數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)研究

李曉雷

摘 要 隨著科技的進(jìn)步，傳統(tǒng)的中波廣播發(fā)射面臨著挑戰(zhàn)，與其他廣播方式相比，中波發(fā)射有很多優(yōu)點(diǎn)，如發(fā)射成本低、覆蓋范圍廣等。目前我國(guó)主要采用的是數(shù)字調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)。本文結(jié)合實(shí)際的使用情況，分析了數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r、特點(diǎn)及故障與維修。

關(guān)鍵詞 數(shù)字；中波廣播；發(fā)射系統(tǒng)

中圖分類號(hào)G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2015）136-0072-02

一般的中波廣播（MW）都采用調(diào)幅（Amplitude Modulation）的方式，很多人因此將中波廣播與調(diào)幅之間劃上了等號(hào)。事實(shí)上中波廣播只是諸多利用AM調(diào)制方式的一種，例如在高頻3～30MHz中的國(guó)際短波廣播中使用的調(diào)制方式也是AM，甚至比調(diào)頻廣播頻率更高的航空導(dǎo)航通訊（116-136MHz）也是采用AM的方式，只是人們?nèi)粘Ｋf(shuō)的AM波段指的就是中波廣播。

1 中波廣播發(fā)射現(xiàn)狀

中波廣播從電臺(tái)的發(fā)射天線到收音機(jī)的接收，其距離一般在直徑幾百千米以內(nèi)，且中波波長(zhǎng)比較長(zhǎng)，不容易受到建筑物等障礙的影響，其發(fā)射成本也較低。然而近年來(lái)，中波廣播發(fā)射卻不斷面臨著挑戰(zhàn)。

1.1 中波廣播的發(fā)展歷史

中波廣播發(fā)展至今已有一百多年的歷史，是人類最早通過(guò)無(wú)線發(fā)射機(jī)向觀眾傳輸信息的一種方式。中波廣播的發(fā)展大致分為三個(gè)階段：電子管發(fā)射機(jī)、晶體管加陶瓷管發(fā)射機(jī)、數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)。

早期的電子管發(fā)射機(jī)是在發(fā)射機(jī)的末極進(jìn)行柵極調(diào)幅，其先后采用了屏簾同調(diào)和自動(dòng)屏調(diào)技術(shù)，但受當(dāng)時(shí)技術(shù)限制，使得發(fā)射機(jī)設(shè)備龐大，發(fā)射電波效率低，播出質(zhì)量較差，且成本較高。

70年代到80年代，隨著晶體管和陶瓷管的發(fā)展與應(yīng)用，中波發(fā)射機(jī)的體積得以大幅減小，效率大為提升，音頻指標(biāo)在原基礎(chǔ)上也有了很大提升，播出質(zhì)量也有所提高。

近幾年來(lái)，全固態(tài)化的PSM、DAM、PDM等新型調(diào)制中波廣播發(fā)射機(jī)以其運(yùn)行費(fèi)用低、可靠性高、音質(zhì)優(yōu)、效率高等優(yōu)點(diǎn)迅速取代了老式的電子管、晶體管發(fā)射機(jī)。數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)是目前最先進(jìn)的廣播設(shè)備。

1.2 數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)的特點(diǎn)

數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)是根據(jù)數(shù)字信號(hào)的包絡(luò)消除和再恢復(fù)原理來(lái)研制的。所謂數(shù)字調(diào)制也就是量化調(diào)幅，它將幅度調(diào)制和數(shù)字處理融于一體，采用的原理是先把音頻信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即每個(gè)時(shí)刻開(kāi)通一定數(shù)量的功率放大器，以產(chǎn)生此時(shí)音頻調(diào)制信號(hào)所對(duì)應(yīng)的射頻，再輸出電壓。數(shù)字中波發(fā)射機(jī)基本由音頻調(diào)制、射頻、控制檢測(cè)、冷卻和供電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)檢測(cè)控制系統(tǒng)構(gòu)成。

數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的操作簡(jiǎn)單，幾秒內(nèi)就可進(jìn)入播出狀態(tài)。工作狀態(tài)和故障報(bào)警也可直接顯示，有利于工作人員掌觀察發(fā)射機(jī)工作是否正常。應(yīng)用數(shù)字中波發(fā)射機(jī)，工作環(huán)境也可得到改善，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，為其塑造一個(gè)良好的工作環(huán)境。

與傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)相比，數(shù)字中波發(fā)射機(jī)電壓低，電源出現(xiàn)故障的情況也比較少，原因是兩者電路結(jié)構(gòu)有很大區(qū)別。電子管發(fā)射機(jī)采用大功率電子管，所需電壓高達(dá)12.5kV，而數(shù)字調(diào)頻中波運(yùn)用變壓器功率合成技術(shù)來(lái)獲取功率輸出，最高工作電壓僅230V。因此，數(shù)字調(diào)頻中波發(fā)射機(jī)在運(yùn)行上更安全一些。電子管發(fā)射機(jī)的運(yùn)行全靠工作人員對(duì)整機(jī)工作狀態(tài)的調(diào)整來(lái)保證，很難一直保持在最佳狀態(tài)。而數(shù)字調(diào)頻發(fā)射機(jī)依靠先進(jìn)的原理，整機(jī)在調(diào)試正常后，只需常規(guī)維護(hù)，就能保持在最佳

狀態(tài)。

數(shù)字中波發(fā)射機(jī)最大的特點(diǎn)便是經(jīng)濟(jì)效益顯著。傳統(tǒng)發(fā)射機(jī)平均整機(jī)效率約為35%，而數(shù)字中波發(fā)射機(jī)平均效率大于80%。假設(shè)一套節(jié)目每天播出20小時(shí)，每天可節(jié)約300度電，一年可節(jié)約11萬(wàn)度電。按每度電0.7元，一年就可節(jié)約電費(fèi)7.7萬(wàn)元。對(duì)于經(jīng)費(fèi)緊張的廣播臺(tái)而言，這是非常重要的，保證了其的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，為安全優(yōu)質(zhì)不間斷的播出提供了有力的保障。

2 數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)易出現(xiàn)的故障及維護(hù)

2.1 數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)在使用中易出現(xiàn)的故障

隨著廣播技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)的質(zhì)量基本都能夠達(dá)標(biāo)，但在實(shí)際應(yīng)用中仍會(huì)出現(xiàn)一些故障，下面對(duì)操作過(guò)程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行介紹。

Ⅰ類故障包括發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)，門互鎖故障、外部互鎖故障、電纜互鎖故障、散熱系統(tǒng)的風(fēng)故障、高壓故障等都會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)直接斷高壓關(guān)機(jī)。

Ⅱ類故障指發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)后自動(dòng)重啟，假若故障還存在，則轉(zhuǎn)為Ⅰ類故障，此時(shí)就要關(guān)閉發(fā)射機(jī)。射頻“過(guò)推動(dòng)”將會(huì)產(chǎn)生Ⅱ類故障信號(hào)，一個(gè)約1秒鐘時(shí)間的高脈沖，會(huì)使發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)后再重新開(kāi)機(jī)。若在發(fā)射機(jī)再次開(kāi)機(jī)后，發(fā)生了同樣的故障，就會(huì)使Ⅱ類故障變?yōu)棰耦惞收稀?/p>

Ⅲ類故障是指封銷射頻信號(hào)使輸出的功率為零，而功放電源未改變。這類故障包括了在模擬輸入電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路上出現(xiàn)的電源故障，其中任意一個(gè)電源故障都會(huì)影響數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。一定時(shí)間內(nèi)的“濾波器駐波”或“天線駐波”故障的出現(xiàn)，也歸到Ⅲ類故障中。

Ⅳ類故障會(huì)降低發(fā)射機(jī)輸出功率。此類故障只包括“濾波器駐波比”和“天線駐波比”故障。重復(fù)的電壓駐波比"過(guò)栽"發(fā)生在很短的時(shí)間內(nèi)時(shí)，指示出高反射功率，則會(huì)產(chǎn)生此類故障。

Ⅴ類故障指清除了調(diào)制編碼器的數(shù)據(jù)。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路發(fā)生錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換，清除了全部調(diào)制編碼器的數(shù)據(jù)，致使發(fā)射機(jī)功效關(guān)閉。

Ⅵ類故障指功放單元出現(xiàn)問(wèn)題，由熔斷管熔斷造成。功放單元加電時(shí)，故障指示燈會(huì)變成紅色，給予操作者提示。

Ⅶ類故障是因交流電壓過(guò)低而使發(fā)射機(jī)不能正常

開(kāi)機(jī)。

2.2 對(duì)數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)故障的解決

1）發(fā)射機(jī)無(wú)法加高壓。該故障一般發(fā)生于發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)重啟時(shí)，最常見(jiàn)的故障原因是控制開(kāi)關(guān)機(jī)的邏輯電路出現(xiàn)問(wèn)題。邏輯控制電路電纜和交流接觸器連接不好也是主要原因。由于交流接觸器本身有一定的使用壽命，頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)會(huì)導(dǎo)致接觸不好，使其無(wú)法正常吸和。

2）數(shù)字中波發(fā)射機(jī)顯示系統(tǒng)故障。導(dǎo)致該故障的原因有：（1）由于AC電源的保修開(kāi)路或燒毀導(dǎo)致沒(méi)有AC電源或低壓開(kāi)關(guān)在關(guān)閉上。（2）LCD顯示屏及電源故障，一般是連接插座松動(dòng)造成。另外一種狀況是LCD顯示屏亮著，但會(huì)出現(xiàn)花屏、滾屏現(xiàn)象，這可能是由于顯示屏接地不良，應(yīng)做好接地處理，并增加去耦電容。還有可能是顯示屏與控制板之間的電纜問(wèn)題。而出現(xiàn)滾屏是由于顯示屏本身的故障，例如擠壓導(dǎo)致顯示屏損壞，這種情況應(yīng)更換顯示屏。

3）發(fā)射機(jī)無(wú)功率輸出，功放電壓可以顯示但卻沒(méi)有功放電流。導(dǎo)致該故障的主要原因是“功放OFF”被觸發(fā)。應(yīng)該首先檢查調(diào)制編碼的電路，確定是否是控制系統(tǒng)輸出的關(guān)閉命令，因?yàn)殡娫粗貑?huì)使控制系統(tǒng)輸出關(guān)閉功放命令。使用時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)使控制系統(tǒng)電量耗盡，導(dǎo)致發(fā)射機(jī)無(wú)法輸出功率。而模擬輸入和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路故障也會(huì)產(chǎn)生功放關(guān)閉命令，會(huì)清除調(diào)制編碼的數(shù)據(jù)。

4）發(fā)射機(jī)無(wú)法開(kāi)機(jī)，顯示屏上顯示“電源”

故障。該故障主要由三相線的電壓不平衡導(dǎo)致。查看三相線電壓時(shí)，相對(duì)電壓差應(yīng)該小于百分之五，而電源熔斷器出現(xiàn)故障也會(huì)使顯示器顯示“電源”故障。若熔斷器斷路，則和其相關(guān)的電路及模塊都要檢查。若一切正常，則可能是功放電源的變壓器被燒壞，可以用對(duì)比的方法檢測(cè)繞組的阻值，找到發(fā)生故障的地方。

5）“失真”指標(biāo)下降。該故障主要是因?yàn)槎鄠€(gè)功放模塊出現(xiàn)了故障，應(yīng)對(duì)出現(xiàn)故障的功放模塊進(jìn)行檢修和更換。天線帶較窄也是一個(gè)重要原因，可以把發(fā)射機(jī)的輸出連接到假負(fù)載上，若此時(shí)失真指標(biāo)正常，那么問(wèn)題就是由天線造成的。

6）發(fā)射機(jī)的功率低于正常值。該故障一般是“濾波器”和“天線”的保護(hù)功能啟動(dòng)所致。觀察到發(fā)射機(jī)的顯示屏顯示“零位”幅值較大時(shí)，說(shuō)明表面天線、濾波器系統(tǒng)出現(xiàn)駐波問(wèn)題。若是因天氣原因?qū)е?，可按“?fù)位”鍵恢復(fù)。若仍不能修復(fù)，就應(yīng)檢查濾波器和天線及其相關(guān)元件是否出現(xiàn)打火，連接的銅帶是否牢固。如果檢測(cè)沒(méi)有問(wèn)題則應(yīng)用電橋儀或網(wǎng)絡(luò)分析儀檢測(cè)濾波網(wǎng)絡(luò)和天線的調(diào)配是否滿足要求，再重新調(diào)整。

7）RF功放模塊故障。出現(xiàn)故障首先要確定是模塊自身的問(wèn)題還是所處位置的問(wèn)題?？捎檬静ㄆ鳒y(cè)量RF模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，和正常信號(hào)對(duì)比，若無(wú)論在什么位置，模塊的晶體管都被燒壞，那么可確定是模塊自身的問(wèn)題；若同一個(gè)位置上不同的模塊都存在晶體管燒毀現(xiàn)象，則可能是該位置的母板插座或驅(qū)動(dòng)變壓器的電纜接觸不好導(dǎo)致。確定了是位置問(wèn)題后，觀察射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否正常，若正常，就檢查驅(qū)動(dòng)編碼電路的開(kāi)關(guān)控制信號(hào)是否正常。

8）“互鎖”障礙。“互鎖”障礙分為多種，其中門互鎖障礙是由于為門互鎖電源提高電壓的電源電路到門繼電器間的電纜接觸不良或是門開(kāi)關(guān)繼電器損壞造成的。電纜互鎖障礙是由于調(diào)制編碼的電纜沒(méi)插好或射頻功放模塊未插牢造成。間歇性的風(fēng)互鎖障礙是因?yàn)榭諝膺^(guò)濾棉太臟導(dǎo)致通風(fēng)不暢而造成的。

9）其他故障。在操作過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，數(shù)字中波廣播發(fā)射系統(tǒng)對(duì)發(fā)射機(jī)與天饋系統(tǒng)抗阻匹配要求，反射功率越限，將會(huì)造成發(fā)射機(jī)保護(hù)性的停機(jī)。天調(diào)系統(tǒng)是為了匹配天線與饋線特性阻抗，若天調(diào)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)不好，容易造成串音。由于功放模塊的位置和結(jié)構(gòu)等因素，模塊上容易覆蓋灰塵，要及時(shí)清理。發(fā)射機(jī)箱接觸電阻比較大，不可能都與地面良好接觸。在運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)箱的門與開(kāi)合處易出現(xiàn)打火現(xiàn)象。要改善這一情況，可用銅皮焊接，將機(jī)箱各部分連接好，并用銅線將機(jī)箱門與內(nèi)部連接好。全固態(tài)機(jī)有一大弱點(diǎn)——怕雷擊，雷擊會(huì)造成功放模塊的損壞，必須要定期監(jiān)測(cè)接地系統(tǒng)狀況，查勘天饋系統(tǒng)與各放電球的工作狀況。

發(fā)射機(jī)的部分焊點(diǎn)接觸不良，制造工藝有所欠缺，易引發(fā)重大事故。例如功放模塊的功率輸出磁環(huán)和功放母板的接點(diǎn)沒(méi)有焊接好，會(huì)導(dǎo)致工作中發(fā)熱甚至燒毀母板。為防止此類事故發(fā)生，在修復(fù)好發(fā)射機(jī)后，需將所有焊點(diǎn)加焊一短導(dǎo)線。

發(fā)射機(jī)的部分元件由于質(zhì)量較差而導(dǎo)致性能不好，使發(fā)射機(jī)無(wú)法正常工作。這種情況也不容易查找出故障的起因。要改善元件的質(zhì)量并加強(qiáng)備用元件管理，以保障安全優(yōu)質(zhì)播出。

3 結(jié)論

隨著科技的不斷發(fā)展，中波廣播不斷受到挑戰(zhàn)，但數(shù)字技術(shù)的出現(xiàn)，讓重新使用中波成為可能。數(shù)字中波廣播發(fā)射機(jī)是目前較成熟的系統(tǒng)，其發(fā)生故障的幾率比較低，且系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了完善的故障檢測(cè)及保護(hù)程序，采用顯示屏代替了傳統(tǒng)的儀表，使故障一目了然，大大提高了廣播播出的質(zhì)量及可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]陳向東，韓向兵，酒德永.數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及維護(hù)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（10）：229.

[2]李妙蘭.數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)故障總結(jié)[J].通訊世界，2014（12）：18-19.

[3]李慧蘭.50kW數(shù)字調(diào)制中波廣播發(fā)射機(jī)故障分析與處理[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2012（7）： 93.

[4]程顯昱.10kW數(shù)字調(diào)制中波廣播發(fā)射機(jī)高壓系統(tǒng)的原理與故障處理[J].遼寧廣播電視技術(shù)，2014（4）：33-35.

[5]張潛俊.10kW數(shù)字幅度調(diào)制中波廣播發(fā)射機(jī)故障案例分析與處理[J].西部廣播電視，2014（23）：157-158.

[6]胡國(guó)邦.數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)檢修實(shí)例[J].科技視界，2013（23）：57-58.