DMR2000大功率短波發射機數字調制器簡介

2014-03-02 03:01:27

（國家新聞出版廣電總局2021臺，黑龍江齊齊哈爾 161000）

孟憲強

（國家新聞出版廣電總局2021臺，黑龍江齊齊哈爾 161000）

本文對DMR2000大功率短波發射機數字調制器的功能和工作原理進行了簡單介紹，并列舉了改造前后的對比。

短波發射機;數字;調制器

1 前言

圖1

圖2

大功率PSM短波發射機，在我國的對外覆蓋以及對內實驗任務中具有廣泛應用，數字調制器是PSM短波發射機的核心處理設備，意義重大：

（1）國產化的模擬PSM控制器，還沒有實現數字化和自主化，同時在指標方面和進口設備還存在一定的差距。

（2）美國大陸公司進口的模擬調制器信噪比指標差，無法滿足現有優質播出要求。

（3）THALES公司進口的2500D型500KW發射機，雖然其數字調制器信噪比指標可以滿足現有優質播出要求，但是其維護復雜、價格高、訂貨周期長、進口受制于人。

DMR2000大功率短波發射機數字調制器系我國自主開發、具有知識產權的數字化PSM調制控制器，在改善發射機“雜音、頻響和失真”三大指標上有明顯提高，可應用與各功率等級的PSM短波發射機型上，實現優質播出的同時維護方便。價格合理，最主要的是可以徹底擺脫進口，對國家安全有重要意義。

表1

（1）主從（MAST—SLAVE）式異步并行結構，MAST端由綜合算法版上的DSP控制；其他板卡及板上器件處于總線的SLAVE端。高效的DMA傳輸方式便于各種控制信息在板卡之間傳遞。這些控制信息包括：各板卡工作狀態、PSM系統工作參數、模塊工作參數。

（2）關鍵信號使用專用線路，保證重要信息處理的實時性和可靠性。這些信息重要包括：音頻信號，快速保護信號、PSM控制器的本機操作信號、模塊開關信號和發射機反饋信號。

（3）全程數字化處理，采用如下關鍵技術：

a 使用“信號過采樣”技術將量化噪聲信號分布到更寬的頻譜范圍內，從而降低帶內噪聲功率譜密度；“噪聲整形”技術將量化噪聲調制到帶外高頻端。通過這兩項技術的結合有效提高“粗糙”量化器的帶內信噪比。

b 階梯放大的過程中，通過功率模塊采取循環導通的策略，降低IGBT的開關速度來降低模塊在開關跳變過程中的熱損耗；同時保證了各個功率模塊的負載平衡，延長模塊的平均使用壽命。

c 利用數字信號處理的方法，通過對發射低周系統經行合理的輸出補償措施，來改善發射機整機的電聲指標。

d 功率模塊輸出電壓誤差較大，在循環導通的過程中形成開關噪聲，并落在音頻范圍內，形成相對較強雜音電平，我們稱之為循化噪聲。為了克服這一問題，我們設計了高精度數字化功率模塊和控制板。

（1）過采樣--噪聲頻譜分散技術如圖1所示。

過采樣技術：

（2）沖量等效&PWM調制

沖量等效原理：沖量相等而形狀不同的窄脈沖，作用在具有慣性的環節上時，其效果基本相同。如圖2所示。

（3）Dither——抖動

Dither原理：在信號量化之前，加入一個與輸入信號無關的dither噪聲信號，經量化器輸出后再去除dither信號，以求量化器達到特定性能參數指標改善的目的。其本質就是用Dither信號的頻譜來擾亂（平均）或搬移量化噪聲的頻譜。

dither方式：頻譜分布——寬帶和窄帶；幅度——大幅和小幅

PSM調制器的抖動：三角波——PWM調制&周期性小幅抖動。

改造后的短波發射機指標在各方面都有明顯改善，尤其是信噪比提升顯著，在指標都達到甲級的情況下實屬不易（如表1所示）。

[1]張英．短波發射機中三角波幅度變化對失真指標的影響[N]．電子報，2010．

TN93

：A