中波发射机模拟输入板电路原理剖析及调整_陈家豪.pdf

2022年第46卷第12期90网 络 多 媒 体网 络 多 媒 体etwork MultimediaN文献引用格式：陈家豪.中波发射机模拟输入板电路原理剖析及调整 J.电声技术，2022，46（12）：90-92，97.CHEN J H.Analysis and adjustment of analog input board circuit of medium wave transmitterJ.Audio Engineering，2022，46（12）：90-92，97.中图分类号：TN838 文献标识码：A DOI：10.16311/j.audioe.2022.12.022中波发射机模拟输入板电路原理剖析及调整陈家豪（广东省江门中波转播台，广东 江门 529100）摘要：现阶段，中波发射机多采取数字调制方式。与原有的调制方式相比，数字调制能够使发射机性能变得更加稳定，在完善保护功能的前提下，使其工作效率得到大幅提高。基于此，以中波发射机为研究对象，围绕模拟输入板展开讨论。首先介绍模拟输入板的电路组成，其次剖析该板的电路原理，最后介绍该板的调整方法，内容涉及抖动频率、音频增益以及最大功率等方面。关键词：电路原理；调整方法；模拟输入板；中波发射机Analysis and Adjustment of Analog Input Board Circuit of Medium Wave TransmitterCHEN Jiahao(Guangdong Jiangmen medium wave broadcasting station,Jiangmen 529100,China)Abstract:At the present stage,the medium-wave transmitter adopts digital modulation,compared with the original modulation mode,digital modulation can make the performance of the transmitter become more stable,under the premise of improving the protection function,its work efficiency has been greatly improved.This paper takes the medium wave transmitter as the research object and discusses the analog input board.First,the circuit composition of the board is introduced,secondly,the circuit principle of the board is analyzed,and finally,the adjustment method of the board is introduced,including the jitter frequency,audio gain and maximum power.Keywords:circuit principle;adjustment method;analog input board;medium-wave transmitter0 前 言新时期，随着通信技术的发展，中波广播发射台的规模与建设数量有所增加。中波发射机是发射台的主要设备。目前，使用最为广泛的发射机是DAM 数字调幅发射机。其性能优势十分明显，并且具有体积小、信号覆盖面广及电声指标优良的特点。作为发射机的组成部分，模拟输入板的电路设计尤为关键，是确保发射机性能实现的关键。通过对该部分电路原理的准确分析，并及时做好调整，不仅能够维持中波发射机稳定、可靠运行，还能够最大限度地降低故障发生率。鉴于此，本文重点剖析模拟输入板的电路设计与实现原理，同时对相关调整措施进行论述，期望为广播通信行业的高质量发展助力。1 研究背景近几年，针对中波发射机展开的研究变得更加深入，与模拟输入板相关的研究也较以往有所增多。模拟输入板又被称为音频输入板，主要负责处理广播节目相关模拟信号，确保其能够顺利转变为直流+音频的复合信号，随后，由 A/D（模数）电路对复合信号加以处理，形成数字音频信号（通常为 12位），再借助调制编码板把 12 位信号转换为 128 个开关信号，并确保各信号与功放单元要求相符。至此，射频信号的调制工作告一段落1。实践经验表明，模拟输入板出现异常或故障的概率较低，但考虑到其电路结构相对复杂，维修难度较大，因此，要想使维修效果达到预期，关键是要对该板的原理、电路结构还有调整方案加以了解。这也是本文讨作者简介：陈家豪（1995），男，助理工程师，本科，研究方向为中波转播台设备设施的维护与检修。2022年第46卷第12期91Network MultimediA网 络 多 媒 体网 络 多 媒 体论的主要内容，相关人员应对此加以重视。2 电路原理模拟输入板的电路结构较为复杂，通常包括滤波器、功率补偿电路等多个部分，各部分均会对中波发射机产生影响。由此可见，要想准确掌握该板的调整方法，前提是要了解其电路构成。2.1 各部分工作原理模拟电路板的电路组成如图 1 所示。（1）滤波器。滤波器负责将传输过程中节目信号所感应的杂波信号去除。正常情况下，只需调整滤波器，便能够使输入信号维持在理想状态，解决信号偏低或是偏高的问题。（2）转换电路。出于改善音频质量的考虑，中波发射机多采取平衡传输模式，该模式要求所处理信号为单极性信号。鉴于此，有些研发人员提出以模拟电路板为载体、增设转换电路，希望能够凭借转换电路，使音频信号顺利转变成单极性信号2。转换电路可以拆分成调节电位器、放大器等部分。其中，电位器负责对音频增益加以调整。（3）功率调整电路。调整功率的电路结构较为复杂，具有以下作用：其一，将直流电压、音频信号相加；其二，设置发射机功率最大值。本文讨论的中波发射机，其调制度主要取决于音频信号，功率则取决于复合信号对应的直流电压。该板的偏置负电压可调，使用示波器测量所得到的电压波形为复合波形，既包括音频信号，同时也包括直流分量。50 kW 工况下，应当对电位器进行调整，将电压维持在约-1 V。（4）功率补偿电路。为解决外供电运行电压大幅波动，导致发射机所输出功率无法达到预期的问题，技术人员在发射机内新增了相应的功率补偿电路。该电路主体为模拟乘法器，由该乘法器对标度因子加以确定，其输出值受外电的电压影响，随着电压增加而减小，通过压缩复合信号、提升复合信号的方式，补偿输出功率。在取样电压持续增加的情况下，通过补偿电路，使复合音频信号得以减小，由此达到对功放模块数量进行控制的目的。若取样电压明显减小，则应借助补偿电路对复合音频信号进行增大，通过增加工作功放模块数量的方式，使其输出功率变得更加稳定3。（5）功率控制电路。功率控制电路可以通过数控电位器所提供的 BCD 信号，对数字功率加以控制。该电路主要负责两项工作，一是调整发射机功率（调整范围为0至最大功率），二是锁闭音频信号。若发射机存在故障，需要将音频关闭，该电路将对复合音频信号做对地短接处理，由此达到对音频信号进行锁闭的目的。（6）抖动信号。事实证明，调整抖动信号能够使发射机信噪比得到大幅提高。A/D 转换期间，模拟信号始终处于变化的状态，导致电路产生-1 或+1 数码。由于数码不确定，因此，转换电路需要根据数码不断变更自身运行状态，使其输出的开关信号更加准确4。打开某些功放后，输出包络将形成明显的包络缺陷。若以音频信号为载体，对三角波信号进行叠加（三角波信号和大台阶功放始终保持同步），则会出现三角波信号增加的情况，此时，为避免大台阶不断切换运行状态，该发生器便会将开关噪声消除，由此保证发射机信噪比符合相关要求。音频信号贝塞尔滤波器音频+直流自动功率补偿电源 采样数据衰减器二进制电压转换快关慢开电路抖动信号发生器控制器关功放信号大台阶同步信号数据锁存器置位及清零信号音频末级处理电路音频+DC+抖动B-采样信号最大功率调整电源采样功率控制 BDC 码平衡/不平衡转换图 1 模拟电路板的电路组成示意图2022年第46卷第12期92网 络 多 媒 体网 络 多 媒 体etwork MultimediaN（7）功放关闭电路。对慢开快关电路加以设置的初衷主要是保护核心元器件，以免元器件受损，影响发射机运行。电路出现异常后，功放关闭电路可以第一时间将功放关闭，使发射机的输出降至 0。故障消失后，出于避免故障再次出现的考虑，电路通常不会立即开启功放，而是等待一段时间（通常为几毫秒），确定不会再次出现异常或故障，再开启功放。（8）音频处理电路。音频处理电路负责将直流信号、音频信号准确相加，确保复合信号能够被准确转移至对应 A/D 转换板，由 A/D 转换板负责后续处理。该电路包括差动放大器、缓冲器两部分。其中，前者的增益放大在-1 左右，后者的增益放大能够达到 2。若发射机输出功率是 50 kW，在 100%调幅工况下，差动放大器将输出复合信号。该信号由直流信号、抖动信号以及音频信号组成。2.2 电路整体工作原理模拟输入板负责处理音频信号、调节载波功率及混合信号。一般情况下，平衡输入信号先进入滤波器，在保留音频的前提下，将其他频率去除，随后，通过缓冲转变为单端信号，经由一加法放大器对调节信号进行混合。除法器能够快速混入指定取样信号，对主电源的电压进行跟踪，根据电源变化做出相应的调整，确保功率稳定、可靠输出。控制板所提供数字信号的作用，主要是对衰减器对应倍乘系数加以调整，保证输出功率符合实际情况。上述工作结束后，调制信号已包含电源变化补偿、功率调节和音频信号，在此基础上，酌情混入三角波补偿相关信号，借助二进制电压对台阶变化加以合成，为后续的模数变化做好准备。3 调整方法出厂时，技术人员就已对照发射机额定输出频率、工作频率，对模拟输入板进行了调整，因此，除特殊情况外，均不需要再次调整。如果模拟输入板因故维修或是更换，则要酌情对其加以调整。现有模拟输入板通常存在多个调整电位器，各电位器的调整内容有所不同，具体如下。3.1 抖动频率脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）控制器窄带发射与开关频率密切相关，引入抖动频率的目的是将谐波干扰能量分散，为开关电源输出工作频率提供保障。调整抖动频率的方法如下：将频率计数器与相关电位器的节点相连，对电位器进行调整，保证节点频率处于 70 74 kHz，以 72 kHz为最佳。3.2 音频增益音频增益可以简单理解为解调后，收音机所发出声音的分贝值。出厂时，技术人员已根据 100%调制的标准对音频增益进行了调整（输入电平取+10 dB）。维修发射机、更换模拟输入板后，应再次调整音频增益，方法如下：先调整发射机实际输出功率，在此基础上，调整该电位器直至100%调制。另外，在此期间还可以酌情更改 RF 输出，使其更符合实际情况。3.3 最大功率调整最大功率电位器的方法如下：把发射机运行功率降至 5 kW，在不施加音频信号的前提下，对发射机实际功率进行测量，若实际功率约为 5 kW，可以结束调整；若发射机当前功率等级较高，只需按下升功率这一按钮，便能够使功率提高到理想水平；如果功率在额定功率以下，则要对电位器进行调整，直至功率与额定功率持平5。3.4 抖动电平调整抖动电平对应电位器的方法如下：将处于工作状态的发射机输出功率控制在 5 kW 左右，向其施加音频信号（音频信号以 100 Hz 为最佳），将调制幅度控制在 95%，随后，通过示波器对调幅波形进行分析。由于现有示波器仅展示上半部分的波形，因此，工作人员可以酌情将电位器调整至最大，确保示波器能够准确显示电压台阶。在此基础上，根据实际情况再次调整电位器，直至电压台阶完全消失，波形连续且平滑。3.5 偏置量偏置指的是向电路特定点持续施加一定的电压，使该点的电位由 0 逐渐偏移到指定电位（该电位既可以是负电位也可以是正电位）。调整偏置量的步骤如下：先将示波器与调制输入端相连，保证发射机功率为 5 kW。再施加正弦波（取值为（下转第 97 页）2022年第46卷第12期97Parts and ApplicationS器 件 与 应 用器 件 与 应 用呐图像数据的特性，先对声呐生成的矩阵图像进行动态压缩，然后进行图像双线性插值处理，通过实际工程效果图比较，最终得到了想要的内容完整、视觉效果佳的极坐标图，从而为之后的目标检测等环节提供了强有力的技术支撑。参考文献：1 许钢灿，倪东波，郭建.反蛙人声呐系统发展综述 J.中国安全防范技术与应用，2018（5）：13-18.2 沈彤.基于声呐图像的小目标检测算法研究 D.北京：北京交通大学，2020.3 张增磊，吕达，赵灯，等.多种数值插值算法插值性能分析及优化 J.科学技术创新，2021（36）：8-12.4 党向盈.基于传统插值的最佳插值算法分析 J.黑龙江科技信息科技论坛，2008（31）：4.5 盛晓艳，龚超.数字图像插值算法比较研究 J.电脑知识与技术，2019，15（8）：153-156.6 张洋.基于双线性插值法的图像缩放算法的设计与实现 J.电子设计工程，2016（3）：169-170.7 江风莲，曾志宏.图像插值放大方法的研究与应用 J.制造业自动化，2011（1）：185-186.8 钟宝江，陆志芳，季家欢.图像插值技术综述 J.数据采集与处理，2016（6）：1083-1095.编辑：郭芳园图 6 动态压缩后的双线性插值工程图像结果100 Hz），按照 100%标准调制，确保每格的示波器均位于 1 伏档。若偏置量取值是直流-3 V，则工作人员能够通过示波器发现 2 Vpp 幅度的正弦波，且该正弦波处于失真状态。此时，对电位器进行调整，确保音频信号移动方向为正，使得正波峰值与限幅点重合，随后再回调电位器即可6。4 结 语作为中波发射机不可或缺的组成部分，模拟输入板的性能和状态会直接影响发射机的运行。了解其运行原理，根据实际情况制定恰当的调整和维护方案，可以使发射机长时间处于稳定且高效的运行状态，对广电传播能力的提高具有重大意义。本文详细介绍了模拟输入板的原理、调整方案，希望能够给维护人员以帮助，确保能够在日常工作中以设备工作原理为依据，对故障进行逐级查找，使工作质量和效率达到预期。参考文献：1 高东升.DAM-10 全固态中波广播发射机模拟输入板的调试与故障处理 J.数字传媒研究，2021，38（10）：26-29.2 关智勇，李大东.DX-200 中波发射机故障处理辅助软件的设计与实现 J.广播电视信息，2021，28（10）：75-77.3 杨金奎.DX 中波发射机模拟输入板主要电路的分析与计算 J.西部广播电视，2020（12）：218-219.4 刘立军，迟青松.DM100 型 100kW 中波发射机模拟输入板数字电位器的差异比较 J.广播电视信息，2019（12）：75-78.5 王金柱.中波发射机模数转换板的故障分析与处理 J.内蒙古科技与经济，2022（10）：113-114.6 徐金英.TS-03C 全固态 PDM 中波发射机直流电源故障浅析 J.东南传播，2021（8）：148-150.编辑：郭芳园（上接第 92 页）