調(diào)頻立體聲廣播原理課件

1、第一章 調(diào)頻立體聲廣播原理 西安海通公司 趙偉 第一節(jié) 調(diào)頻廣播的發(fā)展史 1935年在實(shí)驗(yàn)室證明可以用來(lái)作為廣播的一種調(diào)制方式，1941年美國(guó)建立起世界上第一個(gè)調(diào)頻電臺(tái)。 工作頻段：VHF（視距傳播）； 頻率范圍：87-108MHz； 帶寬：理論帶寬為，有效帶寬為200 KHz左右； 調(diào)頻時(shí)主載波的最大頻偏為 75KHz。在我國(guó)，上世紀(jì)50年代末就開(kāi)始了試驗(yàn)性調(diào)頻廣播。到80年代后期我國(guó)的調(diào)頻廣播迅速的發(fā)展起來(lái)。 調(diào)頻廣播主要向立體聲、多功能附加信道、全固態(tài)方向發(fā)展 。第二節(jié) 調(diào)頻廣播的基礎(chǔ)理論通信廣播是利用電磁波作為載體來(lái)傳送信號(hào)，以不同的方式把信息裝載后發(fā)射出去，在接收端再以相應(yīng)的方式把信

2、息取出來(lái)。前一過(guò)程稱(chēng)之為調(diào)制，后一過(guò)程則稱(chēng)為解調(diào) 。電磁波用數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示如下，在以后敘述中我們稱(chēng)之為載波信號(hào)： u c (t)= Uc cos(ct) 作為調(diào)制信號(hào)的音頻，以單音為例，用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示如下： u(t)= U cost 到目前為止，作為模擬的廣播發(fā)射機(jī)的主要調(diào)制方式有兩種，即調(diào)幅AM（Amplitude Modulation）和調(diào)頻FM（Frequency Modulation）。調(diào)幅就是把調(diào)制信號(hào)加到載波信號(hào)的振幅上，使得載波信號(hào)的振幅大小隨著調(diào)制信號(hào)的大小而變化。用數(shù)學(xué)表達(dá)式可表達(dá)為： u c (t)= Uc (1+m c cost ) cos(ct) 式中m c （K

3、U / Uc ）稱(chēng)為調(diào)制系數(shù)，其中K為比例系數(shù)。 調(diào)頻就是對(duì)載波的頻率項(xiàng)f c （或角頻率c）進(jìn)行調(diào)制，使載波的瞬時(shí)頻率隨著音頻調(diào)制信號(hào)的大小而變化，在最終的結(jié)果上，實(shí)際上是總相角c t隨調(diào)制信號(hào)的變化，而載波的幅度保持不變。 用數(shù)學(xué)表達(dá)式可表達(dá)為： u c (t)= Uc cos c t + mf sin t 式中mf =Kf U /稱(chēng)為調(diào)頻指數(shù)，可為任意正值，從物理意義上說(shuō)，調(diào)頻指數(shù)代表著在調(diào)頻過(guò)程中相角偏移的幅度。 習(xí)慣上把最大頻移稱(chēng)為頻偏。在調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)中主信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)頻偏為75kHz，而最大頻偏為100kHz。調(diào)頻波的頻譜分析 調(diào)頻波的頻譜，它不像調(diào)幅波所產(chǎn)生的上下兩個(gè)邊帶那么簡(jiǎn)單。從

4、理論分析上已經(jīng)證明，載波被單音頻信號(hào)調(diào)頻后產(chǎn)生的頻譜，除了載頻分量c外，上下各有無(wú)數(shù)個(gè)邊頻分量cn，它們與載頻分量的距離恰為調(diào)制信號(hào)頻率的整數(shù)倍，奇次上下邊頻分量的相位相反，偶次上下邊頻分量的相位相同，載頻分量及各邊頻分量的振幅，由對(duì)應(yīng)的各貝塞爾函數(shù)值確定。 貝塞爾函數(shù)值隨m變化的規(guī)律實(shí)際上調(diào)頻波能量的絕大部分是集中在載頻附近的一些邊頻中，跟調(diào)頻指數(shù)mf的關(guān)系是： 在當(dāng)n （ mf 1）時(shí)，邊頻的幅度已降到小于0.1，濾除掉大于（ mf 1）的邊頻分量，對(duì)調(diào)頻波的失真影響不大，因此得到以下重要結(jié)論，也是通常計(jì)算調(diào)頻波頻譜有效寬度的原則，即： 式（17）在要求兩相鄰電臺(tái)干擾比較小，或要求非線(xiàn)性失

5、真很小時(shí)，帶寬還應(yīng)適當(dāng)?shù)募訉捯恍?。通常?。?由以上公式可以看出調(diào)頻波的頻帶寬度主要取決于調(diào)制信號(hào)的最高頻率，在頻偏受限的情況下調(diào)頻指數(shù)也由調(diào)制頻率確定，調(diào)制頻率低時(shí)，調(diào)頻指數(shù)較高，調(diào)制頻率高時(shí)，調(diào)頻指數(shù)較低。 由于調(diào)頻指數(shù)mf隨著調(diào)制頻率的升高而減小，因此表現(xiàn)在接收效果上調(diào)制音頻的高端信噪比比較差，針對(duì)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的這一缺點(diǎn)，專(zhuān)門(mén)采用了預(yù)加重與去加重技術(shù)措施來(lái)改善高端信噪比。 調(diào)頻廣播的預(yù)加重與去加重特性為了提高其信噪比，在調(diào)頻廣播中通常使用一種加權(quán)方法，即人為在接收機(jī)鑒頻器后的音頻系統(tǒng)中加上高音頻衰減網(wǎng)絡(luò)使高音頻段內(nèi)幅度較高的噪聲得到衰減。接收機(jī)中的這種措施稱(chēng)為“去加重”，相應(yīng)的衰減網(wǎng)絡(luò)叫去加

6、重衰減。但是，在去加重的同時(shí)，節(jié)目信號(hào)的高音頻成分也衰減了，使節(jié)目原貌發(fā)生變化。為了保持廣播節(jié)目的本來(lái)面目，在發(fā)射端，人為地將音頻調(diào)制信號(hào)的高音頻成分加以提升，這中措施叫“預(yù)加重”，即通過(guò)高音頻提升網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)高音。如果“預(yù)加重”量與“去加重”量相當(dāng)，就能既完好保持節(jié)目的本來(lái)面貌（各種頻率成分的振幅固有關(guān)系），不會(huì)發(fā)生頻率失真，又抑制了高音頻成分的噪聲。由于節(jié)目信號(hào)的高能量信號(hào)主要集中在低音頻和中音頻段，大幅度的高音頻成分很少，因此，由于預(yù)加重而產(chǎn)生過(guò)調(diào)制的概率很小。國(guó)際上對(duì)預(yù)加重與去加重特性有明確的規(guī)定，發(fā)射端調(diào)頻器之前的預(yù)加重頻率特性必須與接收端鑒頻器后的去加重頻率特性成反函數(shù)的關(guān)系。預(yù)加重頻

7、率特性為：Fp() = = = 去重頻率特性為：Fd() =1/ =1/ =1/ 習(xí)慣上將預(yù)加重和去重頻率特性用對(duì)數(shù)表示，預(yù)加重頻率特性為： 20lgFp() =10 lg 1+ (2f )2 （dB） 去重頻率特性為： 20 lg Fd()=-10 lg 1+ (2f )2 （dB） 上式中的f0是幅度提升3dB或衰減3dB時(shí)的頻率。 = 1/0=1/(2f0) ,具有時(shí)間量綱，稱(chēng)為時(shí)間常數(shù)。 不同的值對(duì)應(yīng)不同的頻率特性。通常規(guī)定 =50s或 =75s。我國(guó)在調(diào)頻廣播中規(guī)定 =50s。不同值的預(yù)加重特性由曲線(xiàn)可以看出，使用不同的值，同一提升量對(duì)應(yīng)不同的頻率，或者說(shuō)同一頻率時(shí)有不同的提升量。

8、調(diào)頻廣播的特點(diǎn)調(diào)頻廣播與中波調(diào)幅廣播相比，調(diào)頻廣播具有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，因此得到了迅速發(fā)展。 （1）失真小 調(diào)頻廣播造成失真的來(lái)源不同于調(diào)幅廣播。 調(diào)幅波失真來(lái)源：調(diào)幅信號(hào)是幅度變化的信號(hào)，與調(diào)制信號(hào)成線(xiàn)性的關(guān)系受到損害就意味著失真。調(diào)頻波失真來(lái)源：調(diào)頻波的幅度是恒定的，高頻振蕩的頻率隨著調(diào)制信號(hào)線(xiàn)性變化。（2）抗干擾能力強(qiáng)： 多種干擾電波（天電干擾、工業(yè)干擾、其他電臺(tái)的干擾）一般為幅度變化的干擾，而振幅的變化可以通過(guò)接收機(jī)中的限幅器使其不產(chǎn)生影響，調(diào)頻廣播的干擾影響遠(yuǎn)小于調(diào)幅廣播。（3）信噪比好調(diào)頻信號(hào)是等幅的電波，接收信號(hào)可以通過(guò)限幅放大來(lái)恢復(fù)，并且因?yàn)檎{(diào)制度大，所以信噪比好。 （4）動(dòng)態(tài)范

9、圍寬（5）能進(jìn)行高保真度廣播 （6）便于開(kāi)辦立體聲、多節(jié)目和附加信息 廣播。第三節(jié) 調(diào)頻立體聲廣播的原理 調(diào)頻立體聲廣播制式與原理 立體聲制式的選擇，很重要的一點(diǎn)是必須滿(mǎn)足兼容性與逆兼容性的要求。兼容性： 進(jìn)行立體聲廣播時(shí)，普通接收機(jī)雖沒(méi)有立體聲效果，但仍能收聽(tīng)完整的節(jié)目信號(hào)；逆兼容性： 立體聲接收機(jī)能收聽(tīng)單聲道廣播的節(jié)目，但無(wú)立體感。 為了實(shí)現(xiàn)兼容性與逆兼容性，調(diào)頻立體聲廣播都保留單聲道廣播時(shí)傳送的信號(hào)部分，也就是繼續(xù)傳送左、右信號(hào)的“和”信號(hào)（單聲道信號(hào)），在基帶中占據(jù)0-15KHz的范圍（實(shí)際為30Hz-15KHz），稱(chēng)為主信道；在主信道的基礎(chǔ)上，通過(guò)頻譜搬遷形成一個(gè)副信道，在副信道傳送

10、左、右信號(hào)的“差”信號(hào)。主、副一起對(duì)主載波調(diào)頻。 在接收端經(jīng)解調(diào)后，恢復(fù)出主信道與副信道信號(hào)，通過(guò)對(duì)副信道的解調(diào)，恢復(fù)出“差”信號(hào)，再通過(guò)與處于主信道的“和”信號(hào)的和差組合，最后恢復(fù)出、左右信號(hào)。對(duì)于單聲道接收機(jī)來(lái)說(shuō)，它沒(méi)有處理副信道信號(hào)的裝置，只能收聽(tīng)主信道的信號(hào)。 由于“差”信號(hào)的頻譜是處于音頻范圍，進(jìn)行頻譜搬遷時(shí)需要選擇一個(gè)副載波，根據(jù)“差”信號(hào)對(duì)副載波調(diào)制方法的不同，調(diào)頻立體聲廣播便有不同的制式。（1）、FM-FM制 所謂FM-FM制，是“差”信號(hào)對(duì)副載波調(diào)頻形成副信道，然后，與主信道一起對(duì)主載波調(diào)頻。對(duì)于“差”信號(hào)來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于進(jìn)行了兩次調(diào)頻處理。（2）、AM-FM制 所謂AM-FM制

11、，是“差”信號(hào)對(duì)副載波調(diào)幅形成副信道，然后，與主信道一起對(duì)主載波調(diào)頻。對(duì)于“差”信號(hào)來(lái)說(shuō)，相當(dāng)于先進(jìn)行AM處理，再進(jìn)行FM處理。 在AM-FM制中按照調(diào)幅方式的不同，可分為部分抑制副載波雙邊帶調(diào)幅與全抑制副載波雙邊帶調(diào)幅，前者又稱(chēng)極化調(diào)制制，前蘇聯(lián)與東歐一些國(guó)家使用；后者又稱(chēng)導(dǎo)頻制，被歐、美、日、中國(guó)等世界上大多數(shù)國(guó)家使用。 AM-FM導(dǎo)頻制 在導(dǎo)頻制中，把左、右聲道信號(hào)之和（LR）作為聲 頻段的和信號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)為M，作為單聲道接收的信號(hào)，頻帶 范圍為30Hz15kHz。把左、右聲道信號(hào)之差（LR）作為聲頻段的差信號(hào)，簡(jiǎn)稱(chēng)S，并采用擬制載波的調(diào)幅方式調(diào)制在副載波上，副載波頻率規(guī)定為38kHz，因此

12、形成頻段3815kHz，即23kHz53kHz的調(diào)幅差信號(hào)。導(dǎo)頻制立體聲廣播規(guī)定要加入的導(dǎo)頻信號(hào)是副載頻的半頻，副載波規(guī)定使用38kHz，導(dǎo)頻則是19kHz。至此，完整的立體聲調(diào)制信號(hào)稱(chēng)為立體聲復(fù)合信號(hào)可表示為： u (t)=M+S sin St+ P sin (S/2) t 導(dǎo)頻制立體聲復(fù)合基帶信號(hào)頻譜圖第四節(jié) 調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)組成調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)原理圖 主要組成部分 調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機(jī)主要由調(diào)頻激勵(lì)器、功率放大器控制系統(tǒng)及供電系統(tǒng)等組成。 調(diào)頻激勵(lì)器主要由音頻輸入板、立體聲編碼板、調(diào)頻調(diào)制器板、功放、電源和控制單元等組成。 一、調(diào)頻調(diào)制器 實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法可分為兩類(lèi)，一類(lèi)是直接

13、調(diào)頻法，另一類(lèi)是間接調(diào)頻法。 (1)直接調(diào)頻 通過(guò)改變回路元件的參數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。LC振蕩回路的諧振頻率由L和C的參數(shù)決定，用調(diào)制信號(hào)控制L或C的大小，進(jìn)而控制振蕩頻率而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。 例如，接入振蕩回路中的變?nèi)荻O管，可以作為電壓控制的電容元件，受調(diào)制信號(hào)電壓控制而改變電容量，從而使回路振蕩頻率改變。(2)間接調(diào)頻：通過(guò)調(diào)相實(shí)現(xiàn)調(diào)頻。(3)采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，通過(guò)FPGA、DSP器件，在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)調(diào)頻頻率綜合器。 目前模擬的調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)都采用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻技術(shù)，即在工作于發(fā)射載頻的LC振蕩回路上直接調(diào)頻，采用晶體振蕩器和鎖相環(huán)路來(lái)穩(wěn)定中心頻率。較之中頻調(diào)制和倍頻方法，這種方法的電路簡(jiǎn)單、性能

14、良好、副波少、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 1 .變?nèi)荻O管直接調(diào)頻原理 可變電抗器件的種類(lèi)很多，其中應(yīng)用最廣的是變?nèi)荻O管。作為電壓控制的可變電容元件，它有工作頻率高、損耗小和使用方便等優(yōu)點(diǎn)。 圖1-5 變?nèi)荻O管調(diào)頻原理圖設(shè)調(diào)制信號(hào)為u(t)=Um cost,加在二極管上的反向直流偏壓為 VQ, VQ的取值應(yīng)保證在未加調(diào)制信號(hào)時(shí)振蕩器的振蕩頻率等于要求的載波頻率,同時(shí)還應(yīng)保證在調(diào)制信號(hào)u(t)的變化范圍內(nèi)保持變?nèi)荻O管在反向電壓下工作。加在變?nèi)荻O管上的控制電壓為： r (t)= VQ+ Um cost(1)當(dāng)調(diào)制信號(hào)電壓u(t)=0時(shí)，即為載波狀態(tài)。此時(shí)r (t)= VQ，對(duì)應(yīng)的變?nèi)荻O管結(jié)電容為C

15、jQ (2)當(dāng)調(diào)制信號(hào)電壓u(t)=Um cost時(shí),對(duì)應(yīng)的變?nèi)荻O管的結(jié)電容與載波狀態(tài)時(shí)變?nèi)荻O管的結(jié)電容的關(guān)系是: 令= u/(UD+VQ)為電容調(diào)制度,則可得 上式表示的是變?nèi)荻O管的結(jié)電容與調(diào)制電壓的關(guān)系。而變?nèi)荻O管調(diào)頻器的瞬時(shí)頻率與調(diào)制電壓的關(guān)系由振蕩回路決定。無(wú)調(diào)制時(shí)，諧振回路的總電容為： 為靜態(tài)工作點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的變?nèi)荻O管節(jié)電容。 當(dāng)有調(diào)制時(shí)，諧振回路的總電容為： C 2.變?nèi)荻O管工作原理 變?nèi)荻O管又稱(chēng)可變電抗二極管“。是一種利用PN結(jié)電容（勢(shì)壘電容)與其反向偏置電壓Vr的依賴(lài)關(guān)系及原理制成的二極管。所用材料多為硅或砷化鎵單晶，并采用外延工藝技術(shù)。反偏電壓愈大，則結(jié)電容愈小。

16、圖1-6 變?nèi)荻O管符號(hào)及電容公式加到變?nèi)莨苌系姆聪螂妷海ㄖ绷髌珘?V 0 和調(diào)制信號(hào)電壓 V (t)= V cos t V R (t)= V 0 + V cos t 此外假定調(diào)制信號(hào)為單音頻信號(hào)，結(jié)電容在 V R (t) 的控制下隨時(shí)間發(fā)生變化。 把受到調(diào)制信號(hào)控制的變?nèi)荻O管接入載波振蕩器的振蕩回路，則振蕩頻率亦受到調(diào)制信號(hào)的控制。適當(dāng)選擇變?nèi)荻O管的特性和工作狀態(tài)，可以使振蕩頻率的變化近似地與調(diào)制信號(hào)成線(xiàn)性關(guān)系，這樣就實(shí)現(xiàn)了調(diào)頻。 3. LC振蕩電路工作原理 LC三點(diǎn)式振蕩組成原理圖：其振蕩頻率f= 3.1電容三端反饋振蕩電路3.2 電感三端反饋振蕩電路4.鎖相穩(wěn)頻技術(shù) 對(duì)于變?nèi)荻O

17、管直接調(diào)頻電路來(lái)說(shuō)，由于調(diào)制器是由普通的LC自激振蕩器和并聯(lián)的變?nèi)荻O管組成，所以有很多因素會(huì)引起振蕩頻率發(fā)生變化，通過(guò)鎖相環(huán)路來(lái)控制壓控振蕩器的振蕩頻率，從而達(dá)到穩(wěn)定頻率的目的。 典型的鎖相穩(wěn)頻電路的結(jié)構(gòu)框圖 二、立體聲編碼器 在導(dǎo)頻制的立體聲編碼器中，所實(shí)現(xiàn)的功能就是要把左、右聲道的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)處理變成下式中要求的形式： u (t)=M+S sin St+ P sin (S/2) t 其中M為和信號(hào)（L+R），S為差信號(hào)（L-R），P為19KHz導(dǎo)頻信號(hào)，S為副載波頻率38kHz 。在導(dǎo)頻制中，復(fù)合基帶信號(hào)對(duì)主載波調(diào)頻時(shí)的頻偏分配：M與S cosSt最大分別占總頻偏的90%，而pcos (

18、S/2) t固定占10%。由于M信號(hào)達(dá)到最大時(shí)，S信號(hào)必然為0；反之，S號(hào)達(dá)到最大時(shí)，M信號(hào)必然為0。此起彼伏，稱(chēng)為蜂房效應(yīng)，可以保證M與S cosSt相疊加的任何瞬間產(chǎn)生的總頻偏不會(huì)超過(guò)90%（相當(dāng)于75KHz 90%=67.5 KHz ）。如果根據(jù)電路功能細(xì)分，可分解成如下功能電路：（1）15kHz低通濾波和預(yù)加重功能（2）導(dǎo)頻產(chǎn)生電路和導(dǎo)頻相位/電平調(diào)節(jié)電路（3）復(fù)合信號(hào)中第一項(xiàng)與第二項(xiàng)的產(chǎn)生 立體聲編碼器所采用的電路形式，可以歸結(jié)為四種方式，以下介紹各自主要特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)的基本原理： （ 一） 矩陣方式立體聲編碼器 這是最原始的一種方式，電路原理簡(jiǎn)單，容易理解，但調(diào)試?yán)щy，性能指標(biāo)較差。矩

19、陣方式立體聲編碼器框圖 （二）硬開(kāi)關(guān)方式立體聲編碼器 這種方式的理論基礎(chǔ)建立在脈沖序列信號(hào)的富氏級(jí)數(shù)分析上，它是讓左、右路信號(hào)分別通過(guò)重復(fù)頻率為38kHz的開(kāi)關(guān)，形成一組脈沖序列。富氏級(jí)數(shù)展開(kāi)式為：用其反向脈沖作為右路信號(hào)的取樣脈沖，可表示為： 用fL(t)、fR(t)兩開(kāi)關(guān)信號(hào)分別對(duì)左右路信號(hào)L、R進(jìn)行取樣，然后相加，并濾去三次以上各次諧波后得： 導(dǎo)頻制信號(hào)波形圖 （三）數(shù)字頻率合成調(diào)制法（DSM） 實(shí)際上這一方式是開(kāi)關(guān)編碼方式的延續(xù)，只不過(guò)它分別利用38kHz和114kHz開(kāi)關(guān)取樣所產(chǎn)生的奇次諧波，巧妙的將副載波的三次諧波項(xiàng)互相抵消，從而將濾波器的最低濾除頻率從99kHz提高到385151

20、75（kHz），這樣便大大減小了濾波器對(duì)副信號(hào)的相移影響，使立體聲分離度指標(biāo)保持在50dB以上。是比較常使用的一種方式。（四）“軟”開(kāi)關(guān)方式立體聲編碼器對(duì)于要求很高的系統(tǒng)，那就只能用這種稱(chēng)為“軟”開(kāi)關(guān)方式的編碼器。“軟”開(kāi)關(guān)編碼利用了更深更復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析，它不是用簡(jiǎn)單的等幅脈沖對(duì)信號(hào)取樣，而是用開(kāi)關(guān)脈沖序列形成一個(gè)近似的余弦波形，這樣便不僅從時(shí)間上，而且從幅度上也都有著更嚴(yán)格的要求。 發(fā)射端產(chǎn)生立體聲復(fù)合基帶信號(hào)的設(shè)備通常稱(chēng)為立體聲編碼器，而接收端從復(fù)合基帶信號(hào)恢復(fù)出L、R信號(hào)的設(shè)備稱(chēng)為立體聲解碼器。編碼器與解碼器的構(gòu)成有許多方法，無(wú)論是矩陣方式、開(kāi)關(guān)方式、數(shù)字方式等等。不同的方法有不同的復(fù)雜

21、性，能得到不同的立體聲分離度指標(biāo)。但有一點(diǎn)是相同的，那就是得到的立體聲復(fù)合信號(hào)與要解調(diào)的立體聲復(fù)合信號(hào)都是一樣的。立體聲廣播要求左、右兩聲道之間的相互串?dāng)_要小，一般要求達(dá)到40dB以上。表示左、右兩聲道之間相互串?dāng)_的程度稱(chēng)為立體聲分離度，它是立體聲的特征指標(biāo)。三、調(diào)頻激勵(lì)器調(diào)頻激勵(lì)器的原理框圖 調(diào)頻激勵(lì)器的基本功能基本組成部分包括有： 音頻輸入單元 立體聲編碼器 調(diào)頻調(diào)制器 功放單元 監(jiān)測(cè)/顯示單元 供電系統(tǒng) 調(diào)頻激勵(lì)器主要技術(shù)參數(shù): 殘波輻射 1mW，并低于載波功率60dB 寄生調(diào)幅 -50dB（無(wú)調(diào)制） 載頻允許偏差 200Hz 頻率穩(wěn)定度 優(yōu)于110-6 調(diào)制頻偏 75kHz(100%調(diào)

22、制)，最大調(diào)制能力100kHz 音頻輸入電平 -10dBm+10dBm 步進(jìn)1dBm 音頻預(yù)加重 0s、50s、75s可選 頻率響應(yīng) 0.5dB (30Hz15000Hz, 1kHz為基準(zhǔn)) 左右聲道電平差 0.5dB (30Hz15000Hz) 立體聲分離度 45dB (30Hz15000Hz) 信噪比 70dB (1kHz, 100%調(diào)制 ) 失真度 0.3%（30Hz15000Hz，100% 調(diào)制）四、數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器是基于軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的數(shù)字調(diào)制廣播發(fā)射機(jī) 從音頻到射頻全過(guò)程數(shù)字化信號(hào)處理的調(diào)頻廣播激勵(lì)器采用了數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)器件 數(shù)字化通信具有抗干

23、擾能力強(qiáng)、傳輸可靠性高、便于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)的存儲(chǔ)和處理、易于集成化 與模擬的調(diào)頻激勵(lì)器相比：明顯改善了音質(zhì)，使調(diào)頻廣播的音質(zhì)接近CD的水平是今后調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展主流 數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器原理框圖 基本組成: 音頻信號(hào)輸入單元 數(shù)字信號(hào)處理單元 數(shù)字調(diào)頻調(diào)制及帶通濾波單元 功率穩(wěn)定放大及低通濾波單元 控制及通信單元 電源供電系統(tǒng) 數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器工作原理:五、節(jié)目源的傳送 1、要保證輸入到發(fā)射機(jī)的信號(hào)電平大小符合要求 2、與發(fā)射機(jī)相連時(shí)，保證連接正確、阻抗正確和相位 正確 3、節(jié)目傳輸過(guò)程中引入的干擾噪聲盡可能小 4、可采用數(shù)字音頻輸入的方式 第五節(jié) 調(diào)頻廣播的天饋系統(tǒng)一 、調(diào)頻廣播的覆蓋特點(diǎn) 調(diào)頻廣

24、播是靠空間波來(lái)進(jìn)行覆蓋的，我們也稱(chēng)為視距傳播 或直線(xiàn)傳播。電波的傳播遵從“反射定律”，即在接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是天線(xiàn)發(fā)射的直射波與經(jīng)地面反射后到達(dá)的反射波的合成場(chǎng)強(qiáng)。 調(diào)頻廣播的覆蓋范圍一般只能在發(fā)射天線(xiàn)的視距D之內(nèi) ： （m） （m）調(diào)頻廣播在我國(guó)可按電臺(tái)的要求選用水平極化波、垂直極化波或者圓極化波。因?yàn)橐惶渍{(diào)頻廣播節(jié)目所占用的頻帶相對(duì)較窄，調(diào)頻天線(xiàn)的頻帶可以做的較寬。所以當(dāng)一個(gè)電臺(tái)需要播出幾套調(diào)頻節(jié)目時(shí)，往往可通過(guò)調(diào)頻多工器來(lái)實(shí)現(xiàn)，用一副天線(xiàn)來(lái)完成多套節(jié)目的發(fā)射，就是通常所說(shuō)的一塔多頻。 二、常用的幾種調(diào)頻天線(xiàn) 1、蝙蝠翼天線(xiàn) 2、雙偶極子板天線(xiàn) 3、單偶極子天線(xiàn) 蝙蝠翼調(diào)頻發(fā)射天線(xiàn)它是一種水平極

25、化天線(xiàn)，頻帶較寬（87-108MHz），風(fēng)荷載較小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。它每一層都有4個(gè)振子翼相互垂直的安裝在桅桿的四周形成兩對(duì)正交的對(duì)稱(chēng)振子，因此在水平面內(nèi)它基本上是作無(wú)方向性輻射。該天線(xiàn)的水平面方向圖的圓度相當(dāng)好（約1-2dB），為獲得垂直面內(nèi)較強(qiáng)的方向性、往往系采用多層的蝙蝠翼天線(xiàn)。 雙偶極子板天線(xiàn) 雙偶極子板天線(xiàn) 該天線(xiàn)功率容量大，可作為定向發(fā)射和全向發(fā)射天線(xiàn)，在垂直面上增加多層單元板可以組成天線(xiàn)陣以提高增益，根據(jù)用戶(hù)要求可組成不同的場(chǎng)型。天線(xiàn)振子體為不銹鋼材質(zhì)，饋電部分為紫銅表面鍍銀，導(dǎo)電性好。反射板為不銹鋼或A3鋼熱鍍鋅。外型美觀大方。調(diào)頻雙偶極子板天線(xiàn)單元的主要參數(shù) 1、工作頻帶：87

26、-108MHz 2、極 化：水平或垂直 3、輸入阻抗：50 4、駐波比：1.15(在整個(gè)頻帶） 5、增益：7.5dB 6、輸入接頭：L27 L36 LF45（7/8ELA） 7、功率容量：2.5KW多層四面雙偶調(diào)頻發(fā)射天線(xiàn)一層四面發(fā)射天線(xiàn)波瓣圖單偶極子垂直極化天線(xiàn)調(diào)頻發(fā)射天線(xiàn)中目前所使用的最多的天線(xiàn)是垂直極化天線(xiàn),由于該極化方式的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)調(diào)節(jié)部分。所以基本上不受自然條件的影響。該類(lèi)型天線(xiàn)采用短路式饋電方式，天線(xiàn)輸入端口是直流短路的。天線(xiàn)振子相對(duì)獨(dú)立，4個(gè)振子由一個(gè)1/4功率分配器饋電。天線(xiàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)捷，拆裝方便。由于可通過(guò)安裝多層天線(xiàn)單元，（層距一般為0、7-0、8），從而在垂直面內(nèi)獲得較

27、強(qiáng)的方向性，因而天線(xiàn)可以有相當(dāng)?shù)脑鲆?，在水平面?nèi)側(cè)基本是作無(wú)方向性的輻射。 天線(xiàn)安裝方式：可以在鐵塔一邊直接固定。垂直極化天線(xiàn)功率容量和增益垂直極化發(fā)射天線(xiàn)安裝事項(xiàng)安裝時(shí)應(yīng)注意的幾點(diǎn)：層間距離=2.8m安裝振子時(shí)應(yīng)注意上下方向，輸出電纜頭必須朝下。所有電纜頭必須旋緊，不能有松動(dòng)的現(xiàn)象。在按裝天線(xiàn)后應(yīng)將分饋線(xiàn)與天線(xiàn)間的連接頭用705膠水封好并且用防水膠帶纏緊防止漏水。三、功率分配器 功率分配器(簡(jiǎn)稱(chēng)功分器)，它是天線(xiàn)的重要組成部分，其作用是將輸入功率按一定比例(通常是相等地)分配到它的各個(gè)輸出支路端口，同時(shí)在輸入及所有輸出端口都與所接饋線(xiàn)的特性阻抗保持極好的阻抗匹配。功分器由一組同軸的阻抗變換線(xiàn)

28、及其相應(yīng)的輸入、輸出接口組成。這是因?yàn)楣Ψ制鞯妮斎胍话銥?0，而輸出端并聯(lián)后的阻抗因端口的數(shù)量及所接分支電纜的特性阻抗不同而不同，因此在輸入、輸出端口之間必定要有阻抗變換，所以有人將它叫變阻器。 用戶(hù)在選擇功分器時(shí)，除應(yīng)關(guān)注其功率容量、駐波比指標(biāo)及工作頻帶等指標(biāo)外，還要注意功分器的輸入、輸出端口的規(guī)格。我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中，除與之對(duì)應(yīng)的IF系列接頭外，還有L系列接頭（如L16、L27、L36、L52等）都是螺紋型接頭。必須注意，系統(tǒng)中使用的功分器的接頭規(guī)格要和所有鏈接的電纜頭規(guī)格一致，以避免出現(xiàn)電纜頭轉(zhuǎn)接的現(xiàn)象。 四、主饋線(xiàn)調(diào)頻天線(xiàn)的主饋線(xiàn)現(xiàn)在都采用低損耗的、低駐波比的聚四氟乙烯螺旋絕緣波紋銅管射頻電

29、纜，特性阻抗為50歐。常用的型號(hào)有（如SDY50-373、SDY50803等）。 選擇饋線(xiàn)時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1、功率容量 2、饋線(xiàn)總損耗 3、饋線(xiàn)駐波比 4、絕緣電阻 五、調(diào)頻天饋線(xiàn)的維護(hù)與管理調(diào)頻廣播己成為目前廣播覆蓋的主要手段，因此天饋線(xiàn)的維護(hù)管理己成為安全播出的主要內(nèi)容。參照部頒電視和調(diào)頻廣播發(fā)射天線(xiàn)饋線(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)(GY/T 50511994)及電視和調(diào)頻廣播發(fā)射天饋線(xiàn)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)測(cè)量方法(GY/T 50521994)進(jìn)行的。 天饋系統(tǒng)駐波比的升高，主要有以下幾個(gè)原因：1）天線(xiàn)、功分器老化，損壞；2）天饋系統(tǒng)不牢固，出現(xiàn)擺動(dòng)，連接頭接觸不良或結(jié)構(gòu)松動(dòng)；3）連接部位未充分接觸，致阻抗不

30、匹配；4）連接部位密封不良，進(jìn)水或受潮，使饋線(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部絕緣閃弧產(chǎn)生電擊穿；長(zhǎng)期受潮也會(huì)使銅皮發(fā)生氧化降低效率，在大功率運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象。具體的做法是：時(shí)常監(jiān)視機(jī)房端主饋線(xiàn)的駐波比 (發(fā)射機(jī)面扳上反射波電壓指示)的變化。 具體的做法是：時(shí)常監(jiān)視機(jī)房端主饋線(xiàn)的駐波比 (發(fā)射機(jī)面扳上反射波電壓指示)的變化。主要的方法是：采用分段測(cè)量駐波比的方法，來(lái)判斷是否主饋電纜、分支電纜或功分器的問(wèn)題。 六、調(diào)頻多工器調(diào)頻多工器是調(diào)頻廣播用來(lái)實(shí)現(xiàn)多部不同頻率的發(fā)射機(jī)共用一副發(fā)射天線(xiàn)的設(shè)備 ,也就是將多路調(diào)頻廣播信號(hào)混合成一路 ,在一副天線(xiàn)上發(fā)射出去。特別是在城市發(fā)射臺(tái)，一個(gè)鐵塔上要安裝多套電視發(fā)射天線(xiàn)和調(diào)頻天

31、線(xiàn)，而塔上可利用的高度十分有限，為了要播送多套調(diào)頻節(jié)目，就必須使用多工器。使用多工器可以大大簡(jiǎn)化天饋系統(tǒng)，降低建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用。多工器的使用及調(diào)試是否滿(mǎn)足天饋系統(tǒng)的要求，直接影響著廣播電視節(jié)目的播出質(zhì)量。 使用調(diào)頻多工器可以解決多個(gè)發(fā)射機(jī)頻率互調(diào)的問(wèn)題，避免了對(duì)其他頻段，尤其是導(dǎo)航頻率的干擾問(wèn)題。1、調(diào)頻多工器分類(lèi)及其工作原理調(diào)頻多工器主要有星型、定向耦合型和混合型三種，其基本結(jié)構(gòu)單元由雙工器組成。11、星型雙工器星型雙工器是由兩個(gè)帶通濾波器諧振腔和一個(gè)T型三通彼此連接構(gòu)成，每個(gè)帶通濾波器諧振腔對(duì)應(yīng)特定頻率，并阻塞另一個(gè)頻率。星型雙工器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，其輸入端有窄帶特性，帶通性則取決于帶通濾波器特性。星型雙工器由于很難保