數字發射機輸出功率控制方法研究

劉秀愉

（儋州廣播電視臺 海南省儋州市 571700）

現如今，由于信息處理技術的飛速發展，逐漸加快數字化時代的來臨。數字化電視相比于傳統的電視具有極大的優勢。主要在于它可以在信號接收或者傳輸的過程中，保證信號的穩定移動，且有效避免其他因素對相關信號的干擾作用。不僅如此，傳統的電視是通過同一個衛星接收信號，而數字電視則是多個同源信號。在這個傳輸過程中，數字電視機的信號接收端可以在無失真的狀態下恢復信號。因此，在這樣的基礎上，數字電視廣播將會逐漸擴大控制范圍，一批數字化發射器也應運而生，并得到很好的運用[1]。數字電視廣播主要的信號接收裝置是數字發射機，它通常負責數字信號的接收、轉化以及傳輸等工作。所以，這對于數字發射機的運行精準度也有極高的標準。

目前，最新型的數字發射機為E9 數字信息處理器。這種數字發射機對于信息、信號的處理能力極高，并可以在合理的范圍之內根據實際情況盡可能的提高信號傳輸速度，并保證電視穩定接收。不僅如此，現如今的數字發射器主要是由視頻信息節點、射頻系統、音頻調段以及控制顯示器等組成。視頻信息節點的作用主要是構成電視的實時畫面，完成視頻的移動和變化。射頻系統主要負責調動信息傳輸的射線頻率，以此來改變發射器接收信號的路徑。音頻調段是對發射器聲音信號進行處理的一種數字調節器，它會將發射器接收或者傳輸的信號進行低頻率處理，消除音頻中的噪音，提升音頻質量。控制顯示器是整個發射器的控制面板，使用者可以通過顯示器對其下達指令，并進行操控，以此來達到完成數字信息指令的目的。因此，新型的數字發射器對于信息處理的完成率較高 ，效果也較好，具有一定的安全性、穩定性。因此，本文主要對數字發射機的功率控制方法進行研究，希望通過分析對比，可以使整個發射機操作更為簡潔，結構更加完善，方便使用和維護，促進相關行業的進一步發展。

1 發射波長數值設置

數字發射機對于信息處理傳輸的主要的控制方式就是對其發射波長的設置。波長的形成主要是為了實現發射指令和相關聲源的傳輸，并進行可控制發射，以達到多個陣元相互關聯的目的。首先，利用ASI 技術進行多種發射波長格式的兼容[2]。再將數字波長進行串行通信，并進行相應的命令分析指令，如圖1 所示。

從圖1 的指令過程中，可以完整地了解到數字發射機的波長設置流程。隨后，選擇任意一個波段進行發射操作。當其方向為A 時，此時每一個陣元都對應一個波段節點，并形成波束延時。反之，如果波段未指向A 時，則不會形成延時。但在這個過程中，需要保證每一個節點都有對應的位置，并隨時可以移位。除此之外，數字發射機也有一定的規則數值。一般情況下，是通過梯形陣列的圖形進行計算，以此來獲得陣元的延時時間，公式如下所示：

圖1：串行通信波長控制指令分析流程圖

圖2：輸出控制發射信號轉換過程示意圖

圖3：流程圖

公式中：N 表示數字發射機的規定數值，x 為最大控制波長，y 表示規定波長，k 表示最大質子波束數值。通過計算，得出規定數值。然后對該陣元進行時間延遲定量的數值計算,計算公式如下：

公式中：W 表示陣元延時定量的具體數值，a 表示陣元節點數量，b 表示節點波段，m 表示最長延時波束，n 表示最短延時波束，1 為允許扣除最低波段數值。通過以上公式的計算，最終可以得到延時定量數值。將數值代入波長陣列中，但由于發射波長的陣列通常不規則，所以，可以先進行陣列的坐標定位，再測量輸出陣列的矢量值，以此來獲取到陣元的最終延時數值。最后，按照得出的數值，進行波長的規整化處理，最后完成波長數值的設置。

2 構建輸出控制發射結構

在設置好發射器的陣元波長數值之后，接下來，進行輸出功率控制結構的構建。目前的發射器通常為全數式的系統，且一般以數字—模擬—數字的控制形式實現控制，并完成相關的信息轉換過程，其結構如圖2 所示。

在這個過程中，發射器會自行根據實際情況下達輸出指令，并依照指令的執行情況進行正確率的判斷，如果指令正確，發射器會繼續下達下一個指令，以此類推，建立起一個完整的輸出控制發射結構。之后，可以先將發射器的輸出功率下降為一半[3]。再通過以太網對這個結構進行檢測?？梢岳肍PGA 技術將以太網和RS485系統先進行關聯，通過FPGA 技術將運行信息和運行參數分離，同時接收時間數據信號，完成信息傳輸同步。這種全數字式的發射機輸出功率控制結構在一定程度上，不僅減小了發射波長之間線纜的規模，同時還消除了相關信號的干擾，減少了數字傳輸的復雜度，也提高了關聯設備的科學性和可靠性。

以上是數字發射器輸出功率的基本指令結構，接下來，構造二級控制結構。FPGA 是數字發射器輸出功率的核心控制單元，將其輸出的控制指令先進行解析，之后將解析地址分發給發射器控制單元的各個模塊之中，隨后，各模塊會根據指令地址讀取相應的發射波長結構，并對其進行波束控制。積累波束后，形成發射電源結構。

3 生成PWM數字輸出控制信號

在輸出控制結構建立完成之后，要通過信息傳輸使數字發射器生成PWM 數字輸出控制信號。其流程如圖3 所示。

對于數字類的發射控制器來說，數字波長是可以形成PWM 控制信號的，并伴隨著脈沖密度調段、均勻脈沖寬度調制等輔助控制功能。首先，使數字發射器正常運行，得到傳輸的相關數字信息，之后，對發射器的控制幅度作出偏移，得到相對應的PWM 信號。之后，依照PWM 信號發射波形，并將數字發射器中的周期調整為3 時，得到最大的輸出指令脈寬。這個脈寬與數字發射器的輸出功率相關聯，將其設置在發射器之中，生成PWM數字輸出的控制信號。

4 實現發射器輸出功率的控制

通過利用信號頻譜電平檢測器，可以實現對輸入以及輸出信號的精確檢測，主要檢測對象就是頻譜不同頻點的電平。通過將電平輸送到中央監控裝置中，再經過中央監控裝置進行數據以及斜率等因素的分析，就能做出相應的分析與計算。同時，還可以根據輸出信號所發出的非線性失真度，進而實現不同電平調節器增益比例的實時調整。在相同寬帶功率的放大器內部，二者相鄰的頻段在增益方面呈現緩慢變化的趨勢，并且二者相鄰頻段的增益曲線之間是相連接的。通過利用中央監控裝置控制實現對不同電平檢測器的增益，這樣一來就能將折線上不同波峰以及波谷的最大高度差控制在10dB 以內。因而，也可以確保分割之后的不同頻段的窄帶都處于帶寬為3～5MHz 的狀態。

對于中央監控器而言，它還能夠按照輸出電平信號的情況，對功率推動級進行調節，并且對功率放大級的輸出放大倍數以及帶載狀況做出相應的調節。通過將中央監控器與顯示器進行連接。能夠對發射機的不同工作狀態進行全面的顯示。同時，還可以將遠程控制中心和監控器進行連接，進而實現工作狀態以及數據信息的遠程傳輸。中央控制裝置可進一步細分為無線與網絡兩大途徑，二者信息數據最終與遠程控制中心有著直接的聯系，進而實現信息的實時傳輸與交互。

在獲取到PWM 的控制信號之后，接下來，將發射器的波長調整為均勻模式，并在每個節點處設置波段。但是此處應該注意的是，每一個節點的波長應該一致，不能出現波長不均勻的情況，容易影響最終輸出控制效果?？梢詫⒓钇髑袚Q至備激勵器狀態[4]。當波段累積之后，建立輸出功率的信號控制結構，完成之后，把PWM的控制信號代入數字發射器之中，并使其進行正常的信號傳輸接收，以此來實現數字發射機輸出功率控制方法的設計。

數字發射器的輸出功率離心值的合格標準為0.6 左右，也就是說達到0.6 以上，才證明發射器對于信息的處理效果較好，完成率較高。

5 結束語

綜上所述，便是對數字發射器輸出功率控制方法的設計過程。通過創新，此種控制方法更為便利、高效，且控制精準度也很高，具有一定的科學性、穩定性，并對信息數據的資源做優勢整合，從而促進整個數字化行業的穩步發展。