關(guān)于數(shù)字調(diào)頻激勵器相關(guān)問題的探討

劉乃冰

摘 要 計算機和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，有效推動了廣播無線發(fā)射技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展進程。調(diào)頻廣播由于具有較強的抗干擾能力、信噪比高、帶寬頻帶寬、音質(zhì)好和效率高的諸多優(yōu)點，一些新型的數(shù)字調(diào)頻激勵器被不斷研發(fā)成功，提高了無線廣播的發(fā)射技術(shù)水平。在調(diào)頻發(fā)射機中，調(diào)頻激勵器作為其中最重要的核心組成部分，它的指標和運行狀態(tài)直接決定了整機的技術(shù)指標與性能。調(diào)頻激勵器不僅是發(fā)射機工作的核心，同時還承擔著發(fā)射機故障處理和報警的責任，一旦發(fā)射機運行中發(fā)生故障，調(diào)頻激勵器會及時進行動作，以此來保證發(fā)射機運行的安全。數(shù)字調(diào)頻激勵器作為廣播發(fā)射系統(tǒng)的重要部件，直接關(guān)系到廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運行。

關(guān)鍵詞 調(diào)頻廣播；發(fā)射系統(tǒng)；數(shù)字調(diào)頻激勵器；原理；鎖相電路；維護

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）199-0087-02

1 調(diào)頻激勵器和數(shù)字調(diào)頻激勵器概述

調(diào)頻激勵器主要分為模擬激勵器和數(shù)字激勵器，這其中模擬激勵器主要采用頻率調(diào)制技術(shù)和模擬信號處理，當前模擬激勵器的技術(shù)指標與數(shù)字激勵器已相差不大，而且一般支持數(shù)字音頻格式的輸入，在模擬載波調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)字音頻接口，能夠利用DSP來處理輸入的音頻信號，并進行編碼處理，然后再對編碼后的信號進行調(diào)制，這不僅有效的與技術(shù)發(fā)展的需求相適應，而且也為數(shù)字廣播的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字激勵器主要依托于DSP和DDS，對于組建單頻同步廣播網(wǎng)更具便利性，在數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)中進行應用。相較于模擬激勵器，數(shù)字激勵器在性能上更為優(yōu)越，但其成本相對較高，因此在當前還以模擬激勵器作為調(diào)頻廣播的主要激勵器。數(shù)字調(diào)頻激勵器主要以模塊化結(jié)構(gòu)為主，包括調(diào)頻調(diào)制器、音頻處理模塊、激勵器功放、電源模塊和監(jiān)控模塊等部分，不僅與調(diào)頻廣播發(fā)射機的性能息息相關(guān)，還要承擔著調(diào)頻發(fā)射機故障警報和故障處理的工作，以此來保證調(diào)頻發(fā)射機的正常運行。在具體運行過程中，數(shù)字調(diào)頻激勵器主要是通過處理輸入音頻及附加信道信號，并進一步合成基帶信號，將其調(diào)制到對應的波段載波上，利用激勵器功放對其放大輸出，從而實現(xiàn)調(diào)頻廣播信號的發(fā)射。

2數(shù)字調(diào)頻激勵器各模塊功能與原理

2.1 音頻處理模塊

音頻處理模塊作為數(shù)字調(diào)頻激勵器中非常重要的組成部分，利用其來完成立體聲編碼。特別是隨著當前科學技術(shù)的發(fā)展，在當前數(shù)字調(diào)頻激勵器音頻處理模塊中，不僅提供了MONO/STEREO/ MPX信號的輸入接口，同時還提供了附加信道信號的輸入接口。而且在最初設(shè)計時數(shù)字音頻接口也具有多樣性，可以選擇相應的數(shù)字音頻接口，以此來支持不同數(shù)字式輸入。

2.1.1 音頻的預處理

利用音頻處理模塊進行音頻預處理過程中，需要對音頻輸入信號的幅度進行調(diào)整，主要以可控音頻衰減器的衰減量設(shè)置和輸入阻抗選擇等為主。這其中利用可控音頻衰減器能夠在一定電平范圍內(nèi)對音頻信號設(shè)置標稱值，可以將其稱為標稱電平。

2.1.2 預加重處理

通常在選擇模擬開關(guān)控制預加重常數(shù)過程中，通過預加重處理能夠為數(shù)字調(diào)頻激勵器提供相應的常數(shù)。

2.1.3 立體聲編碼器與限幅器

對于立體聲編碼器，主要是利用軟開關(guān)方式來處理左右路信號，并與19kHz導頻混合。而且編碼后的信號主要以左右路信號、抑制副載波調(diào)幅后左右路信號差和導頻音為主。相較于矩陣式和硬開關(guān)等編碼方式，軟開關(guān)方式具有分離度高及失真小的特點。在音頻輸入信號遠遠大于標稱電平時，則需要利用限幅器來對輸出復合基帶信號的幅度進行調(diào)整，以此來對總調(diào)制頻偏進行有效控制，確保其處于標準范圍內(nèi)。

2.2 調(diào)頻調(diào)制器

2.2.1 電平調(diào)理和VCO

利用電平調(diào)理來對音頻處理模塊送入合成基帶信號的幅度進行調(diào)整，這樣在輸入標稱音頻時，能夠有效的將基帶信號總調(diào)制控制在標準的頻偏。在對變?nèi)荻O管進行調(diào)頻過程中會用到VCO，并能夠產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的振蕩信號。

2.2.2 鎖相頻率合成器

在調(diào)頻調(diào)制器中，鎖相頻率合成器主要以鑒相器和分頻器等為主，經(jīng)過分頻后的VCO振蕩頻率，將其與基準頻率進行比較，然后可以將輸出差拍電壓送入到環(huán)路濾波器中，在鎖定狀態(tài)下鑒相器會輸出直流信號，并能夠給出鎖定指示。

2.2.3 環(huán)路濾波器與捕捉帶控制

利用環(huán)路濾波器來濾除掉鑒相器輸出的差拍信號中的和頻成分和高頻干擾，然后將其送入到VCO中，這樣振蕩頻率則會更逼近于待鎖定值。而捕捉帶控制主要用于鎖定過程中，用其來擴大捕捉帶和加快鎖定速度。當鎖定完成后，利用捕捉帶控制來減少捕捉帶，以此來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，確保鎖定狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2.4 輸出放大器

輸出放大器是對VCO輸出功率進行放大，推動激勵器功放，提高傳輸過程中信號的抗干擾能力。輸出放大器僅在鎖定狀態(tài)下，有輸出要求時才會執(zhí)行放大輸出功能。

2.3 激勵器功放與電源模塊

對于已調(diào)制載波進行放大過程中需要利用激勵器功放來完成，主要是將已調(diào)制載波經(jīng)過低通濾波器或是帶通濾波器、定向耦合器，然后再進行輸出，對載波功率進行放大主要依賴于推動級和末級來進行。這其中需要注意末級功放管要在丙類狀態(tài)下進行工作。而電源模塊其主要是提供供電任務，通常會利用其來為數(shù)字調(diào)頻激勵器模塊供電，供電過程中一般會采用開關(guān)電源，以其來控制電源紋波和EMI。由于不同地區(qū)電網(wǎng)的參數(shù)之間存在一定的差異，因此對于數(shù)字調(diào)頻激勵器電源電壓和工作頻率容限范圍來講，其在設(shè)計時都會較寬，以此來提高其適用性。

3 數(shù)字調(diào)制激勵器鎖相電路的維護

數(shù)字調(diào)制激勵器鎖相電路作為一種動態(tài)環(huán)路控制電路，一旦電路出現(xiàn)故障，則會影響數(shù)字調(diào)制激勵器的正常運行。因此在實際工作中，需要做好鎖相電路的維護工作，針對環(huán)路的工作狀態(tài)來對鎖相電路故障進行判斷，并針對具體的故障來采取相應的處理措施。在實際對鎖相電路維護工作中，需要在接通電源的情況下，對電源和電壓進行檢查，觀察VCO壓控電壓所處的范圍是否在規(guī)定范圍之內(nèi)。當這一切都沒有問題時，需要對鑒相器的頻率預置撥碼進行檢查，針對具體情況在必要時可以對撥碼進行重新預置，并對觸點接觸是否良好進行檢查，避免由于灰塵及振動而造成觸點出現(xiàn)接觸不良的情況。對鑒相電路輸入端的信號頻率是否正常進行檢查，以此來對故障原因及范圍進行確定。同時還要對晶體基準電路和分頻電路進行檢查，這主要是由于鎖相電路故障發(fā)生時，由于晶體外接時起振電容容值變化容易導致失鎖故障發(fā)生，因此在鎖相電路維護工作中需要重視對晶體基準電路和分頻電路的運行狀態(tài)進行檢查。當鑒相器輸入的基準頻率處于正常范圍時，這種情況下需要對RF載頻采樣信號進行檢查，在具體檢查過程中，這部分電路十分復雜，具體工作量較大，因此會先檢測分頻器，然后再對壓控振蕩器進行檢查，這樣逐級檢查后能夠有效的提高工作效率，并快速找出故障位置。另外還要對環(huán)路濾波器進行檢查，以此來對濾波電容是否存在漏電情況進行確認。在完成上述一系列檢查后，如果故障還存在，則需要將鑒相器集成電路進行替換，從而確保鎖相電路的正常運行。

4 結(jié)論

數(shù)字調(diào)頻激勵器在對數(shù)字音頻處理時主要是采用數(shù)字信號處理和直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，相較于模擬激勵器，數(shù)字激勵器在失真及信噪比等方面的性能較為顯著，而且在實際應用過程中，能夠?qū)敵鲂盘柕南辔弧㈩l率和幅度進行精確仍然排名，將其應用在調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)中具有非常好的效果。

參考文獻

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