如果出现这种情况,需改变其中一个发射台的功率或发射天线的方向,尽可能做到同步干扰区为两点的覆盖区。
(3)调频同步网必须使用同一信号源而不能有的台使用卫星信号源,有的使用光纤信号源。必须保持各发射台使用同一信号源。
(4)调频同步网各发射点的同步激励器除音频延时的参数设置不一样外,其它参数必须一致。针对这一点,需对各台的发射设备进行远程监控,来确保全网运行参数保持不变。
调频同步广播是解决目前频率资源紧张的一种有效手段,是解决目前大面积覆盖问题的好方法。