對(duì)全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)的調(diào)試技術(shù)研究

叢 林,陳 起

（遼寧省朝陽市北票市330轉(zhuǎn)播臺(tái)，遼寧朝陽，122100）

對(duì)全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)的調(diào)試技術(shù)研究

叢 林,陳 起

（遼寧省朝陽市北票市330轉(zhuǎn)播臺(tái)，遼寧朝陽，122100）

隨著廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)順勢(shì)而生并迅速發(fā)展成為了廣播發(fā)射機(jī)市場(chǎng)的主流產(chǎn)品。本文對(duì)全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)的原理進(jìn)行了分析，并對(duì)其進(jìn)行了具體的調(diào)試。

全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)；調(diào)試；研究

1 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)原理

主要由4大部分組成全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)，即射頻系統(tǒng)、音頻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源系統(tǒng)。圖1為10Kw數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)原理框圖。

1.1 數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)

數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)的射頻系統(tǒng)，主要進(jìn)行射頻功率放大，在數(shù)字音頻編碼信號(hào)的作用下，進(jìn)行大功率D/A轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生具體量化臺(tái)階的已調(diào)波，經(jīng)過帶通濾波器的光滑處理，得到典型的調(diào)幅射頻輸出。射頻系統(tǒng)包括：射頻激勵(lì)板、緩沖放大板、前置推動(dòng)、推動(dòng)放大、推動(dòng)合成、推動(dòng)分配、推動(dòng)電源調(diào)整器、射頻功率放大、射頻功率合成、帶通濾波器、輸出調(diào)配網(wǎng)絡(luò)等。

射頻激勵(lì)板采用頻率合成方式得到發(fā)射機(jī)所需要的載頻信號(hào)，并為并機(jī)工作和調(diào)幅立體聲廣播提供射頻信號(hào)的輸入和輸出接口，自動(dòng)切換使用外部激勵(lì)信號(hào)，以符合中波同步廣播要求。

緩沖放大板將射頻激勵(lì)板來的射頻激勵(lì)信號(hào)放大處理，提供一個(gè)穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)送給前置推動(dòng)。前置推動(dòng)級(jí)將緩沖放松大板送來的激勵(lì)信號(hào)放大到足夠高的電平，然后去推動(dòng)放大級(jí)中的3塊功放模塊。推動(dòng)合成器將來自放大模塊的射頻電壓疊加后輸出，送到射頻分配板。這些信號(hào)又經(jīng)過射頻分配板變壓器轉(zhuǎn)換，得到96路低阻抗、輸出幅度約為30V的射頻推動(dòng)電壓，通過96根電纜推動(dòng)射頻功率放大器。全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)的功率合成原理如圖2所示，由6個(gè)二進(jìn)制臺(tái)階功放模塊、42個(gè)大臺(tái)階功放模塊、功率合成網(wǎng)絡(luò)及輸出網(wǎng)絡(luò)組成。射頻推動(dòng)器由3個(gè)與末級(jí)相同的功放模塊組成，T1也是一個(gè)功率合成網(wǎng)絡(luò)，其合成輸出電壓分為48組、96路幅度相等、相位相同的信號(hào)，分別供給模塊的A、B兩路激勵(lì)輸入。48個(gè)功放模塊的開、關(guān)受控于調(diào)制編碼的12bit數(shù)字音頻信號(hào)，其輸出功率經(jīng)T2合成后，在負(fù)載上可得到預(yù)設(shè)的載波功率和調(diào)制功率。

圖2 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)功率合成原理圖

圖1 10kw數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)原理圖

發(fā)射機(jī)的輸出是一個(gè)按照調(diào)制音頻輸入信號(hào)變化的射頻電壓。每一塊射頻功放模塊提供一個(gè)固定的輸出電壓，總的輸出電壓是由功放模塊工作的數(shù)量形成。載波時(shí)，功放模塊工作的數(shù)量是固定的。如果音頻信號(hào)增大，功放模塊工作的數(shù)量增加；如果音頻信號(hào)減小，則功放模塊工作的數(shù)量隨之減少；音頻信號(hào)瞬間變化，則功放模塊工作的數(shù)量也隨之變化。合成后的射頻功率送到輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)50歐姆電纜送至鐵塔天線。

1.2 數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)音頻系統(tǒng)

音頻處理系統(tǒng)是將模擬信號(hào)通過數(shù)模轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這個(gè)數(shù)字信號(hào)被送至調(diào)制編碼器進(jìn)行編碼，再去控制射頻功放模塊的“開/關(guān)”，產(chǎn)生“數(shù)字調(diào)幅調(diào)制”。音頻處理系統(tǒng)包括：模擬輸入板、數(shù)字轉(zhuǎn)換板、調(diào)制編碼板、直流穩(wěn)壓板等。

模擬輸入板將送來的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，消除不需要的高頻成分，并加上一個(gè)直流電平，產(chǎn)生一個(gè)“直流+音頻”的信號(hào)，送至數(shù)模轉(zhuǎn)換板，該信號(hào)的直流成分決定發(fā)射機(jī)載波功率的大小，而音頻成分決定調(diào)幅度。數(shù)模轉(zhuǎn)換板使用專門的集成電路將模擬處理板送來的“音頻+直流”信號(hào)轉(zhuǎn)換成12bit的數(shù)字音頻信號(hào)。12bit的數(shù)字音頻信號(hào)由一連串12位的數(shù)字字符組成，稱為B1-B12.調(diào)制編碼板將12bit的數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成控制功放級(jí)射頻功放模塊的開或關(guān)信號(hào)，用來產(chǎn)生發(fā)射機(jī)載波和瞬間調(diào)制電平。12bit數(shù)字信號(hào)的低6位直接對(duì)6個(gè)二進(jìn)制臺(tái)階功放模塊進(jìn)行開關(guān)控制，由單個(gè)數(shù)字位去直接控制相對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制功放模塊，如果數(shù)字位是邏輯高電平，則相對(duì)應(yīng)的功放模塊開通，若是低電平，則相應(yīng)的功放模塊被關(guān)斷，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1

表1 數(shù)字位與功效模塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

而高6位（B1-B6）則作為地址碼，讀出只讀存貯器中由廠家預(yù)先寫入的數(shù)據(jù)，從而間接地利用這些數(shù)據(jù)去控制42個(gè)大臺(tái)階功放模塊的開關(guān)。這6位二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)，即為開通大臺(tái)階功放模塊的數(shù)目，其對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2.這些數(shù)據(jù)在發(fā)射機(jī)出廠前已由廠家預(yù)先寫入，每個(gè)只讀存貯器的位置不能調(diào)換，否則，模塊的導(dǎo)通順序會(huì)打亂，影響發(fā)射機(jī)的工作指標(biāo)。

1.3 數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)檢測(cè)控制系統(tǒng)

檢測(cè)控制系統(tǒng)由控制板、監(jiān)測(cè)顯示板、開關(guān)儀表板、外部接口板等組成的監(jiān)控系統(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)處理接口幾部分，具體較為完整的故障保護(hù)和聯(lián)鎖功能。控制板的輸入指令由3個(gè)地方提供，分別為開關(guān)儀表板和對(duì)外接口板提供低功率開機(jī)、中功率開機(jī)，高功率開機(jī)、關(guān)機(jī)，升功率，降功率等操作信號(hào)；由檢測(cè)顯示板提供故障檢測(cè)邏輯信號(hào)。控制板根據(jù)這些信號(hào)自動(dòng)完成開/關(guān)機(jī)控制、輸出功率等級(jí)控制及故障保護(hù)控制。

監(jiān)測(cè)顯示板包括保障、過載的邏輯電路，其輸出的邏輯信號(hào)，一面向控制板傳送，一面供顯示板上的13對(duì)雙色指示燈來顯示發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)。同時(shí)，外部接口板提供了發(fā)動(dòng)機(jī)的外部監(jiān)測(cè)和控制界面，這樣更有利于進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制計(jì)算機(jī)。

表2 6位地址碼與大臺(tái)階功放開通數(shù)目的對(duì)應(yīng)關(guān)系表

1.4 數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)電源供給系統(tǒng)

數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)的電源電壓主要來自T1和T2兩個(gè)變壓器，其中T1提供的時(shí)供放電源電壓，而T2提供的時(shí)低壓電壓。+230VDC和+150VDC電源都是屬于供放電源，它們供給42個(gè)大臺(tái)階功放模塊和6個(gè)二進(jìn)制臺(tái)階功放模塊以及推動(dòng)型功放模塊。低壓電源則包括-22VDC、+22VDC、-8VDC、+8VDC、+30VDC和+60VDC非穩(wěn)壓電源，低壓電源供給給相應(yīng)的電路使用并由其各自的電路板進(jìn)行穩(wěn)壓控制。

2 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)調(diào)試

2.1 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)調(diào)試原理

在相同的功率下開機(jī)，全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)的低、中、高三種狀態(tài)的駐波比零位相差是很大的。當(dāng)?shù)凸β蕰r(shí)，在5~10kw之間發(fā)射機(jī)時(shí)可以正常播出的；當(dāng)高功率時(shí)，天線零位與網(wǎng)絡(luò)零位的指示燈閃爍，同時(shí)其功率降低。而對(duì)于全固態(tài)10kw中波發(fā)射機(jī)來說，輸出監(jiān)視器時(shí)保障設(shè)備安全和保證監(jiān)視功率的關(guān)鍵部位。當(dāng)全固態(tài)中波發(fā)射器的功率過大時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管的功放很容易被損壞。對(duì)發(fā)射器加強(qiáng)保護(hù)，當(dāng)單個(gè)駐波比嚴(yán)重超出限度時(shí)，要及時(shí)的控制電路將發(fā)射機(jī)的功放關(guān)閉。另外，當(dāng)多個(gè)駐波比沖擊連續(xù)的出現(xiàn)時(shí)，就要發(fā)射機(jī)降低功率，直到反射功率低于設(shè)定的閥值時(shí)，降低功率的操作才停止。相反的，在功率降低時(shí)，即便是駐波比沒有得到改善，其反射電壓也同樣變小，而機(jī)器仍會(huì)繼續(xù)工作。所以，輸出監(jiān)控器是對(duì)發(fā)射機(jī)的輸出功率和傳送狀況提供可靠的監(jiān)測(cè)信息，然后送控制電路去執(zhí)行操作。

2.2 全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)調(diào)試方法

以全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)為例，介紹該類輸出監(jiān)視器駐波監(jiān)測(cè)電路的調(diào)試方法。

2.2.1 天線電壓駐波比零位調(diào)節(jié)

（1）把A27/TP2接入示波器A的探頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后將其置于CAL之后按住S3開關(guān)，按住“高”鍵，將功率打到10kw，最后調(diào)整電容使波形幅度變到最小。

（2）將NORMAL撥回，然后把A27/TP2接入示波器A的探頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，把L4設(shè)置在中間位置，用S4開關(guān)來選擇電容，從而讓兩個(gè)波形相位接近。

（3）調(diào)整電容C15，使兩個(gè)波形幅度互相相近,同時(shí)調(diào)節(jié)L4使兩個(gè)波形相位接近一致。

（4）對(duì) A27/TP8進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果應(yīng)接近零電位,并且“天線零位檢測(cè)”應(yīng)指示為零。

2.2.2 網(wǎng)絡(luò)電壓駐波比零位調(diào)節(jié)

(1)把A27/TP2接入示波器A的探頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，然后將其置于CAL之后按住S3開關(guān)，同時(shí)調(diào)節(jié)電容C27使波形幅度最小。

(2)將NORMAL撥回，然后把A27/TP2接入示波器B的探頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，用開關(guān)S6選擇L12、L13、L14、L15,讓兩個(gè)波形的相位接近。

(3)調(diào)整S6開關(guān)所選中的電感,使得兩個(gè)波形相位接近一致,然后調(diào)整電容C29讓兩個(gè)波形幅度相近。

(4)對(duì)A27/TP7進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果應(yīng)近似于零電位,并且“網(wǎng)絡(luò)零位檢測(cè)”應(yīng)指示零。

3 結(jié)束語本文對(duì)全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)的原理進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并對(duì)其調(diào)試進(jìn)行了具體的分析。得出了以下結(jié)論：在相同的功率下開機(jī)，全固態(tài)10kw DAM中波發(fā)射機(jī)的低、中、高三種狀態(tài)的駐波比零位相差是很大的。當(dāng)?shù)凸β蕰r(shí)，在5~10kw之間發(fā)射機(jī)時(shí)可以正常播出的；當(dāng)高功率時(shí)，天線零位與網(wǎng)絡(luò)零位的指示燈閃爍，同時(shí)其功率降低。

[1] 陸寧.全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)原理與維護(hù)[J].西部廣播電視,2007.

[2] 姚華.10 kW中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2006,

[3] 李飛.淺談DAM全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)抑制噪聲的措施[J].全國(guó)廣播電視技術(shù)論文,2007.

[4] 張丕灶,沈大山.中波發(fā)射天線匹配網(wǎng)絡(luò)矢端線分析法[J].廣播與電視技術(shù),1993.

[5] 陳曉衛(wèi).全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)使用與維護(hù)[M].北京:中國(guó)廣播電視出版社,2002.

Commissioning research on solid-state technology 10kw DAM MW Transmitter

Cong Lin，Chen Qi
（Chaoyang City, Liaoning Province Beipiao 330 relay stations,Liaoning Chaoyang,122100）

With the rapid development of the broadcasting transmitter technology, all solid 10kw DAM MW Transmitter homeopathy and health and quickly developed into a broadcast transmitter market mainstream products. In this paper, all solid-state medium wave transmitters 10kw DAM principle is analyzed, and its specific debugging.

all solid-state digital AM MW radio transmitter; debugging; research

TN836

A