新調頻發(fā)射機講義g

調頻發(fā)射機講義

北京北廣科技股份有限公司

2009年

1.調頻廣播基本原理

2.調頻發(fā)射機技術指標

3.調頻發(fā)射機功率放大器

4.調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)

5.調頻發(fā)射機的維護與常見故障

6.調頻發(fā)射機技術指標及測量方法

內容簡介

(1)

能進行高保真度廣播中波調幅廣播通常占有14KHz帶寬.最高調制頻率7KHz.調頻廣播占有200KHz帶寬，調制頻率可以到15KHz，幾乎包括了人耳所能聽到的頻率范圍，因此保真度高。調頻廣播基本原理調頻廣播的優(yōu)點

(2)

動態(tài)范圍寬動態(tài)范圍是指最大音量與最小音量之比。即指人耳能感受到的不失真的音量變化,中波廣播因為調制度受到限制，信號動態(tài)范圍小只適合聲音廣播。調頻廣播動態(tài)范圍寬可達60db以上，可以較好地表現(xiàn)一般音樂信號適用于各類節(jié)目廣播。調頻廣播基本原理調頻廣播的優(yōu)點

(3)

信躁比好調幅廣播段中,由于日光燈、電器設備等的干擾，并且總是以調幅形式出現(xiàn)。調頻廣播頻率高并且調制度大，遠高于噪聲頻率及幅度.所以調頻廣播可實現(xiàn)高質量的廣播。調頻廣播基本原理調頻廣播的優(yōu)點

(4)

沒有串擾現(xiàn)象中短波傳播較遠，往往可達幾百公里以上，所以串擾現(xiàn)象嚴重。調頻廣播使用VHF波段只能在視距范圍內傳播，即使使用同一頻率的電臺，只要相距一定距離，就不會有串擾現(xiàn)象。調頻廣播基本原理調頻廣播的優(yōu)點通信廣播的各種方式都是利用電磁波來傳遞信號，把電磁波作為載體，以不同的方式把信息裝載后發(fā)射出去.在接收端再以相應的方式把信息取出來.前一過程為調制，后一過程叫解調，例如我們發(fā)射臺的調頻廣播、中短波等。調頻廣播基本原理調頻廣播基礎知識調頻廣播基礎知識調頻廣播基本原理1.載波信號數(shù)學表達式：

uc(t)=Uccosωct2.調制信號（單音頻）數(shù)學表達式：

uΩ(t)=UΩcosΩt3.調幅信號AM數(shù)學表達式：

ua(t)=(Uc+KUΩcosΩt)cosωct

調幅：顧名思義就是把調制信號加到載波信號的振幅上。使得載波信號的振幅的大小隨調制信號的大小而變化。調頻廣播基本原理調頻廣播基礎知識4.調頻FM數(shù)學表達式：

Uc(t)=Uccos(ωct+KfUΩ/Ω·sinΩt)=Uccos(ωct+mfsinΩt)

顧名思義，調頻就是把調制信號對載波的角頻率ωc進行調制，使載波的瞬時頻率隨著音頻信號的大小而變化。調頻廣播基本原理調頻廣播基礎知識調頻廣播基本原理調頻廣播基礎知識預加重與去加重：調頻廣播基本原理調頻廣播基礎知識預加重與去加重：目前立體聲廣播的制式絕大多數(shù)國家（包括我國）都采用了FM(調頻)－AM(調幅)導頻制。立體聲廣播的基本原理調頻廣播基本原理立體聲廣播的基本原理調頻廣播基本原理立體聲復合信號的表達式：

ua(t)=(L+R)+(L-R)sinωst+Psin(ωs/2)t實現(xiàn)ua(t)信號的處理，就是編碼，完成編碼的設備為立體聲編碼器。調頻廣播基本原理調頻發(fā)射機基本組成激勵器：產(chǎn)生已調制的載波信號(87—108MHz)。

功放：將已調載波放大到所需的功率，并將載波的諧波抑制到最小?？刂婆c指示：控制開關機、輸出功率大小、反射過大、溫度過高等保護電路，指示功率、電壓、電流及故障等。電源：提供功放所需的穩(wěn)定可靠的電壓和電流。天線：將載波功率發(fā)射出去。調頻廣播基本原理調頻發(fā)射機基本組成調制器調頻調制器一般都采用直接調頻法，多數(shù)采用變容二極管直接調頻法，具有頻偏范圍大，調制靈敏度高，電路簡單等優(yōu)點。壓控振蕩器：利用變容二極管上所加的反相電壓來改變振蕩槽路中的電容，從而改變振蕩頻率，實現(xiàn)對頻率的控制。調頻廣播基本原理調頻發(fā)射機基本組成調頻發(fā)射機基本組成調頻廣播基本原理鎖相環(huán)路：實現(xiàn)對載頻頻率RF的穩(wěn)頻。由預分頻、頻率合成器、鑒相器、環(huán)路濾波器和晶體振蕩器等組成。調頻發(fā)射機技術指標調頻機主要技術指標隨著我國廣播電視事業(yè)的飛速發(fā)展，各地電臺已經(jīng)或者正在逐步以全固態(tài)調頻發(fā)射機更新替代真空電子管調頻發(fā)射機。新一代的調頻發(fā)射機優(yōu)點：

a.激勵器集成度高、指標高，整機指標也有很大提高。

b.控制系統(tǒng)功能強大，具有遠程通訊功能。

c.末級使用了大功率的V-MOSFET推挽增強型的場效應晶體管。調頻發(fā)射機技術指標調頻機主要技術指標。頻率范圍：87MHz—108MHz輸出功率：額定功率±10%（連續(xù)可調）負載阻抗：

50Ω輸出接口型式：L27陰性或15/8″/非法蘭硬饋載波偏差：≤500Hz

殘波輻射：＜1mW或低于載波功率60dB音頻輸入阻抗：600Ω平衡寄生調幅：＜-50dB（無調制）額定頻偏：

±75kHz調頻發(fā)射機技術指標調頻機主要技術指標輸入電平：－12dBm～+12dBm信噪比S/N：≥70dB頻響：±0.5dB。失真：＜0.2%

。予加重：50μs(與標準曲線之差允許±1dB)。分離度：100Hz—10kHz≥50dB

30Hz—15kHz≥45dB。左右電平差：＜0.4dB

。整機效率：＞50%調頻廣播發(fā)射機的電聲指標是衡量播出質量的重要指標，主要包括信噪比、非線性失真和頻響。1.信噪比是指：經(jīng)過解調后的有用音頻信號與噪聲之比用分貝表示。

信號電平噪聲電平20lg調頻機主要技術指標調頻發(fā)射機技術指標2.非線性失真是指：解調后的音頻諧波分量與基波分量之比用百分數(shù)表示。u22+u23+un2u1×100%調頻廣播基本原理調頻機主要技術指標3.響率響應是指：解調后以1KHz音頻為參考點,看（30Hz～15KHz）各頻點的平坦度，數(shù)學式為:4.殘波輻射是指：除基波以外的諧波輻射,包括帶內、帶外的雜散輻射,用dB表示。數(shù)學公式：

調頻廣播基本原理調頻機主要技術指標S=10Lg基波輸出功率殘波輻射功率（30Hz～15KHz）電平(1KHz)電平20Lg5.分離度是指：左右信號間相應的泄漏量,即立體聲左/右信號分離度，數(shù)學式為:6.整機效率是指：發(fā)射機發(fā)射功率比上耗電功率用百分號表示.(耗電功率=外電*總電流)調頻廣播基本原理調頻機主要技術指標輸出功率耗電功率×100%η=EL(或ER)ER(或EL)S=20Lg

功率放大器

全固態(tài)調頻發(fā)射機的較大功率的功率放大器，主要由功放模塊、功率分配器和合成器、低通濾波器和定向耦合器組成。主要指標要求：增益高、效率高、帶寬（調頻全頻段）和諧波抑制好。

調頻功率放大器功放模塊是功放電路的基本單元

功率放大管現(xiàn)都采用MOSFET晶體管（BLF278和MFR151G等）

功放模塊調頻功率放大器MOSFET晶體管是電壓控制器件，當Vgs有較小的變化時，將引起Id較大的變化。其優(yōu)點是：輸入、輸出阻抗高，容易實現(xiàn)寬帶匹配；增益高，容易實現(xiàn)對功率的控制；漏源擊穿電壓高，對安全、可靠工作有利；具有負溫度參數(shù)，溫度穩(wěn)定性好；效率高，低導通內阻，消耗功率??；低電壓供電，壽命長。其缺點是：由于輸入阻抗高，柵極電流很小，所以在柵極感應的電荷也不易泄放，由此產(chǎn)生較高的感應電壓，造成柵極的絕緣容易被擊穿而損壞；耐受溫度的能力低；承受大駐波比高反射電壓的能力差。

功放模塊調頻功率放大器MOSFET晶體管的存放和使用注意事項：存放在防靜電的包裝盒內或將各電極短路的情況下存放；取用時要采取防靜電措施；安裝時源極S接地要好；用防靜電烙鐵在5秒鐘內焊接；

MOSFET晶體管一種簡易測量方法：用M500型三用表10K電阻檔測量柵源兩極和漏源兩極來判斷管子的好壞。

功放模塊調頻功率放大器MOSFET晶體管更換方法（1）用吸錫器、吸錫繩將焊錫吸凈，將損壞的管子拆下，并把電路板焊錫處理平，把安裝管子的散熱部分處理干凈。（2）帶上防靜電手鐲，將管子底板涂上導熱硅脂，放在電路上，用螺釘擰緊。（3）用防靜電烙鐵先焊漏極，再焊柵極。功放模塊調頻功率放大器場效應推挽管功放模塊方框圖

輸入電路：不平衡轉平衡、阻抗變換。輸出電路：阻抗變換、平衡轉不平衡。單管放大電路只有阻抗變換電路。要求：輸入與輸出電路的轉換、變換電路必須滿足寬帶和匹配。

功放模塊調頻功率放大器寬帶：87---108MHz匹配：使變換、匹配電路阻抗的虛數(shù)部分與信號源阻抗的虛數(shù)部分相抵消，同時使他們的實數(shù)部分相同，實現(xiàn)最大的功率傳輸。輸入與輸出電路可以利用變壓器方式、電感電容集中參數(shù)或分布參數(shù)、微帶線、RF電纜等方式來實現(xiàn)。

功放模塊調頻功率放大器用MOSFET晶體管BLF278的300W功放模塊

調頻功率放大器用MOSFET晶體管MFR151G的300W功放模塊

調頻功率放大器將兩個或多個功放模塊的功率輸出合成在一起出輸。移相3dB功率分配、合成器見下圖。根據(jù)傳輸線原理，λ/4行程將移相90°。移相3dB功率合成器要求在分配、合成的連接上保證相位的正確鏈接。

功率分配器和合成器調頻功率放大器功率分配器和合成器調頻廣播基本原理

R0—信號源內阻；RL:負載電阻；R:隔離電阻；

Z0的長度等于λ/4的長度，起阻抗變換的作用。同相二等分功率分配、合成器見下圖：當某一端口射頻功率較大時，一路經(jīng)R到另一端口，在R上消耗差值功率，另一路經(jīng)2個λ/4線（180°反相）到另一端口，如Z0和R選擇合適的話，會在另一端口互相抵消起隔離作用。

Z0的阻抗變換可以用微帶線實現(xiàn)，比較經(jīng)濟的方法，可用75Ω射頻電纜線來完成。功率分配器和合成器調頻功率放大器調頻功率放大器N路時，Z0=,R0、RL、R都為50Ω。一種3分配器實例：調頻功率放大器調頻功率放大器一種3合成器實例：一種5分配器實例：調頻功率放大器一種5合成器實例：調頻功率放大器合成功率及不平衡功率計算公式：1）多路放大器功率合成時：

M2/n*Pi=P0M：放大器單元實際工作數(shù)

N：放大器單元總數(shù)

Pi：放大器輸出功率值

P0：輸出總功率

2）不平衡功率：（M-M2/n）*Pi=P不

P不功率消耗在吸收負載上。

功率分配器和合成器調頻功率放大器1kW功率放大器實例：調頻功率放大器1kW功率放大器實例：調頻功率放大器1kW功放內部圖片調頻功率放大器3kW功率放大器實例：調頻功率放大器10kW功率放大器實例：調頻功率放大器低通濾波器作用：濾去發(fā)射頻率中二次以上的諧波基本要求：通頻帶87－108MHz；

滿足功率傳輸；輸入、輸出阻抗為50Ω；

帶內衰減≤－26dB(駐波比≤1.1);

帶外衰減≥50dB

由于功率合成器也具有帶外衰減的作用，所以總的帶外衰減能達70dB以上。濾波器和定向耦合器調頻功率放大器濾波器和定向耦合器調頻功率放大器濾波器和定向耦合器調頻功率放大器定向耦合器一般采用微帶線耦合或硬饋線內加耦合頭方式。作用：測量入射功率的大小，可進行自動增益控制；測量反射功率的大小，可進行反射過大保護；測量射頻輸出后的整機的指標。

濾波器和定向耦合器調頻功率放大器

功放的維護、修理的注意事項和檢修方法功放的維護、修理時，要采取防靜電措施。注意事項加電前功放輸出端的負載連接要牢靠，否則會引起功放損壞；將激勵功率降到最小后再加電升功率；在無激勵功率下測功放管的柵極和漏極電壓；功放的維護、修理調頻功率放大器示波器探頭不能直接接在工作時的射頻回路上，要采用耦合方式，防止電路失配；應避免用手去觸摸工作時的功放管及周圍的元器件，防止高頻灼傷。要判斷功放管溫度，可在斷開激勵功率瞬間，用手觸摸來感覺；記錄正常工作時的一些參數(shù)（維護和修理時測量）。功放的維護、修理調頻功率放大器檢修方法通過各種指示分清故障部位（入射功率、反射功率、功放電壓、功放電流和激勵功率）；查看故障功放外觀（開焊、變色、連接頭等）；靜態(tài)測量直流電壓（柵極、漏極電壓等）；動態(tài)判斷功放管溫度（過熱或不熱）；判斷功放管好壞。功放的維護、修理調頻功率放大器調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要功能發(fā)射機的控制主要包括：開關機、升降功率、工作頻率、主備切換等。發(fā)射機的監(jiān)測主要包括：整機監(jiān)測、激勵器監(jiān)測、功放監(jiān)測、電源監(jiān)測等。監(jiān)測內容：入射功率、反射功率、電壓、電流、工作頻率、工作溫度等。

調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要功能發(fā)射機的保護主要包括：反射過大保護、過激勵保護、過溫保護，功放不平衡保護等。遠程監(jiān)控接口發(fā)射機的遠程監(jiān)控接口用來進行遠程控制和遠程監(jiān)測。調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

1.簡單的監(jiān)控用模擬電路、簡單的數(shù)字電路、開關、繼電器、指示燈和電表等實現(xiàn)簡單的監(jiān)控。2.高級的監(jiān)控用單片機（工控機）、復雜的數(shù)字電路、模擬電路、開關、繼電器、指示燈和顯示屏等實現(xiàn)高級的監(jiān)控。調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)控制電路介紹

調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)控制電路介紹

調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)控制電路介紹

調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)總控箱介紹總控制箱，對全機的相關數(shù)據(jù)進行處理、判斷、控制和顯示。故障時產(chǎn)生保護信號送到相應的保護電路。若總控箱保持帶電，則可以實現(xiàn)定時開關機操作。調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)總控箱前面板圖片調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)總控箱后面板圖片調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)總控箱工作原理

顯示狀態(tài)信息有：數(shù)字量：激勵器的工作頻率、入射功率、音頻衰減量、單聲/立體聲、頻偏等；1KW功放單元：輸出功率、反射功率、功放電壓、四路功放電流、溫度；模擬量：合成器的輸出功率、反射功率、溫度。

控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)

激勵器設置：工作頻率、激勵器功率、音頻衰減量、單聲/立體聲等；播音時間表的設置；系統(tǒng)時間的設置。故障保護功能。整機輸出功率過大、降功率；反射功率過大，溫度過高封鎖激勵器。1KW功放單元保護，只顯示、報警，不做處理，處理功能由自身保護系統(tǒng)完成。

控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)總控箱主界面顯示控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)數(shù)字鍵盤（B板）控制工作原理Ⅰ：設置頻率；Ⅱ：設置功率；Ⅲ：設置時間；Ⅳ：激勵器狀態(tài)；Ⅴ：本地遠程切換；Ⅵ：功放狀態(tài)；Ⅶ：主備激勵器切換；Ⅷ：天線負載切換；Ⅸ：手動開關機。

調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)頻率設置

控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)設置時間

控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)激勵器狀態(tài)

控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)功放狀態(tài)

控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)主備激勵器切換主激勵器用綠色窗顯示，且窗邊有黑點框，當發(fā)射機采用雙激勵器時，按動Ⅶ號鍵可以任選主激勵器，與射頻切換的同時，音頻信號也通過相應繼電器將音周切換到工作激勵器上。選上的激勵器由灰變綠，原來主激勵器由綠變黃。在總控制箱后面板裝有一個射頻同軸繼電器，主激勵器射頻輸出加在同軸繼電器的常閉接點上，備激勵器加在常開接點上。控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)當主激勵工作時備激勵器被封鎖，射頻同軸繼電器不得電，常閉接點接通。與此同時，雙激勵切換板上的J1動作，音頻信號通過J1,J2加到主激勵器上。當主激勵開關置備激勵器位置，備激勵器工作，主激勵器被封鎖，同時射頻同軸繼電器得電，常開接點接通。與此同時，雙激勵切換板上的J2動作，音頻信號通過J1,J2加到備激勵器上。主備激勵器的切換由總控箱面板操作完成?？刂乒ぷ髟碚{頻發(fā)射機控制系統(tǒng)

天線負載切換當發(fā)射機采用主備機方式工作時，按動Ⅶ號鍵即可選用備機，此時天線開關接到備機上，本機接假負載。總控箱后面板天線開關的7芯插座中的交流220V電壓通過插座中的3、4或4、5送到同軸切換開關上，此時若同軸切換開關不在本機位置，則會通過天線切換開關的電機將天線切到被選到的主機上，當天線到位后，天線指示燈通過切換開關的到位點點亮，若使用備機工作，按動按鍵板上四號鍵，天線即會倒到備機上?？刂乒ぷ髟碚{頻發(fā)射機控制系統(tǒng)

手動開關機當?shù)谝淮伍_機合電后，按動Ⅸ號鍵、再按“確定”鍵，發(fā)射機交流接觸器J1帶電，發(fā)射機開啟工作。運行中再按Ⅸ號鍵和“確定”鍵，則關閉發(fā)射機。發(fā)射機安裝調試完，試運行正常后，可以按每天5組定時開關機工作。發(fā)射機在運行時段內，突然外電斷電，當外電恢復供電后，如仍在開機時段，則發(fā)射機自動啟動，如在關機時段，發(fā)射機等待下次開機時間到后自動啟動。控制工作原理調頻發(fā)射機控制系統(tǒng)

來自合成器單元的模擬量。即：輸出功率、反射功率和溫度的檢波電壓信號進入總控制箱的模擬量入口，經(jīng)過濾波器輸入/輸出板送到數(shù)據(jù)采集板，經(jīng)過放大處理后，送到主控板進行數(shù)據(jù)分析和顯示。其中的反射信號，當駐波比大于1.5時，既有反射功率過大時，主控板發(fā)出指令，由采集板送出封鎖信號到激勵器，雙激勵器時封鎖任何一臺激勵器的射頻輸出?？刂乒ぷ髟碚{頻發(fā)射機控制系統(tǒng)1kw調頻發(fā)射機圖片調頻發(fā)射機圖片3kw調頻發(fā)射機圖片調頻發(fā)射機圖片調頻發(fā)射機圖片10kw調頻發(fā)射機圖片維護

定期除塵，建議每季度用電動風機清除一次1Kw功放中散熱器和風機上的灰塵。建議每個月檢查一次機箱后部的聯(lián)線和插頭是否松動，發(fā)現(xiàn)問題后及時擰緊。調頻發(fā)射機維護要求和方法常見故障及處理方法

序號常見故障故障原因解決方法1發(fā)射機加不上電缺相或中線沒接好。前面板空開壞。1.把外電三相四線牢固擰在機箱端子上。2.更換機箱總開關。2無輸出功率無激勵功率。開關電源無直流輸出。1.檢查激勵器。2.檢修開關電源或更換新的開關電源。3輸出功率不夠激勵功率小。有壞的300w功率模塊。1.增加激勵功率。2.更換好的300w功率模塊。4反射功率過大1.檢查天線。2.濾波器短路或開路。1.檢查天線各個接頭是否松動有無進水現(xiàn)象，測量一下駐波比是否合格。2.檢查濾波器線圈和薄膜電容開路或短路。5溫度過高1.風機有停轉現(xiàn)象。2.溫度傳感器L335壞。1.更換風機。2.更換LM335.調頻發(fā)射機調頻發(fā)射機技術標準及測量方法國標GB/T4311-2000

米波調頻廣播技術規(guī)范行標GY/T169-2001

米波調頻廣播發(fā)射機技術要求和測量方法技術標準調頻發(fā)射機技術指標及測量方法主要指標測量方法

測試儀器圖片調頻發(fā)射機技術指標及測量方法調頻發(fā)射機技術指標及測量方法信噪比的測量a.按測量方框圖連接儀器，由發(fā)射機高頻信號耦合器拾取適當電平的高頻信號送給綜合測試儀。b.導頻信號保持10％的調制不變。c.調頻立體聲發(fā)射機和綜合測試儀分別使用50μs預加重和去加重網(wǎng)絡。調頻發(fā)射機技術指標及測量方法信噪比的測量d.用音頻信號發(fā)生器送1KHz信號到調頻立體聲發(fā)射機L或R輸入端，使總調制為100％±75KHz頻偏。在解碼器L或R輸出端測得電平值，并以此電平為基準。e.去掉調頻立體聲發(fā)射機L或R輸入信號，在解碼器輸出端測得噪聲電平值，該基準電平與噪聲電平之差值，即為L或R的信噪比。調頻發(fā)射機技術指標及測量方法信噪比的測量調頻發(fā)射機技術指標及測量方法失真度測量a.按測量方框圖連接儀器，由發(fā)射機高頻信號耦合器拾取適當電平的高頻信號送給綜合測試儀。b.導頻信號保持10％的調制不變。c.調頻立體聲發(fā)射機和綜合測試儀不使用加重和去加重網(wǎng)絡，音頻信號發(fā)生器分別送0.03