调幅发射机

调幅发射机（共7篇）

调幅发射机 篇1

1 模拟调幅数字化改造的必要性

AM广播作为第一代广播技术, 一直被世界各国作为主要的信息传播的技术手段之一。AM广播由盛至衰的重要原因是其技术模式已不适应现代条件下人们对广播服务的需求。AM广播的数字化, 可以使声音质量得到明显的改善, 从而吸引更多听众。此外, 数字化后, 可以通过传输附加数据, 例如电台名称和替换频率, 可使接收机的操作变得简单容易。从频率资源的利用来看, 30MHz以下的广播波段有其特有的性能, 他能实现远距离和大范围的覆盖。是实现地区性、全国性及国际性广播覆盖的最好手段之一, 而且它的良好的快速移动接收特性是其它数字传播媒体所不能相比的。

2 模拟调幅发射机DRM改造数学原理

DRM是基于现有中短波数字广播的系统规范标准, 在单频道9KHZ (10KHZ) 或者双频道18KHZ (20KHZ) 的现有中短波广播带宽内实现数字调制。我们对PDM发射机的改造是由PC组成的发端平台产生DRM基带信号, 然后经过对DRM基带信号分离的幅度和相位信息进行第二次调制。DRM基带符号可表示为:

(l+Nsm) Ts≤t≤ (l+Nsm+1) Ts

其中k表示载波编号, l表示OFDM符号编号, m表示传输贞编号, K表示发射的载波总数, Ts表示符号周期, Tu表示载波间隔的倒数, Tg表示保护间隔持续期, fc表示射频信号的基准频率, Cm, l, k表示第m贞中第l个数据符号分配在第k个载波上的复数符号。对上述基带信号进行的再次调制, 发射的DRM调制符号可表示为:

上式也可以表示为:

上面两个式子是等同的。我们利用传统发射机调制大功率DRM信号时, 须将S (t) 信号分为包络分量At和高频调相分量, cos (ωct+φt) 将At分量送到发射机音频支路进行线性放大, 将cos (ωct+φt) 分量送到发射机高频支路, 利用C、D类放大管进行无失真放大, 然后将大功率At的和cos (ωct+φt) 送到发射机的混频管中混频, 得到大功率的信号, 实现DRM信号的放大调制。此方式既可以充分利用传统发射机的现有电路设备, 同时也实现了高效的放大调制, 节约电力。我们对传统发射机的改造就是基于这种思路的。

3 PDM机的DRM改造

3.1 PDM机改造的基本原理

中波模拟发射机采用幅度调制方式发射, 而DRM的数字基带信号必须经过变换, 进行幅相分离才能在现有发射机上进行传输发射, 对于国内大量的PDM和DAM (数字式) 调制方式的中波发射机, 其末级功率放大采用桥式丁类非线性放大, 要保持这样的高效率放大调制形式, 减少对发射机的改动, 必须首先分离出DRM基带信号的幅度和相位信息, 幅度信息经低频通路处理, 相位信息经高频通路, 最后在末级进行混频放大形成幅相包络波。

3.2 PC发端平台

PC发端平台是基于DRM规范标准, WINDOWS2000操作系统软件平台支持下的通用PC组成的应用系统。内嵌各功能模块的软件代码, 分为编码复用模块、信道编码模块和OFDM生成模块, 输出DRM基带信号。

发端平台的系统结构如图2所示。

3.3 接口适配卡

发射机接口适配卡是DRM发端平台与发射机间完成信号转换和电路匹配的接口电路, 可适用于与不同调幅制式发射机的配接。

3.4 对PDM3KW机发射机端的改造

本次对一部上海明珠广播电视科技有限公司产TS-03C的PDM调幅发射机进行DRM改造实验, 频率为1008KHZ, 功率3KW。本频率为实验频率, 试验的目的是为了验证DRM改造后的实验机在满足压制条件下的播出效果。 (1) PDM低通解调器的带宽应该至少扩展到调幅音频带宽5KHZ的7到8倍约35KHZ以上, 才能形成良好的包络形状和肩距。在实际测试中TS-03C发射机的PDM解调中的低通滤波器上限频率均能达到40KHZ的要求, 因此, 不用对其进行通带扩展。 (2) 将原发射机的高频激励器换成直接数字频率合成器 (DDS) 。DDS接收I/Q数字信号, 产生等幅调相的高频载波信号, 这一信号经中间放大器发大后, 经过功率放大器均分给4个调制功放盒, 对与这一信号, 要求电压应在5VP-P, 输出阻抗为75Ω。 (3) 将原有的调制推动器改成能接收I/Q数字信号的PDM形成电路。PDM形成电路读取I/Q数字信号后进行幅度运算转换, 将此幅度信号与72KHZ的三角波信号进行比较, 形成PDM脉宽信号后, 输出至调制功放盒, 直接驱动末级功放模块, 进行调制放大。对于本单元电路输出脉冲幅度要求13V。在本次试验中, 我们采用了中国传媒大学提供的D/A转换及PDM形成电路小盒替代原有的调制推动小盒, 很好的满足了试验的要求。 (4) 对于包络信号和载波信号的末级调制同步问题, 由接口适配卡提供一个FIFO存储器来对其中一路信号进行延时, 而延时量由PC发端平台提供一个控制信号来控制, 可由PC端软件界面输入延时量来调整。

4 发射机DRM改造后进行外场测试

4.1 测试数据

我们在福州地区市区中心范围和近郊四个方向开展外场测试试验, 在对抗干扰条件下进行同机同频率 (频率1008KHZ 3KW的PDM发射机) 模拟调幅播出和DRM数字播出。以下是测试的部分数据。

4.2收测的结果分析

(1) DRM发射功率仅需要模拟发射功率的三分之一就能达到原来模拟发射的覆盖范围, 且数字接收解码音质清晰流畅。 (2) 在本地场强覆盖范围内, 远地开机下用模拟接收机收听本频道内近似“白噪声”, 也就是DRM发射功率仅用了原模拟实验发射功率的五分之一, 即0.6KW已能有效压制。 (3) 对AM信号造成影响的高山、大的钢筋混凝土建筑物, 对DRM信号依旧产生同样影响, 如何作改善还需作进一步的探索。

注: (1) 3KW模拟方式播出下的接收主观评价分值 (括号内数值, 满5分) (2) 数字播出方式下软件解码的信噪比SNR (dB) , 大于16dB就能流畅收听。

4.3 结论

(1) 现有的传统高效率的调幅发射机可以通过数字化改造, 以较小的成本实现DRM广播的播出。 (2) 在保持相同覆盖的情况下, 由于数字传输本身具有的特性, DRM发射机比模拟AM发射机的功率可降低到1/2~1/4以上, 即降低6~8DB。 (3) DRM广播能够显著提高AM波段声音广播的质量, 在保持现有带宽9kHz或10kHz的情况下, 利用音频数据压缩技术和DSP (数字处理) 技术, 可达到调频FM广播的质量, 如果带宽加倍, 可达到CD质量水平。

5 结束语

DRM技术作为AM广播数字化改造的载体, 可以克服现有模拟AM广播传输信号不稳定、声音质量差和抗干扰能力弱等弱点, 可以令传统AM广播的内涵与特点得到充分的扩展, 具备应对其它领域挑战的能力。本文通过介绍利用自身条件, 对现有PDM~3kW中波发射机进行改造, 发射出DRM信号, 进行DRM广播的试验情况, 希望能对相类似情况中波发射台利用自身条件实行DRM试验和探索起到抛砖引玉的作用。希望随着对DRM广播试验的深入开展, 在不断的探索改进中, DRM技术将日臻完善和发展。

摘要：笔者阐述模拟调幅发射机数字化改造的关键技术, 及DRM具体实现原理, 也给出相关模数播出的外场收测数据。

关键词：DRM,COFDM,数字化改造

参考文献

[1]李栋.数字声音广播.北京广播学院出版社, 2001 (3) .

[2]上海明珠广播科技有限公司.TS-03C3KW全固态PDM中波广播发射机技术说明书, 2005 (1) .

[3]张丕灶, 等.全固态脉宽调制中波发射机.厦门大学出版社, 2005 (9) .

调幅发射机 篇2

一、数字发射机驻波比保护电路的作用

全固态数字发射机与电子管发射机的末级功放部分相比有很大的不同。首先, 固态机的放大器件为场效应管, 它不能耐受很高的反射电压, 如10k W数字机使用的IR-FP350管漏源极击穿电压仅为400V, 当反射电压过高时, 它很容易被损坏, 而电子管板极能够承受很高的电压。其次, 固态数字机功放末级使用的场效应管工作在丁类状态, 它要求激励电压的波形具有陡峭的前后沿, 以减小管子的功耗, 当驻波比过大时, 反射电压和本机激励电压叠加在一起, 会破坏激励波形, 造成管子损耗过大而烧坏。第三, 数字机的末槽设计成带通滤波器、阻抗徽调电路, 并将其谐振于三次谐波上, 其阻抗范围较窄, 当天馈线失配或反射信号过大时, 这些倒送回来的能量基本都让末级吸收了, 末级将因过热而烧毁, 因此为了保护末级功放管, 在全固态数字发射机中特意设计了用于监视反射电压的驻波比检测电路, 当驻波瞬时发生或连续出现时, 驻波比检测电路将给控制电路送去一个相应的信号, 使发射机做出相应的反应, 以保护发射机不被损坏。

二、驻波比检测电路的自测功能

从以上介绍可以看出, 发射机对驻波比越限保护功能的要求是相当严格的, 保护电路应该时时处于完好状态, 为此在显示板单元电路中设置了驻波比越限保护电路的自动检测功能, 每次开机时, 机器本身都自动检测一遍驻波比越限保护电路工作是否正常。同时, 在机器运行期间, 可随时进行人工检测其正常与否。

这里我们不详细分析自测电路的工作过程, 只给出这样的结论:当自动检测或手动检测驻波比保护电路正常时, 面板上DS24显示绿色, 表明自检通过;如果DS24显示红色, 表明自检没通过, 保护电路不正常, 此时发射机虽然给出了驻波比越限保护电路不正常, 但仍然能开机使用。

数字中波发射机在这里的设计不够完善, 当驻波比保护电路自测出不正常时, 仅仅给出故障指示, 机器仍然可以开机运行。此时不应该开机, 应首先检修驻波比越限保护逻辑电路, 如果强行开机播出, 当出现驻波过大时, 因为没有保护功能, 将会烧毁大量器件。

经过对电路的详细研究, 我们在改进的电路中将驻波比越限保护电路的故障列入一类故障, 即当发射机出现驻波比保护电路自检不正常时, 将封锁机器不能开机, 直至故障排除。

三、改进后的驻波比检测电路

重新设计的电路如下图。图中N10是8输入或门74HC4078,

输入的是8个一类故障:N24C是2输入四或门, 它将N10输出的一类故障与重复的二类故障相或后输出至或门N70A;N64B是双重数据触发器74HC74, 它的输出送入N70A的另一脚, 以确保这个一类故障信号不小于2.4秒;N64A在这里作为锁存器, 当驻波比自检正常时, DS24绿灯亮, 当自检不正常时, DS24红灯亮, 但它没有把自检不合格的信号送到开关机控制电路, 也就是说自检不合格时也能开机, 但这时发射机却没有驻波比越限的保护, 于是我们在这个电路中加入了NAA、R0、NBB等电路。为了取得与整个电路的一致性, NAA用的是与N65相同的六反相施密特触发器74HC14, NBB使用的是与N70A相同的2输入四或门74HC32。改进后电路的工作原理是:当自检没通过时, N64A的Q端输出低电平, 经N65C反相后驱动DS24红色指示灯亮, 这一低电平同时经NAA反相后, 送入NBB输入端, 与N70A输出的一类故障相或后, 由X8—31输出到控制板A38去关掉发射机, 从而达到驻波比保护电路自检不正常时, 无法开机。

调幅发射机 篇3

DA M-10型机在运行中可以出现的故障现象很多, 比如有的面板上指示灯由绿变红时, 且按面板上的复位按钮不能消除, 则应检查红灯所显示的电路。开机后, 无输出功率, 电流指示为零, +230VDC正常时, 此时可按功率“升”按钮, 若不行则查看控制板的控制开关是否在ON位置。经过上述检查仍无功率输出时, 则应检查控制电路、模拟输入板电路。功率不能升到固定值, 面板显示正常则需看: (1) 功放模块是否损坏太多。 (2) 检查保险丝。 (3) 检查模拟输入板最大功率调节电位器R27是否变值或开路等等, 还有很多故障现象在此不一一列举。在DAM发射机中常见的几类故障中多以关功率故障多, 详细了解功放电路对正确判断故障原因及部位有重要意义, 下面就了解一下该电路。由输出监视板A27来的反射检测信号 (为14ms的负脉冲) , 经或非门N43D反相为14ms正脉冲。分二路, 一路到单稳态电路N48A用于故障显示;另一路由或非门N43C反相为低电平。该电平又分为三路, 一路到功放关断门N 66输出一个14ms的关功放逻辑高电平, 使功放关闭14ms。第二路送到脉冲展宽电路N69A, 其中反输出低电平由N72B倒相为高电平送到振荡器板A17用于激励封锁和激励转换。第三路则送到驻波自测锁存器N64A。所以遇到关功率故障时一定先去查输出监视板前面的电路。

前面我们说过, 固态机的固态件承受过电压的能力低, 其中尤以功放模块的损坏数量居多, 所以如何检修功放模块式我们经常要遇到的。至于如何查找故障块在这里就不详述, 这里要谈的是如何更换故障模块上的场效应管, 下面就把它作为第一个故障实例叙述。故障实例:射频放大模块故障现象:保险管熔断。故障原因:场效应管 (MOSFETS) 短路。保险管熔断可能有1个或2个场效应管 (板桥电路中) 有故障 (在D A M-10型发射机中每个功放模块上有4个场效应管) , 但此时仍可继续让发射机工作, 到常规停机检修时更换, 此时可用U形环状跨接线替换下不能工作的模块。

1 取下故障模块上的故障场效应管

要注意的是, 当功放模块有故障时, 一般要取下其上面所有场效应管, 虽然上面的场效应管可能未全损坏, 但只要有一个场效应管短路坏掉, 就会使其它场效应管内部受到伤害, 即使不换下, 用不了多久也会坏掉。取管的顺序是: (1) 取下散热片及与场效应管连接固定的所有螺丝, 轻轻将场效应管从散热片上撬下。 (2) 从最外面的场效应管开始将其散热片逐个取下。 (3) 从模块上焊下场效应管。这里特别要注意的是在焊场效应管时一定要使电烙铁和人体都必须接地。

2 更换场效应管

焊接场效应管时, 先用一根裸铜线在管脚靠根部绕3~4圈, 使管脚并联在一起, 焊接电烙铁必须接地, 在焊接好后在把细铜线拆除。焊接完后检查有无管脚短路、虚焊、漏焊现象。再换掉熔断的保险管。将维修好的射频放大器安装回发射机, 开机后正常, 故障排除。

故障实例二, 风机故障现象:发射机关功率, 面板上冷却部分的“风”指示红灯亮。按恢复按钮不能恢复, 故障原因检查:先看风机前面的风接点连线正常;再检查风机电源电路正常;最后仔细听风机的声音小而沉闷, 且第一块功放模板有过热现象, 怀疑是风流量不够引起 (如图1) 。图中, S7为风接点, S12为热敏继电器, 它装在第一块功放模板的散热片上。在发射机正常工作时, 即在冷却气流和模块温度均正常时, S7和S12导通, 从低压电源分配来的+8VDC通过S7和S1 2去显示板, 使禁止门输出为低电平, 表示一切正常。当冷却气流不足 (或风机未工作) , 或者是功放模块温度过高时, S7或者是S12将切断+8VDC。在本例故障中, S7闭合, S12断开, 怀疑是由于第一块功放模块温度过高引起, 而模块温度过高应是风流量不够, 冷却不足所致。拔下风机过滤网, 到外面用风扇清洁, 发现积尘较多。怀疑是风堵现象引起风流量小。清洁完毕, 放回原处, 开机, 恢复正常, 故障排除。

故障实例三:天线驻波比的故障。故障现象:发射机关功率;面板上“天线驻波比”指示灯绿变红, 按驻波比复位按钮, 瞬间复位又还原成红灯。

故障原因检查:首先检查发射机本身, 打开机门观察, 发现物烧坏、打火现象。怀疑可能是室外发射机输出网络或负载 (通常是天馈线系统) 严重失配引起。按照原理分析, 在发射机的输出网络或者天馈线系统有故障或严重失配时造成发射机射频输出功率的较大反射, 当反射功率超过设定值时发射机将产生降功率操作, 从而使发射机的输出功率降到设定值以下爱, 发射机将继续工作于降功率之后的安全功率等级上。而当反射功率过高超过某一数值时, 将首先使发射机关功率, 当关功率命令解除时, 发射机又受到驻波的冲击, 从而使天线驻波比红灯亮。去塔下的天线调配室, 发现输出网络中的调载电容对地开路, 即连接地的导线断开。怀疑是天长日久腐蚀所致饼电容接地侧开焊, 从而使负载增大, 输出网络严重失配。清洁脱焊点, 再重新焊接后, 重新开机, 恢复正常, 故障排除。

总之, 数字调幅广播发射机的功能先进, 故障率低, 节能降耗。但也有新的问题需要我们研究总结, 积累经验, 在实践中进一步增强我们的维修本领。

摘要：如何检修数字式调幅发射机, 本文给出了若干实例;如何维护射频功放模块及其母板, 本文也给出了几点建议并就功放模块的维修和场效应管的更换给出了具体的操作步骤。

调幅发射机 篇4

1 技术特点

数字调幅中波广播发射机的基本理论是利用信号的包络消除和再恢复的原理。所谓数字调制 (DAM) 也称作是量化调幅, 它是融幅度调制和数字处理于一体。其调制原理就是先将音频信号进行模数转换, 在每一个取样周期中得到12比特数字, 再由调制编码器对这一数字编码, 编码器输出的数字控制相应射频功率放大器的开通。即每个时刻开通确定数量的功率放大器, 以产生该瞬时音频调制信号所对应的射频输出电压。这种用数字选通功率放大器, 并产生射频已调波的调制式。DAM发射机基本由以下部分组成:射频系统, 音频调制系统, 控制检测系统, 电源供电和冷却系统, 计算机检测控制系统。数字发射机由于数字化, 模块化的设计, 在功耗方面比以往的电子管发射机有了很大的降低。

经济效益显著, 传统电子管发射机平均整机效率约35%, 而全固态发射机平均效率大于80%。以省台一套节目每天播出20小时计算每天可节电300度, 一年可节电约11万度, 按每度电0.7元, 一年可节约电费7.7万元。10KW电子管脉宽机每部每年仅正常消耗FU-8324只, FU-2518只, 就价值约2万元。而全固态机每部每年正常消耗仅IRF350场效应管及一些常用元器件, 价值不超过5千元。可看出用全固态机取代电子管机, 每部发射机年正常运行费用可减少约9.2万元, 4部发射机可减少约36.8万元。这对经费紧张的基层转播台而言, 是很重要的, 运行费用的高低直接影响到基层台站的正常运转。四台发射机更新为全固态发射机后, 为安全优质不间断播出提供了有力的保证。播出质量得到明显改善, 响度音质有效服务半径都大幅提高。播出时间也都提高到每天近20个小时为听众提供了大量有益的节目, 广播听众得到了巩固和增加, 社会影响也越来越大。

DAM全固态发射机没有开机预热关机延时冷却等过程, 操作简单, 几秒内即可进入播出状态。播出过程中, 工作状态显示及故障报警一目了然, 便于值班人员掌握发射机工作正常与否。改用DAM全固态机后, 发射机房中的工作环境尤其噪声得到明显改善。电子管机采用强制风冷, 建有风房风道等, 不仅不美观, 且噪声特别大。由于DAM全固态机的高可靠性以及良好的操作界面, 值班人员的劳动强度相对减轻。

DAM全固态机与PDM电子管机相比, 工作原理有质的不同, 电路结构也有很大的区别。电子管发射机高末级采用大功率电子管FU-832工作于丙类状态, 所需高压达12.5kv, 悬浮高压台电压也达6kv。而全固态机用工作于丁类状态的大功率场效应管IRF350作桥式功放, 并用该桥式功放作基本功放单元, 用变压器功率合成技术获得功率输出, 整机最高工作电压仅230v。相比而言, 固态机在运行维护上要安全些。由于电子管机使用电子管的原因不仅所需电压种类众多, 而且多为高压, 相应电源模块也多, 电源故障率很高。固态机高压仅230v, 整机电压种类也少, 且多为低压, 实现也简单, 电源故障率较低。

电子管机的工作指标靠维护人员对整机工作状态的精心调整来保证, 并且很难一直保持在甲级状态。而全固态机由于原理上的先进性, 它的工作指标主要靠设计来保证, 整机调试正常后, 常规维护下, 均能保持在甲级状态。因全固态机自身技术特点, 设计有完善的控制系统, 以及对整机工作状态的监测显示系统, 电路结构比较复杂, 但由于技术成熟可靠性高而很少出现故障, 相反电子管发射机的控制系统故障率极高。技术人员应对整机工作原理及电路有透彻的理解、掌握。

2 对全固态机维护的经验体会

全固态机对发射机与天馈系统的阻抗匹配要求比电子管发射机高。发射机与天馈系统的阻抗匹配应良好, 否则反射功率越限, 将造成发射机保护性停机。天调系统的作用是实现天线与馈线特性阻抗的匹配。我台三副天线均是双频共塔, 且低端频率比较接近, 因此天调网络比较复杂。天调网络维护不好, 极易引起相互间串音, 发射机反射功率越限而保护性停机。由于功放模块的位置和结构原因, 容易积聚灰尘, 要及时除尘。取、装功放模块时要特别细心。发射机机箱间以铆钉铆合, 接触电阻较大, 机箱特别是机箱门, 不是都与地良好连接。发射机运行中, 机箱门与机箱开合处易出现打火。在机箱内用铜皮焊接方式加强机箱间连接, 机箱门与机箱间用铜线加强连接, 伎机箱各处均与地良好连接。全固态机的一大弱点就是怕雷击, 雷击极易造成功放模块大功率场效应管IRF350损坏。因此要定期监测接地系统是否良好, 天馈系统是否正常, 各放电球是否正常。

发射机制造工艺尚有欠缺, 部分焊点接触不好, 导致重大事故发生。如功放母板上功放模块功率输出磁环与母板的接点焊接不良, 工作中发热并导致功放母板烧毁。发射机修复后, 对所有此类焊点的印刷电路加焊一短导线, 以防止此类事故的发生。发射机上的部分元件质量不理想, 性能不好, 导致发射机不能正常工作, 且不易查找故障原因。部分发射机上长连接线没有线号, 维护不便。加强发射机备用元器件的工作, 对实现安全优质不间断播出就更有保证。

摘要：本文介绍全固态数字调幅 (DAM) 中波广播发射机技术原理与维护, 谈了一些在工作中使用维护全固态发射机的经验体会, 以及全固态机相比电子管发射机的—些优点, 如整机效率高、音质优.可靠性髙、运行费用低, 维护相对简单安全等。

关键词：全固态,技术特点,维护

参考文献

[1]魏红刚.10kW数字调幅发射机的基本原理及其研究新进展.中国有线电视.2010 (09) .

[2]陈华浩.全固态数字循环调制广播发射机功放模块.西部广播电视.2005 (08) .

调幅发射机 篇5

1 中波数字调幅发射机的显著特征

对于中波数字调幅发射机来说,发射机在类型选择上十分关注音频的品质、系统的稳定性和使用周期,不断强化功能,应用特征明显的放大器。这种发射机在信号的识别和传输方面具有较强的优势,传输效率高。对于调制方法,主要是借助数字技术,制定特殊调制方法,二进制为使用最多的调制方法,借助这种方式,能够有效掌控音频,降低遭受干扰的几率,提升了调制性能的服务水平。它在功能方面体现的是模块化的形式,对传统的故障形成类型进行了完善,避免了对节目播出的影响。一旦模块化的功放出现问题,只要有针对性地进行应急处理,在备用装置的配合下,就能实现对故障模块的取代,使广播节目的播放不会受到任何影响。另外,中部数字调幅发射机实现了对检测、控制和维护方面的完善,极大地提升了其运行的可靠性和稳定性,降低故障发生机会,实现了效率的提升和使用周期的增长。

2 中波数字调幅广播发射机的主要原理

中波数字调幅发射机的运行主要是借助信号的包络消除和修复来实现的。因此,数字调制也被称为量化调幅,将幅度与数字处理进行有机结合。数字调制的原理是将音频信号进行模块的转化,而后获取12比特数值,再在编码器的协助下,进行积极调制,实现编码操作,此时实现了数字控制与射频功放大器的开通。

3 中波数字调幅发射机常见问题及应对策略

在调节发射机的时候,幅度骤变,较短时间,某一范围内的电流增大,电容器内部损伤,线路故障发生。面对这种情况,最佳的处理方式就是及时更换电容器,实现对网络故障的修复。

3.1 发射机装置的天线和网络零位变化出现的故障问题

这种故障发生的时间为播音进行中,零位表现的十分异常,反射情况出现不正常。首先,要仔细检查电线所在区域的调幅网络,检查反馈线路,从而确定线路是否出现损坏。整个过程为:将发射机置于假负载位置,对频率进行特殊设置,保证无线波传输正常,同时,检查承载工具是否处于运转常态。在完成调度后,实现单音频信号的稳定性,同时也要避免功率发生变化。在音频节目源恢复正常使用之后,一旦调幅电路在频率方面变化的范围较小,天线就会自动进行预警,功率立即降低。这个时候,检查发射机网络状况,就会立即发现三次谐波电流的相关串联电路出现故障。

3.2 由于调度的变化所带来的输出功率的异常状况

在进行播音的过程中,如果发现信号输出遭受到了调制度的影响,而且较为明显,则需要对机器进行及时检查。此时会发现,编码器上的信号和编码出现不正常。通常,编码器在执行操作的时候,会针对数据进行相对信号的封锁。此时,取样的频率会对编码器进行数据封锁时的频率产生影响。当进行信号电波的输出操作的时候,线路借助转换器进行分频操作。如果电波呈现上升的趋势,原因是取样和实际频率之间的传输差异,使信号出现变形,使编码器的封锁功能受到限制和影响,降低了发射机输出的速度,最终导致了编码器的故障的产生。一旦错误的编码对输入,同时到达功放,输出功率变化情况较为明显,从而影响功放模块的正常使用。一旦模块无法正常工作,其常规的开关无法正常实现,控制的难度增大,对波音的正常传输造成影响。针对这种问题,常见的解决方式是将大容量的金属箔添加在模块中,发挥电容极间介质电容器的作用,抵抗信号的干扰,保证功率的变化处于正常状态。

3.3 模块插座出现的故障分析

如果整体模块插座出现问题,则出故障的模块插座会出现打火的现象,产生拉弧问题。造成这一现象的原因是模块频繁地进行插上和拔出操作,插座簧片的张力被损伤,电阻扩大。因此,针对这种情况,要避免频繁地进行插座的合与关,对簧片进行全面、仔细的检测,而后再插上模块,避免接触上出现不良的情况。

3.4 输出变电压的故障问题

不管任何位置的模块,其射频都是由输出实现转换,而后达到变压器,实现耦合之后转至功率合成器。一旦变压器不稳定,发生故障,模块就不会正常发挥作用。因此,相关管理人员要对变压器进行细致的检测。

3.5 功放管击穿的故障分析

在中波数字调幅广播发射机的运行中,如果发现呈现无序的状态,同时调幅毫无规律,很容易出现功放块击穿的问题。为了明确故障发生的真正原因,要将测量仪示波器放在功放位置,进行全面检测。如果发现开关的变化受到调节变化的影响,同时调节器内电压负载出现不正常的变化,规律性不明显,则需要激励进行调节器的检测。一般情况,由于器具使用周期较长,输出管道出现一定的磨损,氧化现象十分明显,最终出现管击穿故障。这种情况下,需要及时进行子管的处理,主要是采取焊接的方式,实现对故障的排除,功能的修复。同时,要有效预防氧化现象的发生,将其控制在一定的范围内,再对另一端的电压进行检测,检测线性变化是否趋于正常。

3.6 开机阶段,发射机统一位置多次发生保险丝烧毁的问题

在常见的发射机故障中,也经常发生某一区域的多次保险丝的烧毁的现象。在完成对模块保险丝的更换之后,故障仍然存在。此时,要对功率合成块进行及时检测,通常会在该模块的合成母版上发现其电容器与其连接电气元件的印制电路板相距发射机接地线的距离较近,导致空气电阻出现,产生放电现象,瞬间电流急速增大,造成短路,也就引发了保险丝的烧毁现象。针对这种状况,要及时拆掉电容器,降低空气电阻,实现对电流的稳定,杜绝空气打火。

3.7 不断提升相关技术人员的综合素质和解决问题的能力

与传统的音频功率放大器相比,中波数字调幅广播发射机的自身优势使其在面对故障的时候,相关技术人员的维修时间实现降低,工作强度也减小,但同时,数字信息的介入,对技术人员的自身素质、专业技能提出了更高的要求。要重视技术人员的学习和培训,提高其分析问题和解决问题的能力。一旦发生故障,使其能够在最短的时间内,准确找出问题所在,采取正确的应对方式,排除故障,使发射机尽快恢复正常使用,使其能够长期处于稳定、可靠的运行状态。

3.8 积极开展防尘工作

对于广播发射机,其所在环境的清洁卫生状态与其运行的可靠性息息相关,不可分割。如果机房环境不好,灰尘就会对发射机的正常工作造成不良影响。通常,要将过滤器放置在发射机过滤机前段部位,要定期对过滤器的金属面进行清洁和清洗,目的是保证机房的整洁度。相关人员要积极落实机房的防尘工作,经常检查容易遭到粉尘污染的部件。例如,对于模块、风机等部件,可借助毛刷等工具将灰尘除掉,再用吸尘器吸干净。

3.9 加强对电源开关的关注

制约发射机正常运行的一个关键性因素为发射机开关电源,因此,对电源开关的检测至关重要。在对电源开关进行检查的时候,要注意以下几点:仔细检查开关关联是否存在松动的情形,机械运转是否正常,有无机器失灵的状况发生。检测连锁开关工作是否正常,对开关的操作是否准确。检查机器前门是否拧紧,保证整个联锁的科学组合。

4 数字调幅中波广播发射机输入输出模块设计

4.1 对开关量输入通道进行的设计

借助光电隔离技术,进行开关量输入通道的设计。在整个测试控制系统中,开关量输入通道距离现场最近。鉴于其最容易遭到重大干扰,是整个系统中干扰主要输入渠道。很容易看出,开关量输入通道的设计的类型是针对抗干扰而进行的,是整个设计中最重要的部分。抗干扰的设计重点分为:预防抖动、实现整形的目的。但是,TTL电平在广播信号样板的应用,将信号传输至控制器的开关。大部分隶属于低电平有效。在设计中,对于开关量输入通道的设计能够实现对干扰信号输入的有效控制。

4.2 针对系统硬件的结构设计

对于控制器而言,其核心部分为主控模块,是整个系统的关键部位,是微机控制器进行联系的主要通道。借助模块作用,发射机的信息会以顺利的形式进入控制器。在发射机的很多单元中,控制器的指令输送会积极进入。

5 结语

在当前广播发射机的使用中,中波数字调幅广播发射机得到极大的推广,使用频率最高,原因是其具有音频功率放大器,优势明显,工作效率很高,但是,虽然常用的中波数字调频广播发射机优势众多,但是在实际应用过程中,仍存在一些常见的故障,需要引起相关技术人员的关注和重视。但是不同的故障,需要制定不同的应对策略,在利用自身的经验的同时,借用检测仪器进行识别,对发射机进行全面、系统的检测,找出问题的症结所在,采取具有针对性的措施,进行积极修改和修复,保证发射机顺利运行,尽量减少对广播播出的影响。

摘要：在广播发射中,起到决定性作用的装置是广播发射机器。当前,处于广播发射的核心技术为中波数字调幅技术,对广播发射的具体情况产生重要影响,也是关键性的因素。但是,在当前的应用过程中,故障依然存在,在根本上对发射效果产生一定的干扰。因此,为了实现广播发射的合理、科学、正常的运行,需要了解故障产生的准确原因,有针对性地形成应对策略。本文详细介绍了当前中波数字调幅广播发射机显著特性,分析了目前中波数字调幅广播发射机比较常见的故障及产生的原因,提出了具有针对性的处理措施。

关键词：中波数字调幅发射机,故障,排除

参考文献

[1]沙枫.TSD-25一例故障的分析与排除[J].视听界(广播电视技术),2011,(3):69-70.

[2]郑学良,杨百树.全固态中波(PDM)发射机输出网络分析与调整[J].黑龙江科技信息,2011,(20):36-37.

[3]陈远东.全固态调频发射机末级场效应管的更换[J].内蒙古广播与电视技术,2011,(2):19-20.

[4]徐小龙.数字式调幅中波发射机欠激励故障分析[J].科技促进发展(应用版),2010,(10):59-60.

[5]柯荷平.AM503S5-Ⅰ型50KWDAM中波发射机常见故障分析及处理[J].东南传播,2011,(7):88-89.

调幅发射机 篇6

我国中、短波发射台和转播台已达1200多座,并用40多种语言向世界五大洲发送广播节目,发射机的播出质量对全国和全世界广播覆盖的效果至关重要。如何提高广播信号的质量,改善广播覆盖效果,已备受关注。随着世界经济的不断发展,空中的各种无线信号越来越多,电磁传播环境持续恶化,以前听众能够良好接收到的节目,现在的收听质量已经明显下降,这就要求我们必须对发射端输出信号的质量进行有效的提高,尽量弥补由于传播环境引起的信号质量下降。为了有效提高广播发射机输出信号的质量,国家根据技术指标制定了严格的验收标准。通常在发射机调试完成后,都有一套完整的验收测试数据,要求维护人员定期的对各项技术指标进行测试,技术人员虽然掌握了测试的方法,但对这些技术指标制定的原因和如何改善却知之甚少,为此,笔者阐述一点自己的看法,共同探讨。

2 几项重点技术指标的分析和解读

《中、短波调幅广播发射机技术要求和测量方法》(GY/T 225-2007)的标准(后文简称标准)于2007年正式发布。针对现有发射机和测试仪器的特点,对发射机的技术指标和测试方法都进行了重新规定,在新颁布的标准中,对技术指标的要求如表1所示。

表1中、短波调幅广播发射机技术指标要求

下面将对表1中的几项重点技术指标进行分析和解读。

2.1 信噪比

信噪比是指发射机调幅度为100%时的线性检波器输出的交流电压有效值,与没有外加调制信号时线性检波器输出的交流电压有效值之比,单位为dB。信噪比是一个很重要的收听指标,该技术指标的高低直接影响到听众的感官,在听众接收的信号中,包括了有用的声音信号和无用的噪声信号,噪声信号包括两部分,一是发射台输出信号时自身就携带的,二是在空中电波传播过程中来自外部环境的噪声。外部环境引起的噪声我们没有什么好的措施,只能随其自然,而对发射台自身所产生的噪声我们是可以通过做一些工作,进行改善的。发射台中引入的噪声有两个来源,一个是音频信号本身的噪音,另一个是发射机在进行信号逐级放大传输的过程中引入的噪音。对于音频信号本身的噪音来说,目前我们的发射台都是通过接收卫星信号来获取音频信号,卫星接收机接收后输出的音频信号,再经过选择器送到各部发射机,传输过程中,对音频信号处理环节比较少,所以对音频产生的失真相对比较小。而由于发射机本身所产生的噪音,其来源可以归纳为如下两个方面:

(1)当前短波发射机的调制所采用的基本上都是脉阶调制(PSM)技术,由于功率模块是循环导通的,影响发射机信噪比最大的因素是PSM调制系统自身的特点引起的,主要包括48个功率模块开关频率的分频、基准电压引入的杂音和帘栅开关频率引入的杂音。在上述三个杂音中,功率模块开关频率的分频大约在2kHz左右完全落在音频范围内,处理比较困难我们可以从源头上作一些改善从而减少它,这就要求调制变压器48个次级绕组的漏感越小越好,绕组之间输出电压差越小越好,但在实际工艺中,各个绕组输出的电压仍然是有差别的,所以调试发射机时,我们对各个功率模块的导通顺序要有一个严谨的排列。还有一个办法就是提高功率模块的开关频率,使模块的分频杂音在低通滤波器的截止频率之外,这样就可完全消除分频杂音的影响。目前新的功率模块均采用了更高的开关频率,所以这也是提高杂音指标的一个解决思路。帘栅开关频率引入杂音解决的方法是在两个帘栅功率模块的输出端加一个性能良好的LC滤波器,目前帘栅的分频杂音解决得比较好。基准电压引入杂音解决办法是,在PSM调制器中,施加了贝塞尔滤波器,基本上消除了频谱中的开关频率分量。在调试发射机时,我们就是采用了上述方式,使杂音指标提高了4～5dB。在日常播出中,如果发现杂音指标不好,我们需要对照上面三个方面进行检查,同时还要观察:是不是调制变压器绕组长时间工作后发生了变化,有没有功率模块已经故障但是状态板没有得到反馈,低通滤波器是否完好等。

(2)发射机中使用了大量的元器件,这也是发射机噪音的另一个重要来源,整流器噪声、电子管噪声也会引入大量噪音。另外,由于调谐不好、电子管状态不好、音频系统受到干扰、电源不稳定等因素也会引来噪音。上述这些,需要我们认真分析,可以通过采用高品质的元器件,进行准确的调谐等措施来降低噪音。

信噪比测量现在主要使用的是音频分析仪,具体测试方法参照相关仪器的测试手册。

2.2 谐波失真

谐波失真是指发射机用单一频率的正弦音频信号调制时,由于高频放大器的非线性和调制器的非线性,会产生各次谐波分量,各次谐波的均方根值之和与基波有效值之比,即为谐波失真。产生失真的原因主要集中在音频系统各级的异态设计或设计不佳,以及电子管工作状态不佳等方面,另外,还包括在PSM各级功率模块开关动作时,由于滤波不干净产生的失真。上述各种情况,我们可以通过观察输出信号的波形来判断问题所在,在测试时,如果失真不达标,但输出信号波形又没有失真变化,此时,可以采取提高一点帘栅压或者激励电平,用提高帘栅流的办法,达到改善失真的目的。

2.3 音频频率响应

音频频率响应一般简称为“频响”,就是发射机对所有输入信号的幅度,随频率的不同而放大不均匀或者移频,所引起频率选择性失真,其结果是广播节目的音色发生改变,比如突然尖锐刺耳或低沉发闷,特别是音频很宽的交响乐尤为突出。影响频响的因素较多,例如音频放大器、限幅器、调制器等,在放大电路中,由于耦合电容的存在,对频率足够高的音频信号电容相当于短路,而当音频信号频率低到一定程度时,产生的容抗又不可忽略,信号将产生压降,从而导致放大倍数降低,且产生移相;对MOS或CMOS半导体器件来说,由于极间电容的存在,构成了低通通路,对于低频信号不产生影响,而当音频信号频率高到一定程度时,极间电容将分流,从而导致放大倍数降低,且产生移相。频响一般在出厂时就调试好了,一般不会发生太大的变化,产生太大变化的原因一般是电子器件老化等引起的。

2.4 载波输出功率变化

此项指标是延续以前的标准而来的,在以前的标准中称为载波跌落。在早期的板调机或PDM发射机中,当调幅度加深时,电子管可能工作在特性曲线的弯曲部分,当信号电压往正向增加,而电流则因曲线的弯曲不能按线性增长,从而使正峰信号电压电流包围的面积变小,负峰信号电压电流包围的面积就会相对变大,如果持续增加调幅,会出现正峰未达标,而负峰已经被切削;另外一个因素,在以前的发射机中,采用调制级对被调制级驱动的方式,由调制管给被调管提供直流能量,但在高调幅时,调制管的输出不能满足被调管的正峰要求,也就是所说的推不动现象,所以为了达到100%调幅度,必然造成载波的下跌。现在我们主用的发射机通过下面两种方式解决了上述的两个问题:第一,我们选用了额定输出功率比较大的电子管,采用大马拉小车的方式,尽量使电子管工作在线性区域;第二,PSM发射机末级的屏压采用的是功率模块组合供电,功率模块的数量都有一定余量,从而解决了推不动的问题。上述两个方法的采用,使现在的PSM发射机载波不再跌落,而是略有提升,提升的原因主要还是由于电子管工作曲线的非线性造成的,当屏流不能随屏压线性增长时,在有富余功率模块的情况下,通过载波提升来保证正负峰包围的面积相等。鉴于现在的发射机在满调幅时,载波有时跌落,有时上升,所以在新的标准中修改了名称,将载波跌落改为载波输出功率变化。

2.5输出功率

我们所说的输出功率是指载波状态下的输出功率,并不是对于听众真正有用的带有信息的调幅功率。对输出功率的测试,是从假负载中读数并进行计算,下面介绍目前使用较多的热功转换法对水冷假负载的功率进行计算,输出功率计算公式如下:

式中:

PO——发射机的输出功率(W),

ρ——液体的质量密度(kg/L),

C——液体的比热容量[J/(kg℃)],

φ——流量(L/s),

Δt——进出水温差(℃)。

对于纯水冷却的假负载,质量密度ρ=1kg/L,比热容量C=4180J/(kg℃),现在多数假负载的流量计单位是吨/小时,为了测试方便,我们需要将吨/小时转换为L/s。

式中:t——水的质量(吨),

H——时间(小时)。

根据水的密度103kg(1吨水)(3)的体积是1m3,由此上述公式可以写为:

根据以上数据,输出功率可改写为:

公式中流量Φ的单位是吨/小时,温差单位是摄氏度(℃),这样就便于我们通过在假负载上的读数直接计算出输出功率。

2.6 整机效率

这个指标是能量转换的指标,在现在节能减排的大环境下这个指标显得很重要,整机效率是指发射机在同一工作条件下的输出功率和输入功率之比,通俗地讲就是在假负载上的有效功率与发射机高低压输入总功率之比,输入总功率包括10kV和380V供电的输入,输出功率一般是通过假负载计算出或直接读出,输入、输出功率在测试时要分别同时测量。效率在发射机设计完成后基本上就确定了,不会有太大的变化,如果想对其进行改善,我们只能针对现有系统进行一些局部的改进,例如:在屏级网络采用高频性能好的铜材料,在接地的地方保证接地良好,在容易发热的地方确保冷却效果以及选用高效率的风机水泵等。

2.7 杂散发射

发射机射频输出中,载波频率外的所有发射频率,都叫杂散发射。其频率成分包括:谐波分量、寄生发射、互调产物或变频产物等。为了保持一个洁净的空中电磁环境,杂散发射越小越好,理论上杂散发射是指所有的杂波功率总和,但在实际测试时,无法做到,所以我们只能对各个杂波分别进行测试,保证杂波总和在我们制定的标准之内,通常主要的杂散发射是指谐波分量。杂散分量通常用频谱分析仪测试。测试时的取样信号一般是取自发射机输出端的谐波滤波器后面的馈筒,通过电容取样得来的,因此,取样信号的大小是与频率有关的,在测量各高次谐波时,是需要进行加权处理的。

3 小结

调幅发射机 篇7

1 数字调幅中波广播发射机的工作原理

1.1 数字调幅

在进行调幅之前,需要将模拟的音频信号完全转变为对应的数字信号,在这一过程中,需要完成音频信号的取样和量化2 个步骤。在进行取样时,需要将音频信号按照时间顺序连续选择多个离散的信号样品。对于音频信号来说,将任意一段时间内的音频信号进行放大可以发现,其在时间轴上存在无限个数值,然后从中选择任意一段时间对其进行样品处理。之后进行量化处理,所谓的量化就是在取样序列的基础上,对音频信号样品进行再一次的离散化,从而得到一组时间和幅度都是离散型的样品信号。

1.2 功放模块工作原理

对于各级功放模块来说,其通过A/D转换器用产生的数字信号对48 个射频放大模块开关进行控制,然后通过功率合成器将输出的电压数据进行合成。目前,我国大多数广播设备生产商对于功放桥的设置基本都是采用IRF350 功放管,其能够实现48 块功率放大器之间的信号转换,而不会对发射机的正常工作造成影响。

其工作原理主要是:在每一个射频放大器的模块上,都存在4 个NO沟道的功频MOS场效应管按桥式连接,形成一种丁类的开关放大式工作。这种连接方式被称为桥式功放,主要包括两个组成部分,其中第一部分包含两个内容,分别是V1 和V2,第二个部分也同样包含两个内容,分别是V3 和V4,如图1 所示。

在该模块上存在着两个场效应管,在工作时,每一个场效应管轮流进行工作,就像一个开关的导通和截止,两个场效应管和射频推动信号之间的相位差值是180°。通过V1 管和V3 管的交替接通,实现输出电压和供电电压的合理转换,保证声音信号的正常传递。对于功率放大器来说,其工作效率主要是通过场效应管的过渡时间来进行衡量的。对于场效应管来说,其在导通或者截止2 种状态时,耗电是非常少的,尽管其中间过渡区域的功耗很高,但是由于工作频率非常高,导致其在过渡区域的时间非常短,这就会使平均功率非常低。

2 数字调幅中波广播发射机的日常维护

2.1 数字调制变化导致输出功率异常的维护

在对广播发射机进行使用时,若出现了输出功率对数字调制具有明显影响时,就需要对广播发射机进行检查。一般情况下,造成这种问题的原因是其A/D转换器出现了故障,主要体现为其编码器输出的编码和要求的编码存在着较大的差距。一般情况下,编码器会在工作的过程中将数据信号进行屏蔽,且在这一阶段被封闭的信号数据会随着频率被取样所影响。在广播发射机发出与之相关的射频信号时,发射机会利用转换器对输出信号进行分频处理,从而形成点波的上升,这种现象的出现主要是由于实际频率和取样频率之间存在着传输层面的差异,导致取样信号产生扭曲,影响编码器的正常工作。若出现差错的编码被送到输入模块内,就会导致输出信号产生严重的变化,这种现象也会对功放功能造成严重的影响,最明显的问题就是功放的开关不受控制。对于这一问题,可以向取样模块中放置具有较大容量的金属箔和云母片,使之形成一个电容器,消除取样时的信号干扰,最后,向发射机内输入一段示波进行检测,保证其处在正常工作状态。

2.2 功放管击穿的维护

若是正常运行的数字调幅中波广播发射机突然生成没有节奏的调幅状态,就会极易导致模块化功放管的击穿。这时,要想调查引起这种故障的明确原因,可以在模块功放端放置电子测量仪器对其进行检查,如果检查到调节频率能够控制功放开关的改变时间,且直流电流调节器的内部电压负载没有规律性,发生异常,可以大致明确是直流电流调节器出现了故障,并需要对其进行进一步的检测。通常,直流电流调节器会使用很长的时间,其信号输出管道在使用的过程中会发生自然性损耗,且会出现越来越明显的氧化状态,进而导致模块化功放管被击穿。这一问题的处理,需要工作人员利用焊接的方式,找准管道氧化的关键区域位置并实施控制措施,然后对另外一端的电压进行检测,观察电压水平,若是显示线性变为正常状态,就能够认定功放管击穿的故障已经成功解决。

2.3 广播发射机天线变化故障的维护

在播音阶段,广播发射机天线极易出现故障,主要表现为零位变化没有规律性,出现异常,反射增大。出现这些异常时,应该对发射机的反馈线路及天线调幅网络进行详细的检测,明确发射机线路是否有损坏的情况。具体的检测措施为:首先调整广播发射机处于假负载的状态;同时,需要保障发射机在特定频率的无线波下能够有正常的承载工具以及传输功能,对广播发射机进行调节完毕,需要保障单音频信号的传输功率没有出现不正常的变化;其次,虽然音频节目源的运作没有异常,但是在频率跳跃程度相对稳定的状态下,调幅电流会出现天线报警,并且功率也会随着报警的发生而降低,这时,需要对广播发射机的网络状态进行详细的检测,可以发现由于发射机网络的中性线与内部相线出现了非线性负荷;最后,所生成的3 次谐波电流的有关串联电路发生了故障,使得在调节广播发射机的时候,出现迅速变化的幅度频率,导致电流值在很短的时间内就迅速变强,最终会损坏诱发电容器,使其出现故障,不能正常工作。对于这种故障的处理,最好的办法是立马更换新的广播发射机电容器,解决整个广播发射所出现的故障。

2.4 设备元器件的日常维护

在数字调幅中波广播发射机的日常使用过程中,必须注重对其进行仔细的日常维护,才能减少故障的发生。要定期检测电解电容是否出现泄漏的现象;检测电阻是否出现过热的情况;检测高压器件是否有过高的温度以及是否出现打火的现象;检测所有的电源器件是够有严重变色、温度过高的情况;检测合成变压器及线圈是否温度过高;检测高放末级是否存有灰尘,要是有灰尘,需要利用冷气把灰尘吹掉,注意在吹掉灰尘的过程中,不要拔出功放板,因为功放板的拔出会导致接口出现接触不良的情况,严重时会导致场效应管遭到损坏。

3 结语