DAM中波廣播發射機模擬輸入電路的分析

崔振玲

摘 要：DAM中波發射機的音頻處理器輸出的調制音頻信號被模擬輸入電路進行阻抗變換和濾波后，后加入一個負的直流電壓后生成“音頻+直流”信號，調制電平由該信號的音頻決定，載波功率由引入的負的直流信號決定。

關鍵詞：音頻+直流；數控衰減；浮動載波

中圖分類號：TN931 文獻標志碼：A

1 電路結構

數控衰減器是模擬輸入電路的重要器件，它負責處理控制板電路輸入的BCD，載波功率電平的調節依賴于以“0.000—0.999”編碼的BCD碼形成的功率因子。變化的大臺階信號同步由模擬輸入電路上的三角波（72 kHz）完成，通過將其加載在“音頻+直流”信號上，確保了低電平信號的分辨率，最后由射頻通道的低通濾波器將72 kHz三角波濾除。采用這種輔助數字增長技術，能使數字音頻信息達到13 bit～14 bit。此外“音頻+直流”信號也受到直流穩壓電源電路的補償電路的影響，用于彌補三相電源的電流變化。同時模擬輸入電路具有“音頻+直流”信號調制B-電源的功能，用于改善大電流信號下的功放管開關速度，和補償通道損耗而設置的最大功率電平調整等。

模擬輸入電路包括防止音頻過沖的貝塞爾濾波器電路、平衡式無變壓器音頻輸入級電路、浮動載波與最大功率調整電路、功率補償穩定電路、控制功率數字信號電路、改善發射機噪聲指標的抖動信號電路，B-電源采樣電路、控制功放開/關節奏電路及電源電路。

2 電路原理

（1）模擬信號的音頻信號輸入首先經過可以濾除帶外噪聲信號的貝塞爾濾波器，同時該濾波器提供防止過沖信號的功能。當輸入的音頻信號過于強大時，信號的幅度被削減，變成類似方波信號。同時確保了信號頻率高于10 kHz時，頻響變化幅度在0.5 dB范圍內。

（2）平衡與不平衡變換電路。變換電路實際上是精密的儀表放大電路，2個增益相同且高阻輸入的同相放大器組成它的前半部分，一個差動放大器構成了它的后半部分。差動放大器有反相和同相2個輸入端，它們的增益不同，反相輸入端的增益是1，同相輸入端的增益是2。

（3）控制最大功率和浮動載波電路。由一個差分放大器增益為-1的電路構成，可調節的“音頻+直流”信號作為直流偏置電壓輸入同相輸入端，該直流偏壓可依據可調節電位器來改變直流電壓的幅度，差分放大器的輸出端在滿載波功率時將輸出直流-1.2 V，當輸入音頻信號達到100 %調幅度時，該直流偏置電壓是3VP～P和外加一個-1.2 V。當直流分量在-1.2 V～0 V時，輸出的最大功率將低于載波功率。載波輸出電壓與“音頻+直流”信號的直流幅度成反比。-3 dB和-6 dB載波浮動的調整通過加1 kHz音頻信號，調整限幅電位器至100 %，來達到滿載波功率。

（4）電源電壓取樣電路。接入模擬輸入板的高壓電源取樣來自電源取樣板，信號先經過增益略大于1的一級緩沖放大器，然后送到模擬乘法器AD534，模擬乘法器的參考電阻確定了一個標度因子K，以固定5.1 V采樣電壓為基礎，輸出信號為K×（直流+音頻）/5.1 V。射頻載波輸出電壓隨功放電壓變化，當+230VDC的功放電壓跌落時，取樣信號隨之變小，模擬乘法器的輸出提高，以補償載波功率減小的輸出。

（5）數控衰減器。數字控制電位器AD7525輸入12位的BCD數字功率控制信號，它的輸出為輸入的0.000～0.999倍。為了使數控衰減器獲得較好的線性，采用一個低噪聲、低失調的精密運算放大器，為數控衰減器電路提供恒定的輸出阻抗。數控衰減器的BCD邏輯信號輸入要求邏輯“0”接近0V，邏輯“1”接近+15 V。BCD功率控制信號由控制電路產生，在模擬輸入電路中儲存在TTL寄存器中，然后由六電平轉換器轉換成CMOS邏輯電平。

（6）數據清零和存儲電路。來自控制板的三態門邏輯輸出控制輸出功率，邏輯輸出外接的下拉電阻保證了邏輯輸出信號在非高電平下的低電位。TTL專業寄存器用于存儲控制功率信號的BCD碼，6位二進制碼存儲在一個寄存器中，寄存器的時鐘輸入端和復位置零端短接。輸入的時鐘信號從高電平變成低電平時，存儲器中的數據被重新加載更新，新的數據狀態保存至下一個低電平時鐘信號到來時。低電平信號包括“數據選通”低電平和邏輯低電平數據信號。當模擬輸入電路加載電源時，此時沒有數據低電平信號時，產生數據選通信號。數據清零信號消失前或電源啟動后，功率控制信號被“自動選通”一次。

（7） 模擬輸入電路的電平轉換。寄存器輸出的數據是TTL電平5 V，集成電路MC14504六轉換器將其轉換為邏輯電平15 V的CMOS電平輸入數控衰減器。

（8）關功放電路。功放關閉電路采用電壓比較器，比較器輸入“關功放”信號為邏輯“高”時，比較器輸出-15 V電壓使三極管導通，關閉所有的功放，使發射機輸出功率為零。當邏輯輸入為“低”時，比較器輸出+15 V電壓使三極管截止，當“關功放”邏輯信號撤銷后三極管截止，幾毫秒后功放模塊徹底關閉，緩緩地實現了BCD功率控制編碼，使功率電平達到了需要的水平。

（9）音頻信號的緩沖整形放大，差分放大器和采樣“音頻+直流”電路構成了音頻信號末級處理電路。一只具有2倍增益的同相器構成了緩沖整形電路，同相器的輸入端由2只串聯電阻構成的分壓網絡決定了增益大小。輸出端接三極管控制功放模塊關閉。“音頻+直流”信號將緩沖放大后進入差分放大器的同相輸入端，與來自三角波抖動信號發生器輸出的72 kHz的三角波合并輸入。發射機處于額定輸出功率且調幅度達到100 %時，差動放大器輸出的信號是帶有少量72 kHz抖動信號和-3 V直流電平信號及1.5 V音頻信號的復合信號。該信號經直流穩壓電源后形成B-電壓，用于改善功放模塊的開關特性，降低了功放模塊開通和截至時產生的噪聲分量。直流穩壓電源電路和模擬輸入電路的限幅電路共同控制B-信號的波形，改善發射機的輸出狀態。

（10）72 kHz三角波抖動信號發生電路的重要作用是提高發射機的信噪比指標，它可以提高發射機信噪比3 dB～6 dB。該信號的頻率是72 kHz，信號幅度很低，處于音頻信號的頻帶之外，因此很容易被輸出網絡的帶通濾波器濾除，這樣避免了不必要的寄生調幅信號的輸出。當抖動信號發生器輸出信號的幅度過大或頻率超過72 kHz時，將導致抖動信號被關閉，需要重新調整電位器來使抖動信號發生器輸出合適電平的72 kHz頻率信號，滿足噪聲指標要求。抖動信號發生器由方波發生器產生方波信號，然后經整形后輸出1Vp-p、頻率為72 kHz的三角波信號。模數轉換板輸入的大臺階同步信號控制抖動信號，用于防止模/數轉換時數碼輸出的不確定性，導致大臺階功放模塊多開通一塊或少開通一塊。當音頻信號輸入發生變化時，數碼的不確定性將導致相鄰2個大臺階功放模塊反復開通和截止。這種反復開通或截止大臺階功放模塊的動作將使輸出的調幅包絡波形含有鋸齒或尖狀缺陷，這種缺陷不能被輸出網絡濾出，抖動信號的加入改善了這種狀況的發生。

（11）模擬輸入電路上的電源有+5 V和±15 V，該電源由±22 V電壓通過穩壓塊穩壓實現。電路提供電源信號檢測電路用于故障和過載檢測電路。

3 結語

在DAM系列中波發射機中，模擬輸入電路是相對復雜的部分，也是容易出現故障不易排除的難點部分。該文對模擬輸入電路做了系統，深刻地理論分析，可以為維護維修人員提供理論支持，希望能夠給電臺維護人員提供幫助。

參考文獻

[1]張丕灶.數字式調幅中波發射機[M].廈門大學出版社，2002.

[2]崔立忠.DX系列中波調幅發射機數字調制解析[J].中國新通信，2016（14）：49-51.