CN104365022A - 数字广播发送装置以及激励器 - Google Patents

Abstract

提供一种节能、省空间且具备多种输出电平设定容易的AGC功能的数字广播发送装置以及激励器。通过从调制处理部(1)被输入基带数字信号的电平调整部(8)进行AGC，即：利用比较器(82)将由A/D6对来自功率放大器(PA)的反馈信号进行数字化而得到的电平信号、和由基准生成部(81)生成的基准电压之间的差分生成为误差信号，利用AGC乘除法器(85)以使该误差信号为0的方式将增益计数与基带数字信号进行数字乘除法运算，使来自功率放大器(PA)的发送输出成为一定。

Description

数字广播发送装置以及激励器

关联申请

本申请享受以日本专利申请2012－136416号(申请日：2012年6月15日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包含基础申请的全部的内容。

技术领域

本实施方式涉及数字广播发送装置以及激励器(exciter)。

背景技术

数字广播发送机进行AGC(Automatic Gain Control:自动增益控制),该AGC进行自动控制，将输出电平控制为一定，该自动控制是执行对放大器的增益进行反馈控制，以便以即使发送机的放大器受到温度、经年变化等的影响也将发送输出电平收于精确的规定值内的方式，提取并监视发送输出的一部分，来使该监视信号与规定的AGC基准值一致。

图7是说明数字广播发送装置的构成的功能框图。对广播电波进行发送的数字广播发送装置具备从演播(studio)装置、服务器、系列广播电台(日语：系列局)的网络信号等输入TS(Transport Stream，传输流)信号并转换为高频信号的激励器ex(EX)、和使转换后的高频信号成为规定的信号电平而从天线发送的功率放大器PA。

数字广播为了以正交调制即OFDM调制波来发送而使用了高直线性且动态范围广的功率放大器PA，AGC功能成为重要的动作补偿，但通过使用了可变衰减器等的模拟电路处理来实施，该模拟电路处理以差动放大器来比较作为输出电平信号而对反馈信号进行了检波整流的直流信号和作为直流电压的AGC基准值、并将差信号作为误差信号来调整输出(例如专利文献1)。

数字广播发送装置有时在维护运行时等以比稳定运行输出低的试验输出来试运行。该情况下，由于上述的直流的AGC基准值被固定，因此在此状态下进行试运行时，作为AGC功能执行提高应使输出上升的放大器的增益或者减少衰减量的动作，因此需要进行基准值的调整。

图8是使以往的激励器具有AGC功能而将功率放大器PA的输出设为一定的数字广播发送装置的激励器ex的功能框图。

在图8中，激励器ex具备将所输入的广播TS信号转换为高频信号的数字处理部dp、和将转换后的高频信号进一步按广播用的电波形式使其成为调制信号、实施AGC而使其成为规定的信号电平并送出的模拟处理部ap。

图9是模拟处理部ap所具备的AGCAmp52的功能框图。

模拟处理部ap中，由输出监视部50设定为规定的电平并经过了VATT(可变衰减器)60的信号被向功率放大器PA输出。此外，从功率放大器PA输入发送电波的反馈信号，DET5使其成为检波整流后的直流的检波电平信号而向AGCAmp52输出。AGCAmp52具备基准电压源r，进行与检波电平信号的比较，以使两者的差最小化的方式输出VATT60控制信号。

在进行试运行的情况下，例如，将VATT60的衰减量增大3dB而使发送输出下降并且将VATT61的衰减量减小3dB来取得与基准电压的匹配。由此，即使在试运行时也能够进行规定要求的AGC动作。数字广播发送装置包含中继装置并被设置多个，但在远程局级楼宇的有限的发送空间中需要省空间、节能、并且能够容易地实施输出调整、设定。

但是，由于使用发挥AGC功能的模拟电路功能部件即VATT60、61，装置规模变大，并且除此以外放大部4将输出抑制为一定，因此无用地消耗功率。进而在试运行的电平设定为遍及几个的多个的情况下，VATT60、61的调整、设定较麻烦。另一方面，对于数字广播发送装置而言，能够根据发送器设置场所的条件而调整覆盖范围那样的设置输出的情况也较多，存在根据各自的输出来设定基准电压或是必须设置多种VATT61的默认值的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－41769号公报

附图说明

图1是第一本实施方式的激励器的功能框图。

图2是表示表转换调整部按照输出设定来进行输出的信息的图。

图3是表示第二实施方式的激励器的功能框图。

图4是表示第二实施方式的变形例的激励器的功能框图。

图5是第三实施方式的激励器的功能框图。

图6是表示第三实施方式的变形例的激励器的功能框图。

图7是说明以往的数字广播发送装置的构成的功能框图。

图8是以往的数字广播发送装置的激励器ex的功能框图。

图9是以往的模拟处理部所具备的AGCAmp的功能框图。

具体实施方式

以往的数字广播发送装置使用调整剩余输出的衰减器，因此除了装置规模变大且消耗功率以外还存在对多个输出电平的调整、设定麻烦的问题。

鉴于上述事情，本实施方式的数字广播发送装置使所输入的广播TS信号成为被正交调制后得到的数字广播电波形式的信号并向功率放大器供给，将由上述功率放大器放大后的广播电波信号从天线发送，从天线发送由上述功率放大器放大后的广播电波信号，其特征在于，在数字广播发送装置中具备：功率放大器，将被发送的上述广播电波信号的一部分作为反馈信号输出；以及激励器；以及激励器，上述激励器具备：控制机构，将设定上述广播电波的输出电平的输出设定数据送出；A/D机构，被输入上述反馈信号，使所输入的反馈信号成为A/D转换后得到的电平信号并输出；转换机构，将被输入的上述广播TS信号转换为基带数字信号并输出；电平调整机构，被输入上述电平信号、上述基带数字信号以及上述输出设定数据；D/A机构，使从上述电平调整机构输出的数字信号成为D/A转换后得到的基带模拟的信号并输出；以及模拟处理部，对所输入的上述D/A转换后得到的上述信号进行正交调制以及放大，使其成为广播用的电波形式的高频信号即激励器信号并输出，上述电平调整机构具备：基准生成机构，生成与上述输出设定数据对应的基准电压并输出；比较机构，被输入上述基准电压和上述电平信号，将两者的差分作为误差信号输出；AGC乘除法机构，被输入上述误差信号和上述基带数字信号，以使上述误差信号为0的方式将内部的增益计数与上述基带数字信号进行乘除法而使其成为AGC基带信号并输出；以及输出调整机构，将基于上述输出设定数据的输出增益计数乘以上述AGC基带数字信号而使其成为与上述广播电波的输出电平相当的数字信号并输出。

此外，本实施方式的数字广播发送装置的激励器为，使所输入的广播TS信号成为被激励器正交调制后的数字广播电波形式的信号而向功率放大器供给，将由上述功率放大器放大的广播电波信号从天线发送由上述功率放大器放大后的广播电波信号，并且将所发送的上述广播电波信号的一部分作为反馈信号输入到上述激励器，其特征在于，上述激励器具备：控制机构，将设定与上述广播电波的输出电平对应的激励器信号的输出电平的输出设定数据送出；A/D机构，被输入上述反馈信号，使所输入的反馈信号成为A/D转换后得到的电平信号并输出；转换机构，将被输入的上述广播TS信号转换为基带数字信号并输出；电平调整机构，被输入上述电平信号、上述基带数字信号以及上述输出设定数据；D/A机构，使从上述电平调整机构输出的数字信号成为D/A转换后得到的基带模拟的信号并输出；以及模拟处理部，使被输入的上述D/A转换后得到的上述信号成为进行正交调制以及放大后的激励器信号并输出，上述电平调整机构具备：基准生成机构，生成与上述输出设定数据对应的基准电压并输出；比较机构，被输入上述基准电压和上述电平信号，将两者的差分作为误差信号输出；AGC乘除法机构，被输入上述误差信号和上述基带数字信号，以使上述误差信号为0的方式将内部的增益计数与上述基带数字信号进行乘除法而使其成为AGC基带信号并输出；以及输出调整机构，将基于上述输出设定数据的输出增益计数乘以上述AGC基带数字信号而使其成为与上述广播电波的输出电平相当的数字信号并输出。

根据实施方式，能够提供节能、省空间且具备多种输出电平设定容易的AGC功能的数字广播发送装置以及激励器。

以下参照附图来说明实施方式的数字广播发送装置。

图1是第一本实施方式的激励器的功能框图。

在图1(a)中，激励器EX具备：将所输入的广播TS信号转换为基带数字信号而进行AGC处理后进一步转换为模拟基带信号的数字处理部DP、和对转换后的模拟基带信号进行正交调制，并转换为广播用的电波形式的高频信号并作为规定的信号电平的激励器信号向功率放大器PA送出的模拟处理部AP。

模拟处理部AP具备：对从数字处理部DP输入的模拟信号进行OFDM调制的正交调制部3、将OFDM调制后的信号放大成规定的输出电平并作为激励器信号输出的放大部4、对来自放大部4的激励器信号的电平进行监视而向功率放大器PA(参照图7)输出的输出监视部50，以及对从功率放大器PA的输出而来的反馈输入信号进行检波整流并作为电平信号输出的检波器(DET)5。反馈信号是以向天线(未图示)的连接系统并通过耦合器等将发送输出的一部分提取的信号。

数字处理部DP具备：各自之间通过总线等连接的控制部7、调制处理部1、电平调整部8、D/A转换器(D/A)2、以及A/D转换器(A/D)6。调制处理部1将所输入的广播TS信号转换为基带数字信号并向电平调整部8输出，电平调整部8使用基于从控制部7输入的输出设定数据的增益计数来进行向基带数字信号的乘法和向AGC处理的乘法，并将电平调整后的数字信号向D/A2输出。

D/A2将电平调整后的基带数字信号转换为模拟信号并输出。A/D6对由后述的DET5进行了检波整流而作为电平信号输入的信号进行数字转换并向数字处理部DP的电平调整部8输出。控制部7经由未图示的开关、拨号器或I/O机构，从信息终端等输入从功率放大器PA发送的功率的设定值来作为输出设定数据。向电平调整部8输入该输出设定数据。

图1(b)是进行电平调整部8的动作说明的功能框图。

图1(b)中，电平调整部8具备基准生成部81、比较器82、输出设定乘法器83、表转换调整部84、以及AGC乘除法器85来作为功能构成要素。

基准生成部81是输出与以往的AGC基准电压相当的电压的功能部。比较器82相当于以往的差动放大器，因此将对A/D转换后的电平信号(检波电平电压)和基准电压(这里是Vr)进行比较后的误差信号向AGC乘除法器85输出。

AGC乘除法器85根据该误差信号的极性和大小，以减小误差信号的方式将调整的增益计数与从调制处理部1输入的基带数字信号进行乘除法并向D/A2输出。

表转换调整部84将从控制部7输入的输出设定数据作为参考基准，而将与输出设定数据对应设定的作为功率放大器PA的输出的信息输出。

因此，输出利用输出设定乘法器83来调整基带数字信号的振幅值的增益计数α83、和对利用比较器82与电平电压进行比较所用的基准电压进行指定的Vr。

图2是表示表转换调整部84根据输出设定而输出的增益计数α83、Vr的关系的图的一例。

图2中，设定输出以3dB单位的阶跃而设定，对此，基准电压Vr和用于得到发送输出的放大增益的增益计数α83以正比例关系被设定。

这里，包含表转换调整部84在内电平调整部8作为主动(对应日语：能動)的功能部被表现，但也可以是，表转换调整部84作为被写入到存储器中的常数的表状的数据而包含于控制部7，电平调整部8通过由控制部7对经由总线输入输出的数据执行的运算功能来实现。

该第一实施方式省略了图8所示的以往的激励器的模拟处理部ap所具有的VATT60、61。若与以往例相比，则A/D6和电平调整部81被增加到数字处理部中，电平调整部81是进行运算处理的虚拟物理的存在，因此没有空间缺点。

另一方面，A/D6是作为硬件的增加要素，但由于与VATT60、61相比能够以小的芯片构成，因此缺点较小，总的来看本实施方式与以往的激励器相比省空间。

此外，由于根据设定输出来改变基带数字信号的振幅，因此放大部4也成为仅以所需要的功率输出，即使在输出设定为低电平时也不会如以往那样由衰减器无用地消耗功率。此外，通过在表转换调整部(T)84设置多个设定条件，基准电压、AGC增益的调整能够容易地进行，因此具有如下效果，即：不仅是试运行，以同一规格的发送器能够实现适用于多个设置条件的输出设定电平。

图3(a)是表示第二实施方式的激励器的功能框图，图3(b)是说明第二实施方式的激励器的电平调整部8的动作的功能框图。第二实施方式的电平调整部8的构成和动作除了以下所述的以外与第一实施方式是相同的，因此省略重复部分的说明。

在图3(b)中，基准生成部81不输出固定的基准电压，而从调制处理部1输入基带数字信号，计算出其振幅的平均电平而与反馈输入的检波电平电压进行比较。在该方法中，得到与所发送的信号的实际的波形和模式对应的平均电平，因此具有AGC变得更精确的效果。

该情况下，与第一实施方式中基准电压与输出设定电平对应地以比例关系变化的情况同样，平均电平也变化。

图4(a)是第二实施方式的变形例的激励器的功能框图，图4(b)是说明变形例的激励器的电平调整部8的动作的功能框图。该变形例实施方式在电平调整部8的构成中，来自调制处理部1的基带数字信号向输出设定乘法器83输入并对输出进行电平设定。与前例的不同点在于：该被电平设定的信号与来自比较器82的误差信号被输入到AGC乘除法器85、和由于反馈输入电平也根据输出设定条件来变化，因此基准电压电平也对应地被调整，但除此以外与第二实施方式基本相同。该AGC处理顺序的更替对于第一实施方式来说也同样可能。

图5(a)是第三实施方式的激励器的功能框图，图5(b)是说明第三实施方式的激励器的电平调整部8的动作的功能框图。该实施方式的电平调整部8的构成和动作除了以下所述的以外与第二实施方式是相同的，因此省略重复部分的说明。

图5(a)中，不对来自功率放大器的反馈信号进行检波而维持原样地向高速的A/D6输入，通过数字信号来算出反馈信号的平均值。在该实施方式中，具有如下优点，即：控制部7根据运算处理能够自由地设定与由原来的检波电路5的电路常数决定的整流响应时间(时间常数)相当的响应时间。

图6是表示第三实施方式的变形例的激励器的功能框图。

在图5(b)中，有2个平均电平算出功能部，但也可以如第三实施方式的变形例那样经由数据总线向将上述2个平均电平算出功能部汇总为1个的平均电平算出功能部输入基带数字信号和数字反馈信号，进行时间分割而算出各自的平均电平。

以往的激励器包含正交调制处理在内对来自模拟处理部的放大器的输出电平进行反馈，通过衰减器进行电平调整，以在激励器最终阶段(对应日语：終段)的模拟电路中成为基准值。与此相对地，本实施例中，不使用衰减器而通过对广播用的TS信号的数字基带数字地进行运算的增益调整来进行反馈校正，与以往相比，以较小的电路规模和低功耗实现AGC。

根据以上所述的至少一种实施方式的广播用发送设备的激励器，能够提供一种数字广播发送装置，通过对功率放大器的监视器用的反馈信号进行数字转换而输入到激励器并进行数字的振幅调整，从而节能、省空间且具备多种输出电平设定容易的AGC功能。

说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他的各种形态实施，在不脱离发明的要旨的范围，能够进行各种的省略、替换、变更。

这些实施方式及其变形包含在发明的范围和要旨中，同样包含在权利要求书所记载的发明和其等价的范围中。

符号说明

1  调制处理部

2  D/A

3  正交调制部

4  放大部

5  DET(检波整流部)

6  A/D

7  控制部

8  电平调整部

81  基准生成部

82  比较器

83  输出设定乘法器

84  表转换调整部(T)

85  AGC乘除法器

α83  增益计数

Vr  基准电压

Claims (6)

1.一种数字广播发送装置，使所输入的广播TS信号成为被正交调制后得到的数字广播电波形式的信号并向功率放大器供给，从天线发送由上述功率放大器放大后的广播电波信号，其特征在于，

在数字广播发送装置中具备：

功率放大器，将被发送的上述广播电波信号的一部分作为反馈信号输出；以及激励器，

上述激励器具备：

控制机构，将设定上述广播电波的输出电平的输出设定数据送出；

A/D机构，被输入上述反馈信号，使所输入的反馈信号成为A/D转换后得到的电平信号并输出；

转换机构，将被输入的上述广播TS信号转换为基带数字信号并输出；

电平调整机构，被输入上述电平信号、上述基带数字信号以及上述输出设定数据；

D/A机构，使从上述电平调整机构输出的数字信号成为D/A转换后得到的基带模拟的信号并输出；以及

模拟处理部，对所输入的上述D/A转换后得到的上述信号进行正交调制以及放大，使其成为广播用的电波形式的高频信号即激励器信号并输出，

上述电平调整机构具备：

基准生成机构，生成与上述输出设定数据对应的基准电压并输出；

比较机构，被输入上述基准电压和上述电平信号，将两者的差分作为误差信号输出；

AGC乘除法机构，被输入上述误差信号和上述基带数字信号，以使上述误差信号为0的方式将内部的增益计数与上述基带数字信号进行乘除法而使其成为AGC基带信号并输出；以及

输出调整机构，将基于上述输出设定数据的输出增益计数乘以上述AGC基带数字信号而使其成为与上述广播电波的输出电平相当的数字信号并输出。

2.如权利要求1所述的数字广播发送装置，其特征在于，

上述激励器还具备对上述反馈信号进行检波整流的检波机构，上述A/D机构被输入被检波整流后的上述反馈信号并进行A/D转换，并作为上述电平信号输出，上述基准生成机构输出直流信号的基准电压。

3.如权利要求1所述的数字广播发送装置，其特征在于，

上述激励器还具备对上述反馈信号进行检波整流的检波机构，上述A/D机构被输入被检波整流后的上述反馈信号并进行A/D转换，并作为上述电平信号输出，

上述基准生成机构被输入从上述转换机构输出的基带数字信号，计算出被输入的上述信号的平均电平而生成上述基准电压并输出，

上述比较机构输出上述电平信号和上述基准电压的差分。

4.如权利要求1所述的数字广播发送装置，其特征在于，

上述激励器还具备计算出被A/D转换后的上述反馈信号的平均电平并输出平均反馈电平信号的平均电平算出机构，

上述基准生成机构被输入从上述转换机构输出的基带数字信号，计算出被输入的上述信号的平均电平，生成并输出上述基准电压，

上述比较机构输出上述平均反馈电平信号和上述基准电压的差分。

5.一种数字广播发送装置，使所输入的广播TS信号成为被正交调制后得到的数字广播电波形式的信号并向功率放大器供给，从天线发送由上述功率放大器放大后的广播电波信号，其特征在于，

在数字广播发送装置中具备：

功率放大器，将被发送的上述广播电波信号的一部分作为反馈信号输出；以及激励器，

上述激励器具备：

控制机构，将设定上述广播电波的输出电平的输出设定数据送出；

A/D机构，被输入上述反馈信号，使所输入的反馈信号成为A/D转换后得到的电平信号并输出；

转换机构，将被输入的上述广播TS信号转换为基带数字信号并输出；

电平调整机构，被输入上述电平信号、上述基带数字信号以及上述输出设定数据；

D/A机构，对从上述电平调整机构输出的数字信号进行D/A转换而使其成为基带模拟的信号并输出；以及

模拟处理部，对所输入的上述D/A转换后得到的上述信号进行正交调制以及放大，使其成为广播用的电波形式的高频信号即激励器信号并输出，

上述电平调整机构具备：

基准生成机构，生成与上述输出设定数据对应的基准电压并输出；

比较机构，被输入上述基准电压和上述电平信号，将两者的差分作为误差信号输出；

输出调整机构，将基于上述输出设定数据的输出增益计数乘以上述基带数字信号而使其成为与上述广播电波的输出电平相当的调整基带数字信号并输出；以及

AGC乘除法机构，被输入上述误差信号和上述调整基带数字信号，以使上述误差信号为0的方式生成将内部的增益计数与上述基带数字信号进行了乘除法而得到的数字信号并输出。

6.一种数字广播发送装置的激励器，使所输入的广播TS信号成为被激励器正交调制后的数字广播电波形式的信号而向功率放大器供给，从天线发送由上述功率放大器放大后的广播电波信号，并且将所发送的上述广播电波信号的一部分作为反馈信号输入到上述激励器，其特征在于，

上述激励器具备：

控制机构，将设定与上述广播电波的输出电平对应的激励器信号的输出电平的输出设定数据送出；

A/D机构，被输入上述反馈信号，使所输入的反馈信号成为A/D转换后得到的电平信号并输出；

转换机构，将被输入的上述广播TS信号转换为基带数字信号并输出；

电平调整机构，被输入上述电平信号、上述基带数字信号以及上述输出设定数据；

D/A机构，使从上述电平调整机构输出的数字信号成为D/A转换后得到的基带模拟的信号并输出；以及

模拟处理部，使被输入的上述D/A转换后得到的上述信号成为进行正交调制以及放大后的激励器信号并输出，

上述电平调整机构具备：

基准生成机构，生成与上述输出设定数据对应的基准电压并输出；

比较机构，被输入上述基准电压和上述电平信号，将两者的差分作为误差信号输出；

AGC乘除法机构，被输入上述误差信号和上述基带数字信号，以使上述误差信号为0的方式将内部的增益计数与上述基带数字信号进行乘除法而使其成为AGC基带信号并输出；以及

输出调整机构，将基于上述输出设定数据的输出增益计数乘以上述AGC基带数字信号而使其成为与上述广播电波的输出电平相当的数字信号并输出。