基于DRM 技術的短波調幅廣播發射系統數字化改造

高新星

（國家廣播電視總局2021 臺，黑龍江 齊齊哈爾161000）

1 概述

載波調制有多種方法，最常見的則是調幅。受多種因素限制，調制信號的強弱是不穩定的，而且還會對載波信號的瞬時幅度造成一定的影響。這種影響是有規律的，通過對調制信號強弱情況的記錄分析，可以預見載波信號可能發生的變化。一般說來，調制信號強，載波信號也會增強。介紹完調幅，則可以更好地理解調幅廣播，這是一種采用調幅手段制得的中短波。調幅廣播的應用范圍十分廣泛，幾乎得到了各國的一致認可，主要是因為調幅廣播耗費成本較低，而且傳播的范圍很廣，傳播效果十分良好。但調幅廣播的缺點也是顯而易見的，那就是信號不穩定，在傳播過程中很容易在外界干擾下被中斷。在經濟發展的助推下，人們的生活水平日益提高，已經不再滿足于信號不穩定的廣播。因此，對短波調幅廣播發射系統進行改造是很有必要的。同時在信息化時代下，信息技術已經滲透到各領域中。促進調幅廣播的數字化改造，是調幅廣播與時俱進的必然要求。

2 基于DRM 技術的短波調幅廣播

DRM技術屬于數字調幅廣播技術的一種，其融合了數字調幅廣播技術的經典結構，具有該技術的核心優勢。數字調幅廣播技術對9-10 赫茲的中短波進行處理，經過處理的中短波質量較好，幾乎可以與調頻的立體聲供應的質量相媲美。DRM技術作為數字調幅廣播技術的一種，也具備這種特點。此外，在此基礎上，DRM技術在其他方面的功能還得到了進一步優化。例如，傳統的調幅技術無法突破音頻流和數據流間的界限，在信號傳輸時，通常只能以單一的模式進行。而應用DRM技術的應用則不需要顧慮這些問題，甚至可以實現信號的多模式同時傳播。顯然，這極大地提高了信號傳播效率。這正是因為DRM技術在正交流頻率下，采用了分復的調幅技術。也是與普通數字調幅廣播技術相比，DRM技術的優勢所在。

3 調幅廣播發射系統數字化改造的理論分析

目前模擬廣播的發射系統組成十分復雜，由七個分支系統構成，分別起著傳輸信號、供應電力、監控安保、消防等作用，每一個系統都不可或缺，發揮著至關重要的作用，是調幅廣播得以成功發射的基礎。在進行發射系統數字化改造時，重點改造對象則是控制系統和發射機系統。這兩個系統在信號發射中占據著核心地位，而且存在著緊密的內部聯系。接下來將圍繞這兩個系統的改造進行詳細介紹，希望能為有關人士提供參考。

為了更便捷準確地探究DRM數字調幅發射系統構成，可以與模擬調幅發射機系統構造進行對比。通過詳細的比較，可以發現兩者結構存在很多相似的地方。尤其是系統的尾部射頻，幾乎是完全一致的結構。而差異就存在于系統的前部分，主要是兩者在對音頻信號進行處理時，采用的方法和順序都有所不同。要利用DRM系統進行大功率信號的調制，首先要清楚DRM調制信號的分類。一般來說可分為兩類，即相位信號和包絡信號。在區分出調制信號類型后，就要進行下一步操作，不同信號的處理方法是有差異的。首先介紹包絡信號的處理過程，該信號的傳送目的地，是發射機承載音頻支路，在傳送環節，包絡信號被不斷放大。而相位信號的傳送目的地，則是承載高頻的支路。與包絡信號相同，在傳送過程中，相位信號也在逐漸放大。接下來，則進入下一個流程，即將已經被放大的信號傳送到混頻的電路，來使信號的頻率轉變為混頻，這時候兩種信號的傳送路徑一致。在這一系列操作完成以后，信號已經成為被放大的混頻信號。這些操作充分調用了發射機各個構成部分的功能，而且不同設備協調配合，工作效率可觀。

經過音頻支路的信號較多，發生意外狀況的概率也較大。在模擬調幅發射機中，常采用模擬技術來應對這些問題。結合到信號問題的實際情況，偶爾也會用一些較為少見的技術，例如數字信號技術。這種處理方式效率更高，因此受到了廣泛關注，數字化改造也逐漸提上日程。但數字化改造并不是一項簡單的工作，涉及到難度較高的知識，為了確保數字化改造工作的順利有序，必須有科學的設計作為依據。DRM設置的標準較高，因此進行這部分的加強設計是很有必要的。目前常見的DSB 模擬發射機，都具有兩條支路。這種設計是有原因的，在調制信號分類不同時，例如音頻和射頻信號同時出現，就可以在不同的支路進行處理，以免頻率不同的信號混在同一支路里，彼此干擾影響，造成信號傳輸的異常。在接收到音頻信號時，對該信號的處理可分為三步完成。首先，借助音頻處理器部件，對接收到的信號強度進行恰當的調節，一般來說是做增大處理。接著，利用PSM控制器部件，轉變信號的模數，使音頻信號變為數字信號。最后，信號還要經過一系列處理，被不斷矯正，這個過程主要是通過濾波完成的。在矯正大致完成后，信號被傳送到功率較大的控制器。功率器內置PSM算法器，在接收到信號后，將自動計算得出合適的功率模塊個數，并開啟這部分功率模塊。信號在經過功率模塊時，不斷經受濾波處理，最后到達最后一級功率放大器，這時候得到的功率被稱為高末平壓。頻率合成器的主要功能是生成射頻信號，這組信號也要經過一系列處理，包括衰減器和各類型的放大器。放大器有一定的順序，依次為寬頻帶、驅動級以及末級放大器。射頻信號被逐漸放大，最終到達末級放大器的柵級。末級放大器還承擔著輸出調幅波的責任，調幅波被輸出網絡調整，最后以匹配度較高的狀態到達天線，并順利發射。

4 調幅廣播發射系統數字化改造的方法

4.1 對低通濾波器改造的方法

根據上面要求的改造方法，需要對調制器里的濾波器進行調整。一般情況下，會選擇將其頻帶寬度的大小進行調整，會把20Hz 往上調到40Hz 進行工作，現在有的濾波器的通道需要和調制器的后半段的哪一個部分進行調整，開關頻率分量的濾除是不會收到一些直流的干擾的。此外，會有一些音頻信號一直傳送到射頻的墨跡上面，肯定會對應在陽極上面。

4.2 對音頻通道改造的方法

模擬發射系統在對信號進行處理之前，會首先根據信號的性質，分為兩類，即音頻信號和射頻信號，兩者在頻率等方面存在極大的差異，分開處理能夠避免很多不必要的麻煩。接下來信號會被各種設備放大，放大到合適程度時，就被傳送進高末級電子管。但要想數字廣播能夠順利工作，最重要的還是要嚴格把控新源的編碼環節，因為即使編碼過程順利完成，調幅也可能在基帶信號的影響下和調相波。這是因為如果直接對信號的頻率進行處理，那么轉換效率是不太理想的。這時候可以采用分離副相的辦法，借助包絡負置的功能，來對大功率進行條幅調相波處理。特別值得注意的是，在處理音頻信號時，必須要在實際操作之前，給信號加上數字DRM編碼和相關調制器，以保障后續操作的順利進行。音頻在經過恰當的處理之后，還會再次經過編碼處理器，進行更加深入的編碼處理。同樣的，在編碼完成后，及時進行副相分離，以進入下一步處理環節。發射機的PSM控制單元主要對音頻模式進行轉換，使之變為數字類型的信號。最后數字信號經由合成器部件，接受最后一步的處理。上述內容是對音頻信號通道的詳細改造方法，目的在于實現信號的數字化，具有一定的的借鑒意義。

結束語

通過基于DRM 技術的短波調幅廣播發射系統數字化的改造，調幅在保持其成本價格低廉的條件下，質量有了很明顯的改進。我們對其又進一步進行試驗比對，顯示的相關數據表明它的一些指標比如說信噪比有了明顯的提高和進步，甚至比預期的還要出色。短波的頻率極高信噪比會比較低。發射機在不到兩分鐘的調諧時間是充分滿足了指標的要求的，而且它的運行效率在整體上是滿足指標的要求的，并且和設計要求的指標是一致的。除此之外，自動延時調整輸出頻率也同樣是完全滿足相關要求的指標，傳送出來音質效果也是非常的完美。