中波調(diào)幅廣播發(fā)射機工作原理分析

1、中波調(diào)幅廣播發(fā)射機工作原理分析作者：仁青次仁來源：衛(wèi)星電視與寬帶多媒體2021作者：仁青次仁來源：衛(wèi)星電視與寬帶多媒體2021年第18期K_f)360表1：撥碼開關(guān)狀態(tài)與編碼對應(yīng)表撥碼開關(guān)數(shù)值1234對應(yīng)編碼0010撥碼開關(guān)數(shù)值567S對應(yīng)編碼1100【摘要】發(fā)射機的穩(wěn)定運行主要依賴于各部件之間的高效配合，當(dāng)發(fā)射機出現(xiàn)故障時，通 過其運行原理可以實現(xiàn)對故障原因和位置的準確判斷。因此，提出中波調(diào)幅廣播發(fā)射機工作原 理分析研究。在研究了發(fā)射機中頻率合成器、音頻處理器以及功放盒主要作用的基礎(chǔ)上，對頻 率合成、驅(qū)動放大和電平轉(zhuǎn)換功能的實現(xiàn)方式進行全面分析?！娟P(guān)鍵詞】中波調(diào)幅廣播發(fā)射機;頻率合成器;音頻

2、處理器中圖分類號：TN929 文獻標(biāo)識碼：A DOI : 10.12246/j.issn.l673-0348.2021.18.002隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的逐步發(fā)展以及電子產(chǎn)品的迅速普及，傳播媒介實現(xiàn)了“大換血”，紙媒為 主的時代正式退出歷史舞臺，電視和廣播也逐漸被以移動終端為主的傳播媒介代替。在此背景 下，廣播要實現(xiàn)新的發(fā)展與突破，首先要做的就是優(yōu)化自身。為此，最主要的就是對發(fā)射機進 行升級，提高信號的穩(wěn)定性、覆蓋性以及安全性，以此為基礎(chǔ)在內(nèi)容和形式上發(fā)展出更加多樣 化的創(chuàng)新?，F(xiàn)階段，廣播發(fā)射器使用最廣泛的就是中波調(diào)幅類型的發(fā)射機，與其他類型的發(fā)射 機相比，其具有更高的使用范圍，由于具有調(diào)幅功能，能

3、夠確保廣播信號在不同環(huán)境內(nèi)的穩(wěn)定 傳播?？紤]到中波調(diào)幅廣播發(fā)射機使用方法的準確性直接關(guān)系到其壽命，另外，設(shè)備的維護與 維修都是影響設(shè)備工作效率的因素，而這些都是建立在對發(fā)射機運行原理充分了解的基礎(chǔ)之上 的。因此，本文分析中波調(diào)幅廣播發(fā)射機的工作原理?；诖?，本文提出中波調(diào)幅廣播發(fā)射機工作原理分析這一研究。在明確了構(gòu)成中波調(diào)幅廣 播發(fā)射機關(guān)鍵部件的基礎(chǔ)上，分析了其運行的原理。通過本文的研究，以期為提高中波調(diào)幅廣 播發(fā)射機運行的穩(wěn)定性、改善發(fā)射機使用壽命提供有價值的參考。中波調(diào)幅廣播發(fā)射機的組成分析為了實現(xiàn)對中波調(diào)幅廣播發(fā)射機工作原理的分析，首先要了解發(fā)射機的主要部件組成及作 用，為此，本文對發(fā)射

4、機中的核心部件，包括頻率合成器、音頻處理器以及功放盒進行分析。頻率合成器頻率合成器是中波調(diào)幅廣播發(fā)射機的核心部件，主要負責(zé)將信號頻率的頻率轉(zhuǎn)化為與接收 設(shè)備匹配的形式，因此，其主要應(yīng)用的技術(shù)是頻率合成技術(shù)。現(xiàn)階段，該部件主要是以數(shù)字芯 片為主要控制載體實現(xiàn)了，考慮到廣播信號在傳播過程中會受到干擾，因此，芯片在控制頻率 合成時一般具有較高的分辨率，以此確保接收端可以準確識別發(fā)射信號。同時，轉(zhuǎn)換頻率的速 度決定著接收端接收到信號的連續(xù)性，為此，頻率合成器的運行頻率會受到接收端與發(fā)射機距 離的影響。當(dāng)二者之間的距離較近時，頻率會相應(yīng)地適當(dāng)增加，而當(dāng)二者之間的距離較遠時， 頻率也會相應(yīng)降低，以此避免出

5、現(xiàn)信號疊加，影響接收端的采集效果。除此之外，廣播發(fā)射機 的發(fā)射信號的多樣性也決定了信號頻率具有較大的寬度，這就決定了頻率合成器要具備較寬范 圍內(nèi)的頻率合成功能，對于部分相位噪聲明顯較低的信號，能夠?qū)崿F(xiàn)完整整合，確保最終發(fā)射 信號的純度滿足接收端的接收標(biāo)準，避免出現(xiàn)信號丟失的問題。音頻處理器音頻處理器在某些發(fā)射機中也叫調(diào)制器，主要負責(zé)對信號的檢測與處理，主要由壓縮器、 窗口比較器、線性檢波器三部分構(gòu)成。其中，壓縮器主要控制音頻的頻率波動幅度，可變增益 單元對幅度較大的信號進行壓縮，確保其振動范圍在頻率合成器的合成范圍內(nèi)，放大單元將頻 率波動較小的信號進行放大處理，避免在頻率合成階段由于信號波動變

6、化較小造成信息丟失， 影響最終發(fā)射信號的準確性。其電路圖如圖1所示。通過二者的協(xié)同作用，壓縮器能夠?qū)κд嬲{(diào)節(jié)端作出準確調(diào)節(jié)，使失真達到最佳狀態(tài)。窗 口比較器主要是判斷處理后信號是否符合要求，因此，設(shè)置電平極限值，避免窗口輸入的信號 超過極限值，且該值大小主要由頻率合成器的運行條件決定。若音頻信號過低，窗口比較器會 自動輸出高電平，若音頻信號過高，窗口比較器則會自動輸出低電平。若音頻信號高于OdB 時，作壓縮處理;當(dāng)音頻信號大于 20dB 時，作失真處理。同時，通過線性檢波器也可實現(xiàn)對發(fā) 射機發(fā)射信號波動幅度的調(diào)節(jié)，以此滿足用戶的不同要求。功放盒功放盒是發(fā)射機功率輸出的核心部件，輸出的載頻功率由

7、其出廠設(shè)置決定，在對該部件進 行選擇時，主要依賴于光比發(fā)射機的實際應(yīng)用范圍。該組件上含有一個輸入電流表，其主要作 用是顯示功放盒的總電源電流，是判斷發(fā)射機運行狀態(tài)是否出現(xiàn)異常的關(guān)鍵，另外也是發(fā)射機 輸出量最直觀的表現(xiàn)。當(dāng)發(fā)射機的輸出越高時，電流表的示數(shù)越高，相反，則示數(shù)越低。在發(fā) 射機投入使用前，會根據(jù)其輻射范圍對其功率范圍進行設(shè)定，以此設(shè)置電流表的閾值，當(dāng)示數(shù) 超過該范圍時，則可以判斷發(fā)射機出現(xiàn)載頻異常。驅(qū)動放大器發(fā)送的載頻驅(qū)動信號經(jīng)過調(diào)頻緩 沖后，也會將載頻信號的幅度控制在75100V范圍內(nèi)，并最終以正弦波信號的形式由功放盒 發(fā)射。在此過程中，調(diào)制驅(qū)動信號中不僅含有載波電平，還包括調(diào)制音頻

8、信息，二者皆為可變 脈沖寬度方波。中波調(diào)幅廣播發(fā)射機的運行原理分析2.1 頻率合成由于信號接收端的類型是多樣化的，因此，發(fā)射機的運行需求是動態(tài)變化的，為了確保頻 率合成器滿足不同條件下的合成要求，一般是以可編程DDS系統(tǒng)實現(xiàn)對其的控制，同時，在 數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）和高速比較器的協(xié)助下，實現(xiàn)對不同信號頻率的合成。當(dāng)確定待合成的信號 頻率后，可編程DDS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入存儲器對信號的頻率進行存儲，并由頻率相位數(shù)據(jù)寄存 器提取頻率的相位值，提取到的結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)至高速DDS中，在該模塊通過相位累加器的加法器 和 N 位相位寄存器實現(xiàn)對頻率的初步疊加。為了確保該過程不會對發(fā)射機的發(fā)射頻率產(chǎn)生影 響，外部設(shè)有一

9、個參考時鐘，通過將時鐘的時間與發(fā)射周期保持一致，確保步長遞增的時間滿 足發(fā)射機運行要求，在此基礎(chǔ)上，再將疊加后的頻率與正弦查表中的信息對比，將對應(yīng)的正弦 波頻率作為頻率合成的輸出結(jié)果，并通過對步長間距進行調(diào)節(jié)實現(xiàn)對目標(biāo)頻率進行設(shè)置，該過 程可表示為其中，K表示頻率常數(shù)f0時的激勵頻率，fO為原頻率，f為目標(biāo)頻率。得到對應(yīng)激勵頻率 后，需要將K的整數(shù)部分轉(zhuǎn)換成二進制，計算出最終的輸出頻率。值得注意的是，這種輸出 的調(diào)整是通過對撥碼開關(guān)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的。表1為撥碼不同狀態(tài)對編碼。根據(jù)編碼對應(yīng)關(guān)系以及上文的計算結(jié)果，輸出目標(biāo)波形，完成頻率合成2.2驅(qū)動放大驅(qū)動放大主要是針對頻率波動范圍較小的信號而言

10、的。其主要目的是避免由于頻率波動不 明顯導(dǎo)致合成階段丟失該部分信息，導(dǎo)致最終的合成頻率可靠性和完整性降低。放大處理前，信號會經(jīng)過前置放大板，并在該環(huán)節(jié)疊加一個直流電壓，使信號變成了的頻 率范圍達到015V范圍內(nèi)，并具有脈沖屬性，這樣做的目的是確保放大階段不會對原本的信 號頻率屬性產(chǎn)生破壞。完成轉(zhuǎn)變后的信號會在線性檢波器檢波合格后以兩路同相信號的形式向 下一環(huán)節(jié)傳遞，在輔助器的推動作用下，與線路繞組共同組成推挽電路。同時，壓縮器中的溝 道增強型場效應(yīng)管與減弱型場效應(yīng)管之間會形成互補關(guān)系。在這種兩極化的效應(yīng)下，信號波會 形成兩個相位相差，次級繞組在180的電勢作用下，推動由兩個推挽電路輸出推動末級

11、三路 功率放大板運行。此時，壓縮器驅(qū)動放大取樣電路，實現(xiàn)對信號的驅(qū)動放大。電平轉(zhuǎn)換電平轉(zhuǎn)換由三極管和電平驅(qū)動電路組成。若調(diào)制器輸入信號為0，驅(qū)動電路會將其放大， 對應(yīng)的邏輯也會轉(zhuǎn)化為1，此時的信號脈沖寬度即轉(zhuǎn)變?yōu)榉讲?，?jīng)過功放盒內(nèi)三極管的調(diào)制 后，電平轉(zhuǎn)重新?lián)Q成邏輯0，此時的電壓值轉(zhuǎn)化為與輸入階段大小相等的負值，對應(yīng)的邏輯1 也為與放大階段大小相等的負值，這種變化會激活調(diào)制驅(qū)動信號把小電流的方波變換成大電流 驅(qū)動，實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，滿足效應(yīng)管的飽和導(dǎo)通需求。穩(wěn)壓二極管提供的電源電壓為相對電源電 壓，大小主要取決于邏輯狀態(tài)。結(jié)束語中波調(diào)幅廣播發(fā)射機已經(jīng)成為現(xiàn)階段廣播系統(tǒng)運行的關(guān)鍵設(shè)備，作為控制廣播信

12、號穩(wěn)定性 和可靠性的核心部件，對其工作原理進行全面研究不僅對于設(shè)備的合理使用，也同樣關(guān)系到后 期設(shè)備的維護與檢修工作的開展。本文提出中波調(diào)幅廣播發(fā)射機工作原理分析這一文章，在明 確了發(fā)射機構(gòu)成的基礎(chǔ)上，對其運行原理作出了全面分析。通過本文的研究，以期為中波調(diào)幅 廣播發(fā)射機的使用、維護、故障檢測以及維修提供有價值的參考。參考文獻：馮志超淺析全固態(tài)中波調(diào)幅廣播發(fā)射機射頻功放模塊的工作原理與維護J.廣播電視信 息， 2019， No.329(09)：96-98.譚添.PDMlkW中波調(diào)幅廣播發(fā)射機頻率合成器故障檢測及處理研究J.電子制作，2020, No.407 (21)： 20+37-38.李欣琰.DM-lO