淺析DAM數(shù)字調(diào)制中波廣播發(fā)射機(jī)

DAM全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)是一種運(yùn)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行調(diào)幅廣播的全新的中波轉(zhuǎn)播發(fā)射機(jī)。一方面，它充分利用了工作于30MHZ以下調(diào)幅廣播的覆蓋范圍廣，傳輸距離遠(yuǎn)，接收機(jī)簡(jiǎn)單、廉價(jià)、固定、便攜的有點(diǎn)，另一方面由于DAM數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)采用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)，把被調(diào)級(jí)高壓電源和調(diào)制級(jí)三者合為一體，克服了以往各種模擬調(diào)制難以避免的各種非線性失真，具有良好的動(dòng)態(tài)特性，因其自身具有完備的各類控制、檢測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)，極大地提高了發(fā)射機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性，降低可停播率。

DAM數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)實(shí)際上是大功率射頻A/D，與D/A轉(zhuǎn)換器，其幅度調(diào)制是通過(guò)在每個(gè)時(shí)刻必須開通一定數(shù)量的功率放大模塊來(lái)產(chǎn)生該瞬時(shí)音頻調(diào)制信號(hào)所對(duì)應(yīng)的射頻輸出電壓。音頻信號(hào)經(jīng)數(shù)字處理后得出12bit數(shù)字來(lái)，并對(duì)它們進(jìn)行編碼，再由調(diào)制編碼器的數(shù)字輸出來(lái)控制各個(gè)射頻功率放大模塊的接通和關(guān)閉，根據(jù)接通射頻功率放大模塊數(shù)量的多少，來(lái)控制發(fā)射機(jī)輸出的射頻電平，然后經(jīng)帶通濾波器去除量化臺(tái)階和不需要的諧波分量，就得到了射頻已調(diào)波信號(hào)。

DAM中波廣播發(fā)射機(jī)由以下部分組成：

一、射頻系統(tǒng)

數(shù)字調(diào)制DAM發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)部分包括射頻激勵(lì)器、緩沖放大器、前置驅(qū)動(dòng)放大器、射頻驅(qū)動(dòng)級(jí)、驅(qū)動(dòng)合成器、射頻分配器，射頻功率放大器、功率合成器、帶通濾波器、匹配網(wǎng)絡(luò)。全機(jī)共使用52快射頻放大器模塊，其中1塊用于前置放大器，3塊用于射頻推動(dòng)級(jí)，其余48塊用于射頻功率放大器。RF部分由激勵(lì)器產(chǎn)生1個(gè)RF信號(hào)，經(jīng)緩沖放大器放大并產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的能夠激勵(lì)前置放大級(jí)的輸出信號(hào)。前置放大器輸出的方波經(jīng)分配器后得到6路正弦波的射頻信號(hào)作為射頻推動(dòng)級(jí)的輸入信號(hào)。射頻推動(dòng)級(jí)包括3塊RF放大器模塊，它們分別將前置放大器來(lái)的6路射頻信號(hào)放大后，在推動(dòng)合成器上進(jìn)行功率合成輸出。其中2塊RF放大器模塊用來(lái)作為固定放大另一塊工作在可變放大狀態(tài)下，推動(dòng)合成器將射頻推動(dòng)級(jí)中3塊放大器模塊輸出的信號(hào)合成后，由射頻分配器平均分成96路射頻信號(hào)，作為48塊RF放大板的輸入信號(hào)，48塊功率放大器根據(jù)調(diào)制編碼板來(lái)的數(shù)字功率控制信號(hào)分別將射頻信號(hào)放大。其輸出為兩倍于工作電壓的方波信號(hào)，其中42塊用于大臺(tái)階功率放大器，6塊用于二進(jìn)制小臺(tái)階功率放大器，信號(hào)在功率合成器上進(jìn)行電壓合成，合成變壓器的初級(jí)市各塊功放的輸出線圈，次級(jí)市用一根銅棒穿過(guò)各塊功放輸出線圈的磁芯耦合的，然后經(jīng)輸出網(wǎng)絡(luò)將40低阻抗變換到50Ω（750Ω、230Ω）作為發(fā)射機(jī)和天饋線的匹配。

二、數(shù)字音頻系統(tǒng)

數(shù)字音頻系統(tǒng)由模擬輸入板，A/D轉(zhuǎn)換，調(diào)制編碼以及B-信號(hào)源組成。在模擬輸入板上有一個(gè)數(shù)控衰減器，它接收來(lái)自控制板的BCD碼，以此來(lái)調(diào)節(jié)載波功率的大小。“音頻+直流”信號(hào)被由載波頻率所決定的400～800kHz頻率所采樣，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成12bit數(shù)字信號(hào)。12bit的數(shù)字音頻信息通過(guò)調(diào)制編碼板編碼，變換為由射頻電纜控制功率放大級(jí)中的RF放大器模塊“開/關(guān)”的控制信號(hào)，使發(fā)射機(jī)產(chǎn)生相應(yīng)的載波和調(diào)制電平。受調(diào)制編碼板控制的射頻功放共有48只，其中42只被稱作大臺(tái)階功放，每個(gè)大臺(tái)階功放提供相等的電壓輸出供給功率合成器。還有6只被稱作小臺(tái)階功放，分別提供大臺(tái)階功放輸出電壓的1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64。A/D轉(zhuǎn)換器輸出的前6位碼為42只“大臺(tái)階”功放的控制信號(hào)，這6位碼對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)即為開通的“大臺(tái)階”功放模塊的數(shù)量，“小臺(tái)階”功放由A/D轉(zhuǎn)換器輸出的后6位經(jīng)存貯器直接控制。

三、監(jiān)測(cè)控制部分

由控制板、監(jiān)測(cè)顯示板、外部接口板、風(fēng)機(jī)組成的檢測(cè)控制系統(tǒng)主要包括：開/關(guān)機(jī)控制邏輯、功率控制邏輯、故障判斷及處理和外部信號(hào)處理接口等幾部分。其主要功能：開/關(guān)機(jī)控制邏輯對(duì)高壓電源實(shí)施控制，同事產(chǎn)生相應(yīng)的控制序列，對(duì)發(fā)射機(jī)各部分工作進(jìn)行控制。功率控制邏輯可以對(duì)發(fā)射機(jī)的功率電子進(jìn)行設(shè)置和改變，使發(fā)射機(jī)的功率在0～10kw之間可選，并具有瞬間斷電保護(hù)功能。為了對(duì)發(fā)射機(jī)實(shí)施強(qiáng)有力的保護(hù)，故障處理電路對(duì)發(fā)射機(jī)各部分進(jìn)行反饋控制，外部信號(hào)接口為發(fā)射機(jī)的外部控制和監(jiān)測(cè)提供了界面，有利于進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和計(jì)算機(jī)控制。

四、電源供電部分

發(fā)射機(jī)供電由2個(gè)變壓器完成，一個(gè)變壓器為發(fā)射機(jī)提供高壓+230V、+115V，第二個(gè)變壓器為低壓供電提供±8V、±22V、+30V和+6V的非穩(wěn)壓電源。

安裝調(diào)試注意事項(xiàng)：

（一）屏蔽接地系統(tǒng)

由于全固態(tài)發(fā)射機(jī)使用的功率器件的工作耐壓遠(yuǎn)比電子管發(fā)射機(jī)低的多，發(fā)射機(jī)工作電壓比電子管小，因此在抗干擾方面要求相對(duì)較高，機(jī)房?jī)?nèi)合理的接地布線，良好的接地電阻是必不可少的，尤其要注意音頻前端設(shè)備的屏蔽接地，音頻設(shè)備接地應(yīng)集中一點(diǎn)，避免串聯(lián)連接引起發(fā)射機(jī)接地電位懸浮和相互間的串?dāng)_影響發(fā)射機(jī)的正常工作和播出質(zhì)量。

（二）天饋線系統(tǒng)和地網(wǎng)系統(tǒng)

由于DAM廣播發(fā)射機(jī)保護(hù)功能比較齊全，對(duì)外界因素變化比較敏感，因此對(duì)天饋系統(tǒng)和地網(wǎng)要求比較嚴(yán)格。應(yīng)該保證發(fā)射天線的零電位和發(fā)射機(jī)屏蔽接地為同電位，地網(wǎng)要求鋪設(shè)直徑3mm銅線，每根3°一根，長(zhǎng)度在二分之一工作波長(zhǎng)左右。地網(wǎng)必須與塔底的地并良好地接地，接地電阻要足夠小，否則將引起發(fā)射機(jī)的天線電壓駐波比隨天氣氣候閉環(huán)而變化，驟冷驟熱，刮風(fēng)、下雨、下雪都會(huì)受到影響，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)保護(hù)降低功率、打火，直接影響到安全優(yōu)質(zhì)播出。

（三）天調(diào)匹配系統(tǒng)

DAM廣播發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、調(diào)整維護(hù)比傳統(tǒng)的電子管發(fā)射機(jī)要求更高，更細(xì)致。同一臺(tái)內(nèi)兩個(gè)頻率的大功率發(fā)射機(jī)必須相互設(shè)計(jì)吸收回路。一般情況下，一個(gè)發(fā)射臺(tái)內(nèi)的廣播頻率間隔不能小于100kHz。雙頻共塔兩個(gè)發(fā)射頻率比不應(yīng)小于1.25，否則將會(huì)引起嚴(yán)重的互相串?dāng)_，給調(diào)整，維護(hù)造成很大的困難。

（四）雷電保護(hù)措施

1.在中波波段天線的接地網(wǎng)是非常重要的，“天線耦合單元”必須接近天線塔基、安全的連接到地網(wǎng)上。

2.為了減少損耗，避免雷擊，饋線應(yīng)埋設(shè)在地表下面。

3.注意調(diào)整好天線塔、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射機(jī)的放電球間隙。放電球桿上最好采用避雷效果比較理想的避雷磁環(huán)。

4.所有的交流進(jìn)線應(yīng)該有一個(gè)串流扼流圈，限制線上的高頻浪涌電源，它后面應(yīng)有一個(gè)浪涌保護(hù)器，浪涌保護(hù)器必須用短的直導(dǎo)線連接到機(jī)房的接地系統(tǒng)。

作者簡(jiǎn)介：

邵振生（1981.10-），男，漢，山東德州，本科，單位：山東省廣播電視局（總臺(tái)）德州中波轉(zhuǎn)播臺(tái)