數字調幅中波發射機上浮動載波技術的應用探究

鄧麗蓉

（作者單位：作者單位貴州省新聞出版廣電局八六一臺）

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數字調幅中波發射機上浮動載波技術的應用探究

鄧麗蓉

（作者單位：作者單位貴州省新聞出版廣電局八六一臺）

摘 要：浮動載波技術不僅具有有效降低調幅發射機電能的功能，而且可以保證調幅發射機覆蓋場強不變，聽眾的廣播收聽效果也不會下降，有顯著的經濟效益和社會效益。因此，浮動載波技術因其出色的節能效果、簡單的電路構造、容易實現的方法得到了廣大廣播技術人員的青睞與認可。本文對浮動載波技術的原理、電路實現方法、解決途徑進行了深入分析與研究。

關鍵詞：浮動載波技術；節能；數字調幅發射機

浮動載波，也稱動態載波控制，是指是音頻調幅度發生變化的同時，引起發射機的載波功率也會發生隨之相應上下波動的變化。通常情況下，在音頻調幅度較低時，不包含任何有用信息的載波功率在總發射功率中所占的比例高達90%以上。那么，如果這個時候采取一些適當的方法來減少載波功率，就可以實現節省電能、減少電力消耗的目的。之后再將載波功率按照音頻調幅度的變大幅度，發生相應的變化幅度，直至達到正常載波功率的范圍。如此一來，既減少了對收聽沒有任何作用的載波功率，不會影響到廣大聽眾的廣播收聽效果，又保證了在較大調制度時邊帶功率、正常載波，保證了調幅發射機的覆蓋范圍和良好的接收質量，從而實現節能降耗的效果，在實現了經濟利益的同時，也創造了顯著的社會效益。浮動載波技術的實際應用將會極大的推進廣播事業的發展。

1 浮動載波技術的原理

傳統的中波廣播發射機發出的頻譜包括邊帶和載波，載波是傳遞信息的運載工具，它是永遠都不會改變的，即載波的調幅度不會隨著調制信號的高低變化而發生變化。載波占據了發射總功率的大部分。邊帶則包括了廣播電視節目的一部分，是在傳輸過程中的有用信息，但是其卻只占了總發射功率的很小一部分。

數字調幅波的功率計算方式如下：1

載波功率：

Pc=1/2·Uc2/R

上邊帶功率：

P上=1/2·（M/2·Uc）2·1/ R=M2/4·Pc

下邊帶功率：

P下= P上=M2/4·PC

上、下邊帶功率：

P上+ P下=M2/2·Pc

載波邊帶總功率：

P總=（1+M2/2）·Pc

最大狀態功率：

Pmax=（1+M）2·Pc

在上述公式中，M所代表的是調制度。可以通過對圖中所表示的中波調幅發射機發射各個功率的計算不難發現，在M=100%，最大程度的邊帶功率也僅僅只是達到了載波功率的50%而已。最近幾年，音頻處理器憑借其良好的動態范圍提升和壓縮，得到很多廣播電臺工作者的喜愛，逐漸在廣播電臺推廣開來，但是仍然存在一個很大的問題，即其平均調幅度也僅僅勉強達到60%左右。這其中蘊含的內在意思是，在日常的發射機運行過程中，即便使用全載波滿功率發射，但是平均載波功率仍然會占到總發射功率的85%，這一部分是不包含任何有用信息的，而帶有有用信息的邊帶功率僅僅只占到了15%，這會導致具有較大的載波功率會被白白浪費了，造成了資源、經濟的極度浪費。2

2 浮動載波技術的應用

科學技術推進了浮動載波技術的快速發展，隨著最新調幅發射機（PDM、PSM）的問世，可以在很大程度上降低發射機能量消耗的浮動載波調幅技術也隨著出現，解決了長期以來困擾廣大工作人員的技術性問題。

浮動載波調幅技術（DAM）指的是載波電壓、載波功率等會隨著發射機高頻被調級電子管的直流屏壓、調制信號的動態電平的大小的變化而發生相應程度變化和浮動。

2.1串饋脈寬調制發射機中浮動載波調幅技術的應用

串饋脈寬調制發射機中的調制級與被調制級是一種串聯的工作方式，是不需要將阻流圈進行調幅來達到直流電壓供給的目的。一般情況下，只需要改變脈沖寬度的占空因數的大小就可以實現對高末級直流屏壓的改變。脈沖寬度的占空因數的初始值應該選取在為0.5左右，這是一個較為理想的數值，因為在這種情況下，串饋脈寬調制發射機中的調制級和被調制級處于一種平衡的屏壓狀態，等于主電源、電壓的50%。

因此，在使用串饋脈調制發射機中的脈寬調制器的情況下，如果可以采用音頻調制信號的方法來代替原始的固定直流電壓的占空因數比例進行重新調整，那么就可以實現浮動載波調幅技術的應用。

2.2浮動載波調幅技術在DCM10kW發射機中的實際應用

DCM10kW發射機采用的是數字循環的調節方法。數字循環調制方法指的是調制級的“音頻+直流”決定著發射機的輸出的功率和調制度的大小，且“音頻+直流”中直流的大小決定著發射機輸出功率的大小。當載波功率調幅度過大，但是載波電平卻又較小時，就需要通過“負峰檢測器”輸出的電平來控制載波電平的大小。

因此，在保證邊帶功率、載波功率不變的同時，采用浮動載波調幅技術，在通過零點以后載波功率會隨著調幅度的增加呈現出一種線性的增加趨勢。那么設定的剩余的載波內會出現一些經常性的高幅度調制，這是一種正常的現象。如此，既可以減少不含任何有用信息的載波功率的浪費，增加邊帶功率的使用，又可以保證了廣播的接收質量、接收機的響度，保證了較大幅度的調節時的正常載波功率。

3 載波功率浪費的解決途徑

為了避免載波功率的過渡浪費，廣大廣播電視工作者都在積極的尋找可以一種徹底改變這種現狀的方法。

方法一：抑制載波。正因為不含任何有用信息的載波功率在發射總功率中占有大部分，導致含有有用信息的邊帶功率在總發射功率中比值變少。因此，一種有效的方法就是抑制載波功率，減少載波功率在總功率中的比重。目前，這種技術已經逐漸實現，在現實中已經在其他通信設備上得到了廣泛推廣和應用。但在中波廣播中實行此技術仍然是一個難題，此種技術行不通。其中的主要原因是發射器具和接收設備較復雜，尤其是實行這種技術接收設備的成本會大大增加，會給廣大消費者帶來經濟上的負擔，不利于全面普及，得不到聽眾的支持，喪失了中波廣播的優勢。

方法二：實行浮動載波技術，即在動態中降低部分載波功率。上文提到，浮動載波技術指的是載波功率的大小會隨著節目信號調制度的大小變化而發生變化。在較低調幅度時，不包含任何信息的載波功率會占到總發射功率的90%以上。這時，包含大量有用信息的邊帶功率僅僅占10%不到，會造成極大浪費。因此，如果可以適時地減少載波功率，就可以降低損耗，提升節能。隨后將載波功率隨著調幅度的增大而變大直至正常載波功率范圍。

浮動載波技術是載波功率的大小要根據調幅度的大小變化而隨時調整，因此如果要保證發射覆蓋范圍不變、具有良好的接收質量，就必須當調制度為零時，根據具體情況適當的保留一部分載波功率。通常情況下，載波功率初始值應該選擇高于50%較為合適。例如：當選取的載波功率初始值定為55%，如果再加上調制信號時，隨著廣播信號的動態電平的大小變化，載波功率就會在55%～100%之間波動，此時節省的載波功率大概在60%～0。

日常應用中，浮動載波調幅廣播的載波電壓在運行過程中平均值為70%～80%，所以平均節約的載波功率為36%～51%。由此可見，浮動載波技術在節能減耗方便有比較好的效果，可以在現實中進行推廣應用。

4 結語

現代科學技術的發展進步為高頻率的調幅發射機提供的良好的發展機遇，極大地促進了它的不斷更新換代、新產品相繼出現。其中數字調幅波發射機更是憑借其完整的結構設計、出色的節能減耗、高效的工作效率、優質的工作質量、卓越的機器性能、特有的音頻處理方法，使數字調幅發射機實現了浮動載波技術，得到了廣大廣播工作者的青睞和認同，并在廣播系統中得到廣泛地應用和推廣，成為日常發射任務中不可或缺的一項技術。

參考文獻：

［1］李棟．浮動載波調幅技術及裝置［P］．中國，861010906，1988．

［2］張丕灶．數字式調幅中波發射機［M］．廈門:廈門大學出版社，2002．

1 張南，付鵬：《中波發射機浮動載波技術的電路分析》《科技創新與應用》2014年11期

2 韓武建，左寶健，王立新：《浮動載波技術在數字調幅中波發射機上的應用》《現代電子技術》2011年第34卷15期