数字电视系统通道常见问题分析

　　【摘要】本文重点讨论保证播出通路质量，播出通路作为播控系统中的一个局部系统，包括了信号源、矩阵、切换器、切换台和数字信号分配放大器等。视、音系统是否是否正常、可靠运行直接关系到安全播出。

　　【关键词】设备输入输出 数字信号传输 阻抗匹配 播出通路 安全播出

　　高清电视以高分辨率的图像、逼真的音响效果，极大地满足了观众对电视节目欣赏的需求。根据贵州广播电视台的发展规划于，播控传送中心于2012年底完成了高标清同播系统建设，目前系统正处于试播阶段，运行情况良好。同时我台改造的卫视备份系统也上线正常运行。

　　一.前言

　　按照既经济又可靠的原则，贵州广播电视台于2012年实施了高标清同播播出系统的建设，系统于4月中旬经广电总局规划设计院检测，各项指标良好。当前的系统设计更多的是注重功能设计，而在细节上有所忽视。在系统的设计、选型、实施阶段我们都进行了多种测试和多方考虑，但是在实际实施中我们也碰到一些问题，本文就我台高标清同播系统建设和卫视备份系统实用中碰到的一些问题和解决方法展开讨论。

　　二.设备输入端的均衡能力的问题

　　对于数字系统，很多用户可能会有这样的感觉，对于输入设备的输入指标不用考虑，连上就能用没有什么问题。但事实却并非如此，这是因为在大多数情况下，设备间连接都是在机房内部，由于距离短损耗小，没有出现问题。贵州广播电视台的播控机房和传输机房分别在11楼和23楼，两者相距较远，需将信号从11楼送至23楼，在使用过程中就碰到过一些问题，比如：同样一条100M左右的线缆，以前一直在正常使用，在一次更换线缆后端连接的编码设备后，发现编码设备无信号输入，检查源端信号正常，对传输线缆进行误码测试也正常，直接输入测试信号给编码器也正常，最后判定是编码器的输入性能指标差导致，在编码器前接入整形设备后问题得到解决。而对于高清数字信号具有更高的数据率，衰减损耗更大，更值得我们警惕。数字设备的输入端一般都自带均衡器以补偿损失，均衡器不但能将小幅度信号放大，而且能对波形整形恢复。在进行设备选择时一定要了解设备的输入端性能，选择性能优良的产品做到心中有底，避免使用劣质产品，保证安全播出。高清数字信号经过约40M线缆传输在发端、远端和均衡后对比。

　　三.设备的输出物理特性是否一致

　　对于设备的输出端，我们的直觉是同一设备的不同输出端口的物理特性应该一致或差别很小，但在实际使用中我们发现有很多设备不同端口输出物理特性差别很大。而信号幅度与噪声有关，接收端是按照信号到达时剩余的半时钟频率能量来估算所需的高频补偿量，发送端的不正确幅度可能会导致接收端有不正确的均衡，从而造成接收信号的失真。在实际使用中尤其是在长距离传输中，我们应当对设备的输出特性有充分了解，确保信号的正确传输。

　　四.设备严格接地

　　接地的问题通常我们都认为这是供电物管部门的事，在加上广播电视设备大多数都是弱电设备，接地的问题很容易被我们忽略，在进行设建设时一些没有严格按照设备技术要求严格接地。各个部门，各个机房，各个系统之间各自为阵接地不一，地电位不平。最后在实际使用中出现电视画面拉道、出现横条纹等影响播出质量的现象，严重的甚至会损坏设备。这些问题都值得我们重视。我们在实际中也碰到过这样的情况。只要字幕上键，画面就会出现拉道、横条纹等现象，下键恢复正常，为了查找原因我们采用排除法，逐个更换字幕机、线缆、键混设备等都没有找到具体的原因，最后通过和正常使用的键混设备对比，发现这台故障设备没有严格按照要求接地，正常接地后恢复了正常使用。

　　五.数字系统中的传输和线缆问题

　　在视频系统中，节目信号、同步信号等都是由视频线传输，视频线是电视系统的重要组成部分，制作质量的好坏直接影响视频通道的技术指标，质量差的视频线有可能造成信号严重衰减，设备不同步，甚至信号中断，视频线发生问题是造成设备和系统故障常见的故障源之一。模拟信号的劣化过程中是渐变的，我们可以提前发现，而数字化系统中，数字信号劣化的过程快，最使人困惑的问题之一就是“有则好、劣则无”的数字传输特性。而进行改造时，都离不开电缆选择。对于高清数字信号，它具有很高的数据率，我们应当正确选用合适的电缆类型，这一点十分重要，同时还要确保施工质量。在安装电缆的过程中应当避免对电缆施加外来的应力，例如扭转、弯曲等不正确的操作，这样就可以保证高清信号能够正确的传输。在施工过程中我们还要做一些简单的测试和测量，以保证每一传输链路段都具有良好的性能。在贵州台高标清同播系统中，我们使用了两种型号的电缆，一种是佳耐美75Ω精密L－2.5CHD视频同轴电缆，和佳耐美75Ω精密L－4.5CHD视频同轴电缆。前者用于设备间传输距离小于10米的连接，后者用于机房内的长距离连接控制在40米内。

　　由于电缆的衰耗值与频率的平方根值成正比，因而在线缆的应用长度上需做细致的考虑。由电缆的衰减曲线图和不同格式的最大传输距离表，可以看出两种线缆在我们系统中的使用，扣除线缆衰耗值、接插件损耗、跳接损耗后，仍然是安全的。

　　在测试中我们还是发现输出接口不足800mv，但是图像很好的问题。为查找原因，分别从视频分配板卡和跳线盘往回查，发现视频分配末级略高于下限值750mv，但到跳线盘时就会低于下限值在720mv左右。通过测试我们发现视频分配板卡的输出幅度差别很大，输出电压幅度差值超过110mv(最大输出电压855mv，最小743mv)，佳耐美75Ω精密HD－4.5CFB视频同轴电缆1M有约10mv的幅度衰减。从视分板卡到跳线盘约有不到10米的连接线缆，通过线缆传输时产生部分损耗，两者共同作用，所以视频幅度不达标。更换输出端口和粗一些的电缆后问题得到解决。在传输距离表中查的传输距离要远远大于10M，为什么实用不到10M线缆导致信号幅度不达标呢？每种型号电缆参数中所给出的传输距离，都是建立在客观检测数据基础上的，用误码的概念来考核该长度是否安全，按照测量条件的规定重复测量出来的。譬如，在测试频率下的信号衰减不超过30dB（标清）或20dB（高清）等，这个量是在远端设备经过补偿后能够恢复800mv的值。在机房设计、施工中，应结合设备输入端的均衡能力和电缆表上标明的长度，看衰减量是否已达30dB或20dB了，在这基础留出一定余量，在实际实施中我们取这个值的一半。在高清传输中，短距离（不超过50米）传输大多75欧的线缆都能胜任，长距离传输时我们就要根据设备性能仔细考量了，尤其是跨机房不同系统间的链接，这时候建议使用光缆传输，使用光缆不但能保证信号的传输质量，还能在物理上将两个系统隔离，避免两个系统间地电位不一致等带来的隐患。

　　六.阻抗匹配问题

　　在电视系统中，常常需要将一路信号分配成多路信号，在这过程中会产生反射损耗，只有在输出端接有75欧的标准阻抗才能使阻抗匹配。若阻抗不匹配会产生信号反射，引起信号质量下降。在高标清同播系统调试过程中我们发现这样一个问题，同步系统的倒换器一直处于报警状态，倒换器在主、备两路间进行倒换时，倒换到那一路，那一路报警。对主、备同步信号进行测试都正常。断开同步倒换器和视分板卡连接，同步倒换器正常。断开后端的环出板卡，倒换器也正常。初步判定故障是由于后端视分板卡或者设备引起，查阅视分板卡的使用手册。发现板卡有终结跳线设置且默认处于终结状态，我们又在板卡的环出端匹配了终结，形成了二次终结，导致阻抗不匹配。更改终结设置后恢复正常。

　　七.总结：保证播出通路质量

　　播出通路作为播控系统中的一个局部系统，包括了信号源、矩阵、切换器、切换台和数字信号分配放大器等。视、音系统是否是否正常、可靠运行直接关系到安全播出。众所周知，在信号源技术指标得到保证的前提下，数字播出通路的质量决定了数字电视播出的信号质量，然而视、音频通路上一些小细节常常被我们忽略，这些细节有时却能起到决定性的作用。

　　这些小问题看起来都很简单，但如果我们不重视，处理不好造成的问题足够我们头疼。在对数字电视系统进行设计时，我们应当严格执行相关规范，这样可以确保高码率的数字电视信号的传输质量。在施工时我们应当按照良好的工程实践来进行，保证电缆的质量以及实施正确的安装，这样将有助于实现数字信号的无差错传输。在信号的传输过程中，应当对整个系统传输通道实时监看，对通道中运行的设备充分掌握了解，这样当运行过程中出问题时，我们就能迅速的排查故障和区分系统中所存在的问题。

　　文/杨烁