TSW2500短波發射機實現DRM廣播的改造原理和方法

王小龍國家新聞出版廣電總局594臺，陜西咸陽 712000

TSW2500短波發射機實現DRM廣播的改造原理和方法

王小龍
國家新聞出版廣電總局594臺，陜西咸陽 712000

文章介紹了調幅廣播發射機實現DRM數字廣播的改造原理，詳述了TSW2500 500 kW短波發射機改造為DRM廣播工程改造方法，并簡述了改造后的播出效果。

DRM；發射機；改造方法

隨著數字互聯網技術的發展，調幅廣播因其信號傳輸發射成本高，聲音接收質量差，抗干擾能力弱等缺點，越發不能滿足社會日益發展的需求。在此背景下，數字調幅廣播應運而生，成為調幅廣播未來發展的方向。

1　改造原理

現有的短波調幅發射機，工作原理如圖1所示。

圖1　調幅發射機原理圖

圖1中，數字音頻信號經過音頻處理器壓縮及均衡處理后，根據音周電平的高低，PSM控制系統控制相應數量的功率模塊通斷，某一時刻功率模塊疊加后的輸出電壓，代表瞬時音周的變化；頻率合成器產生的載波頻率，經過寬放和高前級電子管功率放大，送入高末級電子管柵陰間。音頻與載波在高末電子管調制輸出。

DRM廣播發射機框圖如圖2所示。

圖2　DRM發射機簡圖

圖2中，音頻及其他數據業務，經過數字調制器處理后，變為COFDM基帶信號，經過信號分離器后，基帶信號變為幅度和相位分量信號，后在發射機高末級調制輸出。

圖1和圖2對比，發射機高末級調制及輸出網絡一致，主要區別是音頻節目源，以及前段信號的預處理不同，DRM廣播音頻及其他數據業務需在數字調制及編碼器中預處理，分離出信號的幅度和相位分量，通過音頻和射頻通路，分別送入發射機高末級調制輸出。DRM發射機具體結構如圖3所示。

圖3　模擬AM發射機發射DRM信號框圖

圖3中，數字編碼器產生的COFDM基帶信號，其包絡分量，送到發射機的音頻放大通路中；數字調制器產生的基帶信號分解為同相和正交分量兩路信號，通過數字頻率合成器，將I、Q信號變換為調相波信號，送到發射機的載波通道。包絡信號和載波信號在發射機高末級調制，通過輸出網絡輸出給天線。

根據DRM發射機框圖，普通調幅發射機改造為DRM廣播，主要從以下幾方面加以改造。

1）新增發射機控制部分的數字編碼器與調制器。

2）基帶信號的幅度分量，傳送至發射機音頻通道，需進行改造。

3）基帶信號分解為同相分量和正交分量，通過數字頻率合成器變換為射頻信號的相位分量，作為激勵信號送到發射機的激勵通道，需進行改造。

4）采取相應的延時措施，保證幅度和相位變化分量同時到達發射機高末級，需進行改造。

2　改造方法

本文具體以THALES公司的TSW2500 500 kW短波發射機為例，著重說明模擬調幅廣播發射機實現DRM播出的改造方法。

2.1音頻通路改造

TSW2500 500 kW發 射 機 音 頻 信 號 經 過Skywave2000系統的數字化處理，分別送給PSM控制器和數字頻率合成器。如圖4所示。

圖4　音頻改造原理

數字音頻進行信源和信道編碼，編碼后輸出的信號為：A（t）=ACOS（wt+ф），其中、ф（t） =arctgq/I。一路I/Q信號送給PSM控制系統YCP23（音頻相位和幅度處理）板，計算出音頻信號的幅度：，根據幅度A的大小，PSM控制系統的YCP16接通相應數量的功率模塊，完成音頻電壓的模擬。

另一路I/Q信號，通過數字頻率合成器，計算出I/Q信號的相位ф（t）=arctgq/I，根據相位信號對射頻載波調相。

兩路信號通過各自運算處理后，在發射機高末管上調制。為了使兩路I/Q信號在相同的時間到達高末管，幅度和相位信號不失真的在高末管上進行合成，必須對其中的一路信號進行時間延時處理，然后經過濾波、阻抗匹配后送給天線發射。此過程在Skywave2000系統中完成。

2.2PSM系統改造

圖5是數字DRM廣播模式時的PSM控制體統方框圖。

圖5中，DRM廣播時，PSM輸入的是數字信號，PSM控制系統的控制板卡為：YCP16YCP24YCP08 YCP14YCP23YCP17YCP18。YCP16/24板計算出需要開啟的功率模塊數，通過YCP1718板光纖接口板，輸出至1-26號功率模塊，合成高末屏極的音頻電壓。

PSM控制系統更換以下板卡的芯片。

圖5　DRM模式

更換YCP16板A3，型號為：EPM7160，EPLD。更換SCS01-YCP16：A12、A13芯片，型號為27C256，EPROM。

更換YCP17YCP18板A3A4，型號為分別為EPM7160、EPM5064。

A3芯片功能：接收打開或關閉模塊的地址，根據模塊的好壞以及臺階電壓等，通過內部的邏輯判斷發出ON、OFF的命令送給模塊。A4：根據模塊的信息，返回給算法板一些相關的信息。

同時還需更換部分順序控制系統芯片，如下。

YCS03板：更換芯片A39，型號為：EPM5128，它主要是與PSM控制有關的邏輯。

SCS01-YCS04板：更換A12、A13兩塊存儲芯片，型號：27C256，它存儲的是用戶管理程序，其中A12設置為RAM；A13用于進行各種測試。

2.3低通濾波器的改造

TSW2500發射機低通濾波器輸出通路，如圖6所示。

圖6　濾波器改造原理

圖6中，當發射機工作于AM時，KS41B不動作，KS41B：24 kV接觸器斷開，L452濾波線圈接入屏極供電路，KS41A動作，KS41A：24 kV接觸器閉合，C454濾波電容接入；當發射機DRM時，KS41B動作，KS41B：24 kV接觸器閉合，L452濾波線圈被短路，KS41A不動作，KS41A：24 kV接觸器斷開，C454濾波電容被斷開。兩種工作模式下，濾波通路不同，AM時：L452和C454參與工作；DRM時：L452和C454被甩開。同時L450的電感量應改為0.08 mH。

KS41A/B繼電器由發射機的ECOS2軟件指令控制，選擇工作方式DRM/DSB后，KS41A/B模式開關將自動進行切換。在濾波通路的改造中，發射機輸出網絡的濾波電感通過以上三方面的改造后，TSW2500型500 kW短波調幅發射機可實現DRM播出。

3　改造后播出效果驗證

通過上述改造后，并在無線局相關發射臺站的實際驗證，發射機DRM播出效果良好，信號接收質量明顯改善。發射機在DRM模式工作時，機器狀態運行穩定，工作可靠。由此可見，短波調幅發射機，經過上述技術改造后，完全可以實現DRM播出。

［1］曹金泉.DRM的技術探討［J］.西部廣播電視，2004（6）：14-17.

［2］李春霞.調幅廣播的發展方向［J］.西部廣播電視，2004 （6）：17-18.

［3］李鳳禪.DRM——調幅廣播的出路與未來［J］.西部廣播電視，2006（6）：5-8.

G2

A

2096-0360（2016）16-0060-02

王小龍，國家新聞出版廣電總局594臺乙機房副主任，工程師，研究方向為廣播電視發送。