模擬輸入板的原理與調(diào)試方法

任高仕　何楠

摘要：本文通過(guò)對(duì)DX-10kW模擬輸入板工作原理和調(diào)試方法的介紹，有助于技術(shù)人員對(duì)該電路的深入了解，為維護(hù)工作提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：模擬信號(hào)；功率控制；音頻優(yōu)化；參數(shù)調(diào)整

模擬輸入板的工作原理是濾除音頻信號(hào)中的高音頻及雜波成分，加入控制發(fā)射機(jī)最大載波功率輸出的直流分量，并對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化，最終輸出一個(gè)“音頻+直流+72kHz抖動(dòng)信號(hào)”的復(fù)合信號(hào)。并為直流穩(wěn)壓板提供一個(gè)“音頻+直流”的取樣信號(hào)作為B-電源的控制信號(hào)。

1 模擬信號(hào)的處理

模擬信號(hào)（音頻信號(hào)）的處理是由音頻輸入電路和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路組成。作用是濾除信號(hào)中的高音頻及雜波成分，并把信號(hào)的平衡輸入轉(zhuǎn)換為不平衡輸出。為發(fā)射機(jī)提供高質(zhì)量的音頻信號(hào)。

1.1 音頻輸入電路

該電路包括H型衰減器、貝塞爾濾波器和倍壓穩(wěn)壓二極管VD1、VD2。

①H型衰減器用于對(duì)輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行衰減，并選擇音頻輸入阻抗。合適的音頻輸入阻抗可以獲得較好的高端頻響特性，并有效限制過(guò)沖。其有三種阻抗端口，見下表。

一般音頻輸入阻抗為600Ω，故選擇X1。

②貝塞爾濾波器是一個(gè)低通濾波網(wǎng)絡(luò)，在其通帶范圍內(nèi)具有最平坦的幅度和相位相應(yīng)，因而能保證被濾波信號(hào)的波形，并且它的階躍響應(yīng)很快，用于濾除高音頻信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖。所以，用它來(lái)濾除高音頻信號(hào)和雜波。

③倍壓穩(wěn)壓二極管VD1、VD2和電阻串聯(lián)，用于限制音頻信號(hào)的幅度。

1.2 平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路

該電路用于將平衡輸入的音頻信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)椴黄胶廨敵龅囊纛l信號(hào)。電路中，調(diào)節(jié)電位器R15，可以改變放大器的增益。應(yīng)注意的是，2個(gè)音頻放大器同相輸入端的音頻信號(hào)相位是相反的，輸出相位也是相反的，再經(jīng)差分放大器放大，即差模放大，而各種干擾信號(hào)一般是構(gòu)成共模信號(hào)，故這種電路對(duì)干擾信號(hào)也有抑制作用。

2 功率控制電路

該電路用于設(shè)置、調(diào)整發(fā)射機(jī)輸出的最大載波功率，并控制發(fā)射機(jī)輸出相應(yīng)等級(jí)的功率或升降、功率，同時(shí)還有功率自動(dòng)補(bǔ)償及封鎖功能。

1.最大載波功率設(shè)置電路

該電路用于音頻信號(hào)和直流信號(hào)的合成，輸出“音頻+直流”

的復(fù)合信號(hào)。其直流成分，決定發(fā)射機(jī)最大載波功率的大小，音頻成分決定調(diào)制度的大小。

輸入的音頻信號(hào)經(jīng)分壓后（可在XJ1上監(jiān)測(cè)到，當(dāng)加100%調(diào)制時(shí)，其信號(hào)幅度是1.5Vp-p，不帶直流分量），送入N7A，經(jīng)緩沖放大后送到N7B的反相輸入端，-15V經(jīng)穩(wěn)壓管VD6穩(wěn)壓后由R26、R27、R28分壓，將一個(gè)負(fù)的直流電壓送到N7B的同相輸入端（電位器R27可調(diào)整這個(gè)負(fù)的直流電壓的大小），音頻信號(hào)和這個(gè)負(fù)直流信號(hào)經(jīng)N7B差分放大后輸出一個(gè)“-（音頻+直流）”信號(hào)。當(dāng)最大載波功率設(shè)定為10kW時(shí)，這個(gè)“-（音頻+直流）”信號(hào)的直流分量為-1.5V，當(dāng)加100%調(diào)制時(shí)，其音頻分量的峰峰值為-3V（可在XJ4上監(jiān)測(cè)到）。

2.數(shù)字輸出功率控制電路

發(fā)射機(jī)執(zhí)行開機(jī)、射頻功率的輸出，不同功率等級(jí)的轉(zhuǎn)換和升、降功率指令時(shí)，都要通過(guò)數(shù)字輸出功率控制電路才能實(shí)現(xiàn)。其包括功率控制數(shù)據(jù)鎖存電路和數(shù)控式衰減器。

2.1 功率控制數(shù)據(jù)鎖存電路

該電路由數(shù)據(jù)鎖存器、邏輯電平轉(zhuǎn)換電路組成。

鎖存器由N17、N18（TC74HC273）組成，是兩個(gè)具有公共時(shí)鐘端和復(fù)位端的N8觸發(fā)器，當(dāng)時(shí)鐘端出現(xiàn)由低電平向高電平轉(zhuǎn)換時(shí)，其上升沿將觸發(fā)鎖存器內(nèi)的各個(gè)D觸發(fā)器，使鎖存器各輸出端（Q端）的狀態(tài)與此時(shí)各對(duì)應(yīng)輸入端（D端）的邏輯狀態(tài)相同，在下一個(gè)觸發(fā)脈沖到達(dá)或復(fù)位端出現(xiàn)清零信號(hào)之前，各輸出端的邏輯狀態(tài)將被保持，即輸入的數(shù)據(jù)被鎖存，直到新的時(shí)鐘脈沖出現(xiàn)才被更新或在復(fù)位端低電平信號(hào)的作用下被清零。

12位功率控制數(shù)據(jù)由控制板產(chǎn)生，在設(shè)定功率等級(jí)時(shí)被預(yù)置，在執(zhí)行升、降功率操作時(shí)被改變。鎖存器N17和N18各鎖存12位功率控制數(shù)據(jù)中的6位。

鎖存器的輸入和輸出是TTL電平（L為0V，H為5V），而數(shù)控電位器N8（AD7525）的輸入要求是CMOS電平（L為0V，H為15V），故鎖存器的輸出信號(hào)要經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路，六位電平轉(zhuǎn)換器D14和D16（MC14504）就完成了這個(gè)任務(wù)。

2.2 數(shù)控式衰減器

數(shù)控式衰減器由數(shù)控電位器AD7525和運(yùn)放N11（TD27）等附屬電路組成。

“-（音頻+直流）”信號(hào)送入N8（AD7525）的輸入端N8-17，被其衰減，而12位的二進(jìn)制碼送入N8（AD7525）的N8-4到N8-15。改變二進(jìn)制碼就使得輸出信號(hào)與輸入信號(hào)之間的比例因子在0.000和0.999之間變化，即二進(jìn)制碼在0000 0000 0000和1001 1001 1001之間變。當(dāng)比例因子為0.000時(shí)，AD7525的輸出N8-1=0，這時(shí)輸出功率為零，當(dāng)比例因子為0.999時(shí)，AD7525的輸出N8-1等于其輸入N8-17，功率為由R27設(shè)置的最大功率（在XJ7上可以監(jiān)測(cè)到直流電壓1.5V）。

N11是一個(gè)低偏置電壓運(yùn)算放大器，其反饋電阻是AD7525的一部分，對(duì)AD7525的輸出信號(hào)進(jìn)行反向放大，這樣，其輸出信號(hào)就為正的直流分量（1.5V），當(dāng)加100%調(diào)制時(shí)，音頻分量的峰峰值就為3V。

3 音頻優(yōu)化

3.1 三角波的產(chǎn)生

該電路由N3、C62、R41組成，實(shí)際是一個(gè)積分電路。當(dāng)輸入的脈沖幅度由負(fù)轉(zhuǎn)為正時(shí)，N3-2為一個(gè)按一定斜率不斷上升的信號(hào)，其N3-6輸出則為相同斜率的下降信號(hào)。當(dāng)輸入的脈沖幅度由正轉(zhuǎn)為負(fù)時(shí)，同樣道理，N3-6輸出則為相同斜率的上升信號(hào)。N3輸出的三角波的變化速率取決于R41、C62的時(shí)間常數(shù)。因此，調(diào)節(jié)R41可以改變?nèi)遣l率，該電路的振蕩頻率為72kHz。而N3輸出的三角波的幅度經(jīng)R42、R43分壓后的電平為2Vp-p，送到運(yùn)放N4B進(jìn)行信號(hào)合成。

3.2 方波的產(chǎn)生

方波由N19差動(dòng)放大器產(chǎn)生，三角波信號(hào)送入其同相端，大臺(tái)階同步信號(hào)送入其反相端，其相當(dāng)于電壓比較器，經(jīng)放大后，其輸出方波由VD11、VD12箝位到±6V。

3.3 大臺(tái)階同步信號(hào)

該電路由N5A及周圍元件組成。對(duì)從A/D轉(zhuǎn)換板送來(lái)的大臺(tái)階同步信號(hào)起緩沖放大作用，大臺(tái)階同步信號(hào)是一系列幅度為0.4V的短脈沖串。在加調(diào)制音頻信號(hào)后，即開通一個(gè)大臺(tái)階模塊時(shí)，產(chǎn)生的同步信號(hào)是一個(gè)0.4V的正尖脈沖，關(guān)閉一個(gè)大臺(tái)階模塊時(shí)，產(chǎn)生 的同步信號(hào)是一個(gè)0.4V的負(fù)尖脈沖。這個(gè)同步信號(hào)送到方波發(fā)生器N19的反相輸入端，從而改變N19輸出方波信號(hào)的反轉(zhuǎn)時(shí)刻及N3輸出三角波信號(hào)發(fā)生轉(zhuǎn)折的時(shí)刻，使N3輸出的三角波信號(hào)在未達(dá)到最大值或最小值就發(fā)生反轉(zhuǎn)，從而減少由此產(chǎn)生的低電平噪音。

3.4 音頻輸出

音頻輸出電路由N4A、N4B及周圍元件組成。N4A對(duì)數(shù)控衰減器輸出的“音頻+直流”信號(hào)起緩沖放大作用，其輸出的“音頻+直流”信號(hào)和三角波發(fā)生器產(chǎn)生的72kHz抖動(dòng)信號(hào)分別送到 N4B的反相輸入端和同相輸入端，經(jīng)N4B差分放大后輸出一個(gè)“音 頻+直流+72kHz”信號(hào)送入A/D轉(zhuǎn)換板。N4B的輸出信號(hào)在載波功率10kW、100%調(diào)制時(shí)，直流分量為-3V，音頻分量為-6Vp-p，72kHz抖動(dòng)信號(hào)的峰峰值為2mV。

4 B-電源音頻信號(hào)取樣

其電路用于給直流穩(wěn)壓板A30上的B-電源提供一個(gè)音頻取樣信號(hào)，由運(yùn)放N5B及周圍元件組成。

N5B的同相輸入端是“ -（音頻+直流）+72kHz”經(jīng)分壓電路后取得的一個(gè)樣值，N5B的反相輸入端是+15V進(jìn)分壓后取得的一個(gè)直流電壓（調(diào)節(jié)電位器R84可以調(diào)整其大小）。這樣，N5B的輸出就是按一定比例放大后的“ -（音頻+直流）+72kHz” 樣值信號(hào)再疊加一個(gè)由反相端信號(hào)放大的負(fù)的直流偏置電壓，去控制B-電源。這個(gè)受控的B-電源最終送到功放模塊和功放開關(guān)控制信號(hào)（編碼信號(hào)），去控制功放模塊的開/關(guān)。

5 結(jié)束語(yǔ)

以上是對(duì)10kWDM模擬輸入板原理與調(diào)試要點(diǎn)的介紹，50kW DM的模擬輸入板與其類示。希望能對(duì)調(diào)試和維護(hù)工作起到幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]《10kWDM廣播發(fā)射機(jī)調(diào)試說(shuō)明》