分析DAM中波發射機調制系統數字化改造技術

姜云翠

摘要：當今社會已經進入數字化時代，在傳遞信息過程中，越來越多的采用數字信號形式，DAM中波發射機智能接收模擬信號，而無法直接識別數字信號，影響了其應用價值的有效發揮，并且還會降低設備的技術指標和運行能力。為改善這一現狀，就需要利用數字化技術，以可編程邏輯器件FPGA為核心元件，對DAM中波發射機調制系統進行改造，在保證信號內容完整性的前提下，實現對數字信號的有效轉換處理，進而能夠顯著提升中波發射機的運行能力，對促進發射機數字化發展意義重大。

【關鍵詞】DAM中波發射機 調制系統 數字化改造技術

為方便DAM中波發射機順利接收數字信號，需要將傳輸的數字信號先轉化為模擬信號，但是，在這過程中數字信號質量容易因噪聲和失真現象而降低，難以保證信號內容的完整性及可靠性，導致通信質量較低。通過對DAM中波發射機調制系統進行數字化改造，可以有效避免這些問題，不僅能夠降低信號處理難度，而且整個系統也變得更加靈活、穩定，同時還能夠根據實際需求進行系統升級和功能擴展，起到了與模擬調制音頻系統同等的運行效果。

1 DAM中波發射機調制系統介紹

DAM中波發射機調制系統在運行時，接收到的信號經由音頻處理器處理后，便會將音頻信號的最大頻率限制在一定范圍內。然后在模擬輸入電路轉化為含有直流分量的音頻信號，此時，便能夠在模數轉換模塊將這部分信號轉化為數字信號，經調制編碼器處理后輸出，實現對不同射頻功率放大模塊的控制，根據處于工作狀態的射頻功率放大模塊具體數量，確定所需輸出的射頻電平。最后，數字信號經濾波處理和量化處理后，便會生成最終的調波信號。

采用該方法雖然能夠實現數字信號向模擬信號的轉化，但是很容易出現失真、噪聲現象，降低了信號質量，所以，對DAM中波發射機調制系統進行數字化改造，是非常重要且必要的。

2 DAM中波發射機調制系統數字化改造實現功能

采用數字化技術對DAM中波發射機調制系統進行改造，主要目的是取代原有的模擬調制音頻系統，避免數模直接轉換所引起的失真和噪聲問題。改造后的調制系統可分為三大部分，包括接口電路模塊、控制通信模塊和指標處理模塊，每一個模塊在調制系統運行過程中，都起到了不同的功能作用。首先，調制系統的接口電路所用芯片為AES/EBU，電路中設有110歐電阻可進行阻抗匹配，進而能夠在接收幅度范圍內，順利接收所有AES/EBU格式的音頻信號，并且可以保證音頻的穩定性，經過解碼處理后從電路中輸出。其次，在進行通信控制時，所用方式為數字化處理方式，可以實現對調幅度、功率電平微調、AGC、B-調制、電流和功率取樣、駐波保護等各項功能的良好控制。同時還能夠對調幅度變化幅度和功率電平進行控制，當系統出現故障問題時可迅速作出反應，很少再出現延時保護問題，并且系統參數設置及操作也變得更為靈活。最后，在對調制系統進行改造時，主要用到了有理數倍的采樣轉換技術、噪聲指標補償技術、非線性失真補償技術、頻響指標改善技術等，各項技術指標都能夠得到顯著提升，系統在運行時將會更加穩定、可靠，可以有效提升通信質量。3DAM中波發射機調制系統數字化改造技術

當前DAM中波發射機調制系統數字化已經初見成效，其中最為關鍵的改造技術主要包括以下幾項。

3.1 有理數倍的采樣轉換技術

在一般情況下，在對模擬音頻信號進行A/D轉換時，都是以48kHz頻率為位采樣標準的，假定音頻信號在離散處理時，采樣周期為T，則經過處理后的數字序列為QUOTE，并且，理論上離散轉換器的幅度會以連續狀態進行不斷精確，但是，在實際應用過程中，幅度精確是有一定限度的，只能得到最為近似值。采用量化方式對音頻信號進行處理后，離散幅度會出現量化臺階，采樣率會隨著輸出信號頻率的增大而減小，此時，相鄰的輸出輸出數據之間的臺階便會隨之變大，實際量化結果與理論量化結果出現較大出入。在進行數字化改造時，利用可編程邏輯器來設計數字濾波器，可實現對采樣率的有理數倍轉換，采取整數倍抽取方式，采樣率將會變大，可以有效減小量化后輸出信號與原始信號之間的誤差，得到更為精準的離散幅度，避免量化失真問題的出現。

3.2 噪聲指標補償技術

主整電源系統是引起發射機噪聲的最主要因素，在進行噪聲補償指標補償改造時，需從該環節入手。在DAM中波發射機中，利用變壓器可對三相電源記性全波整流處理，輸出的紋波中夾雜有奇次諧波。采用反饋補償方式進行紋波補償，并與經A/D轉換輸出后的信號合并，對合并信號進行調制，可有效排除諧波干擾，此時電源紋波噪聲比將會增大，噪聲會隨之減小，通常情況下，噪聲指標會高出改造前10個dB。

3.3 非線性失真補償技術

發射機功放系統非線性失真，是造成輸出信號失真的主要內容因素之一，為防止該問題的發生，就需要運用非線性失真補償技術對調制系統進行改造，具體實現方法為預失真。假設改造對象為10KW DAM中波發射機，功放系統共有53個模塊，均設有4個MOSFET場效應管IRF350，除1個緩沖放大模塊外，其余的3個預推動RF功放模塊，以及48個RF功放級功放模塊的組成形態都相同，能夠進行自由替換。在進行非線性失真補償時，具體操作是以原有的音頻信號幅度為基礎，再將其提高一定的比例，即便是音頻信號振幅變化較大，也不會出現正峰值偏低現象，可以與負峰值保持一致。

3.4 頻響指標改善技術

利用可編程邏輯器對發射機調制系統進行改造，可以有效改善數字濾波器的頻響指標，頻率響應和相位響應的精確度得到了提升，在進行計算和分析時將會更加便捷，高效。將可編程邏輯器應用于數字濾波器設計環節，能夠根據實際需求，更加靈活的設計不同形式的數字濾波器，通常情況下，設計1高通濾波器和2個低通濾波器，即可實現較為理想的頻響指標改善效果。

4 結束語

對DAM中波發射機調制系統進行數字化改造，既是滿足當前音頻信號順利傳輸的必要措施，也是提高中波發射機工作性能及運行能力的有效手段，在降低發射機操作和維護難度、推動發射機數字化發展方面起到了重要作用。完成調制系統的數字化改造后，發射機的各項技術指標都得大幅提升，新的控制系統在具備原有模擬調制音頻系統同等功能的同時，還具備較強的抗干擾能力，整個系統的運行更為穩定，保證了DAM中波發射機應用價值的充分發揮。

參考文獻

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