TSW2500型短波發(fā)射機浮動載波節(jié)能情況實驗分析

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 TSW2500型短波發(fā)射機浮動載波節(jié)能情況實驗分析 0 引言 所謂的浮動載波（簡稱DAM或DCC），是使發(fā)射機高頻被調(diào)級電子管的直流屏壓隨調(diào)制信號的動態(tài)電平的大小而浮動。為了保證有良好的接收質(zhì)量，在無調(diào)制信號（m=0）時，要保存一定的載波電壓。例如0.6,有調(diào)制信號時，載波電壓就按節(jié)目信號動態(tài)電平的大小不同在0.61之間變化，那么節(jié)約的載波功率將在64%0之間變化，而含有信息的邊帶功率與載波恒定的傳統(tǒng)調(diào)幅方式相比完全相同。普通調(diào)幅廣播的載波電壓恒定為1,浮動載波調(diào)幅廣播發(fā)射機的載波電壓在運行過程中的平均值約為0.70.8左右，因此，平均節(jié)約載波功率約為51%36

2、%左右，如果某部發(fā)射機的的高末被調(diào)級的效率是50%,節(jié)約1千瓦的載波功率就會帶來節(jié)約2千瓦的功率消耗。 浮動載波方式可有效減少載波功率在總發(fā)射功率頻譜中所占的比重，而保持邊帶功率不變，從而起到在保證播出效果的同時節(jié)約能源、提高效率。同時，具備減輕大功率器件（比方調(diào)制變壓器、真空電容、電子管等）的負(fù)擔(dān)，降低器件的運行溫度、提高使用壽命，減小線路老化程度，提高發(fā)射機運行可靠性等優(yōu)點。 我臺500kW TSW2500型短波發(fā)射機具備三種模式的浮動載波調(diào)制方式，分別為DCC1/6,DCC2/6,DCC3/6,即調(diào)幅度為零時，分別對應(yīng)載波電平向下浮動1dB,2dB和3dB,在無調(diào)制信號的情況波功率分別為

3、：400kW,300kW,250kW.我臺分別開展了浮動載波1/6檔、浮動載波段2/6檔和浮動載波3/6檔的試驗。 一、浮動載波DCC模式的可行性 調(diào)幅廣播發(fā)射機輸出的高頻功率包括載波功率和邊帶功率。載波功率是固定的，不隨調(diào)制信號的變化而變化，其數(shù)值遠遠大于邊帶功率。隨調(diào)制信號而變化的邊帶功率，即使在100%調(diào)制時，邊帶功率也只占載波功率的一半。通常，廣播節(jié)目的平均調(diào)幅度很低，若按20%計，邊帶功率也只占載波功率的2%.通常，發(fā)射機即使采用了音頻信號的動態(tài)壓縮技術(shù)，平均調(diào)幅度也只能到達0.4左右，也就是說，不含信息的載波功率平均只占發(fā)射總功率的92.6%. 調(diào)幅廣播發(fā)射機的輸出功率Pc與發(fā)射機

4、的載波功率和調(diào)幅度m有關(guān)，對于正弦調(diào)制信號而言，發(fā)射機輸出的有效功率為： 式中m2/2Pc是發(fā)射機輸出的的攜帶信息的邊帶功率Ps,當(dāng)m=1時，P=1.5Pc,而Ps=0.5Pc.相對邊帶功率隨調(diào)幅度m的變化關(guān)系是： 經(jīng)計算可知，當(dāng)m0.5時，發(fā)射的總功率中所含的邊帶功率小于10%. 普通雙邊帶AM信號的無失真發(fā)射機承受的條件是不允許雙邊帶幅度之和超過載波幅度。因此可以得出結(jié)論，尤其是在調(diào)制信號不大時，載波功率可相應(yīng)降低。 DAM（或稱DCC）可使式2的不利關(guān)系得到改善。在無調(diào)制信號（節(jié)目空隙）或小調(diào)制信號時，使載波功率降低，在大調(diào)制信號時載波幅度有上升至額定值。 式中UC、U、R分別代表載波電

5、壓（有效值）、調(diào)制信號電壓（有效值）、發(fā)射機負(fù)載電阻。 采用D C C方式工作時，載波功率部分（式中前項）會因不同的載波受控特性而變化，而邊帶功率部分（式中后項）與調(diào)制信號電壓的大小有關(guān)。由于DCC工作時，調(diào)制信號電壓的大小與普通調(diào)幅時保持完全相同，因此，DCC與DSB兩種調(diào)制方式保持相同的邊帶功率。 無論在DSB還是DCC方式，調(diào)幅度的定義是完全相同的，都是指調(diào)制信號電壓與載波電壓之比。在DSB方式時，由于載波電壓保持恒定，理想情況下調(diào)幅度與調(diào)制信號電壓的大小成正比，他們的關(guān)系是線性的。在DCC方式時，調(diào)幅度與調(diào)制信號電壓之間的關(guān)系不在保持線性，且隨著載波受控特性曲線形狀的不同而不同。在載波

6、電壓小于1時，浮動載波調(diào)幅的調(diào)幅度都比普通調(diào)幅時大，正是由于這種關(guān)系，才能保持與普通調(diào)幅方式時有相同的邊帶功率，是收聽效果不受影響。 采用DCC模式工作，操作簡單，不改變原機器線路，不影響機器本地操作，不影響遠程計算機控制。 二、實測DCC模式下機器的三大指標(biāo)及收測效果情況 1.兩種模式下指標(biāo)對照 我臺在試驗期內(nèi)，分別對A機房0 1、02、03號發(fā)射機的指標(biāo)開展了測試，在DSB和DCC模式下，6MHZ、13MHZ、17MHZ實測三大指標(biāo)對照表如下表2-4所示。 通過以上比較，發(fā)射機不管工作在DSB還是DCC模式下，信噪比、失真度和頻率響應(yīng)都在容限值之內(nèi)，處于甲級，發(fā)射機的輸出指標(biāo)沒有大的差異。

7、 2.兩種模式下的實測播出效果 根據(jù)監(jiān)測臺統(tǒng)計我臺試驗期內(nèi)，我臺500KW發(fā)射機所有播出頻率收測效果良好。 從表5中同期播出效果比對中我們可以看出，采用浮動載波模式播出后，服務(wù)區(qū)的收測效果沒有發(fā)生明顯變化。在出現(xiàn)信號弱、雜音大等效果不好的頻率中，采用浮動載波前的同頻率也有著同樣的收測效果。比方：某時段播出的11MHz和6MHz在浮動載波前的得分是2分和0分；在浮動載波后的得分為1分和0分。下表是對采用浮動載波前后每個月的收測效果統(tǒng)計對照表，從表中我們可以看出到達3分及以上得分的頻率占總播出頻率的比例基本相同，說明浮動載波對播出效果的影響并不大。DSB與DCC播出效果對照表說明： 比率=3分（含

8、3分）以上收測次數(shù)總收測次數(shù)% 三、設(shè)備穩(wěn)定及備件消耗情況 1.設(shè)備的穩(wěn)定情況比照 我臺A、B機房日常播出頻段范圍為5MHz至17MHz,在試驗階段內(nèi)全部500KW發(fā)射機運行狀態(tài)穩(wěn)定，控制系統(tǒng)和高頻系統(tǒng)均未發(fā)現(xiàn)異常情況，表6為打火、過荷、過流數(shù)據(jù)統(tǒng)計： 從以上數(shù)據(jù)可以看出，DCC與DSB模式相比較，DCC模式下發(fā)射機過流、過荷及打火次數(shù)明顯減少，穩(wěn)定了設(shè)備，減少了打火檢修的次數(shù)，同時也減輕了檢修人員的勞動強度。 2.大型器件損壞情況比照 真空器件損壞的一般情況是，長時間工作在高電壓、高溫度的高頻電磁環(huán)境中，在DSB全功率的條件下，電容的損壞率較高，在采用DCC模式下，載波狀態(tài)DCC載波電壓分別

9、是DSB的89%、79%、71%,只有當(dāng)100%調(diào)制時，電壓才與DSB相同，低調(diào)幅時均低于DSB. 通過實測比較在DSB和DCC模式下，使用DCC模式，運行中真空電容及其他大型器件的溫度下降明顯，有利于延長真空電容及其他大型器件的使用壽命。表7所示為大型真空電容及大型器件溫度比較。 根據(jù)全臺真空器件損壞情況統(tǒng)計，在用DSB方式播出的五個月電容損壞八只，電子管損壞兩只；在用DCC方式播出的五個月統(tǒng)計，電容損壞九只，電子管損壞一只，損壞的電子管其使用壽命均已超過額定使用壽命，電容損壞的原因有：擊穿、漏水、性能下降等。其中10月份采用DCC播出的A機房損壞的四只電容有一只為指數(shù)線固定補償電容因饋線落

10、鳥引起指數(shù)線打火損壞，一只為電容漏水所至，兩只擊穿，且上述四只電容均已超過使用壽命。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看未出現(xiàn)異常真空器件損壞情況，均屬于正常損耗。 四、節(jié)能降耗電量分析 浮動載波技術(shù)在保證邊帶功率不變的情況下，隨調(diào)幅度的增加則載波功率也線性的增加。由于在設(shè)定的予置載波內(nèi)經(jīng)常會出現(xiàn)高調(diào)幅度，也就是比非浮動載波時邊帶功率要大，這樣即保證了接收機的響度、減小了對收聽不起作用的載波功率的浪費，又保證了較大調(diào)制度時正常載波邊帶功率，所以采用浮動載波技術(shù)可以大量節(jié)能。 A、B機房用電量詳細(xì)情況見附表。其中：B機房比A機房多帶兩臺400KVA場地照明變壓器，所帶負(fù)載約50kw（不含電纜和變壓器損耗），和一部500KW發(fā)射機（黑燈絲狀態(tài)）約60kw,兩個機房的行政附屬設(shè)備用電包括暖氣、照明、空調(diào)等也都記入了機房總用電量之中。此外，備機因培訓(xùn)、試驗備件等原因經(jīng)常在假負(fù)載上加高壓，也會使B機房的用電量大于A機房。表9所示為TSW2500發(fā)射機試驗浮動載波用電量分析報。 通過對前DCC模式和DSB模式下單機播出平均用電量的比對，我們可以發(fā)現(xiàn)6月份執(zhí)行DCC1/6模式時，單機每小時平均用電較DSB模式時省電約16%;7月份執(zhí)行DCC2/6模式時，單機每小時平均用電較DSB模式時省電約19%;8月至11月執(zhí)行DCC3/6模式時，單機每小時平均用電較DSB模式時省電26%