淺析調頻激勵器原理

摘要：本文簡要介紹了調頻激勵器的工作原理。

關鍵詞：激勵器；模塊；功放；智能控制

中圖分類號：TN934.2文獻標識碼：A文章編號：1674-7712 (2014) 08-0000-01

一、概述

隨著科學技術的迅猛發展，廣播無線發射技術也步入了數字化時代。在我們日常生活中聽到的有調幅和調頻。相對于調幅廣播而言，調頻廣播具有抗干擾能力強，信噪比高、頻帶寬，音質好、效率高、可實現立體聲廣播等突出優點。各種新型的調頻發射機也不斷推出，如全固態調頻發射機和采用數字調頻激勵器的調頻發射機。調頻激勵器是調頻發射機中最重要的組成部分，它把輸入的音頻信號（L-R）進行處理并合成基帶信號，基帶信號調制到VHF波段的載波上，經激勵器功放放大輸出。由于發射機的電氣性能指標基本由激勵器決定，激勵器指標的好壞對整機性能有很大的影響，因此它不僅是調頻發射機的信息處理的核心，還部分承擔著發射機故障處理和報警的責任，在發射機運行出現故障時進行自身調整，來保證發射機運行的正常和安全。

二、組成

調頻激勵器可分為硬件和軟件兩部分，硬件完成對音頻信號的編碼，合成基帶信號的調頻調制，射頻信號的放大等功能。而軟件則是對硬件進行的實時的監控和監測。下面從軟、硬件兩方面分析如下：

（一）激勵器硬件原理

硬件系統分為音頻處理器、調頻調制器、激勵器功放、監控模塊、電源模塊等。

1.音頻處理器。音頻處理器模塊一個最重要的功能就是立體聲編碼。我們的調頻激勵用的是導頻制。具有與普通單聲道調頻廣播相兼容的優點。

其各部分功能如下：（1）音頻預處理：對于輸入的音頻信號進行幅度調整包括輸入阻抗及可控音頻衰減器的衰減量設置，可控音頻衰減器使一定范圍內，音頻信號均可設置為標稱值，標稱電平輸入時，輸出基帶信號對載波的調制頻偏為75KHZ；（2）預加重：通過模擬開關控制預加重常數的選擇。（3）15KHZ低通：濾除音頻以外的信號，保證音頻信號（30HZ-15KHZ）通過。同時對導頻及以上頻點（19KHZ）具有良好的抑制。（4）立體聲編碼器：采用軟開關方式對L-R路信號進行處理，并與19KNZ導頻混合，編碼后的信號包括L-R信號和M，抑制負載波（38KHZ）調幅后的L-R信號差S以及導頻音。（5）限幅器：當輸入的音頻信號遠超過標稱電平時，限幅器對輸出復合基帶信號的幅度進行控制，使總調制頻差不至于過大。

2.調頻調制器。調頻調制器采用鎖相環技術產生精確頻率的載波（87.5-108KHZ），并將合成的基帶信調制到載波上。（1）電平調理：用來調整音頻處理模塊送給基帶信號的幅度，可使標稱音頻信號輸入時，基帶信號的總調制度為100%（頻偏75KHZ）；VOC：變容二極管直接調頻，產生所需的振蕩信號。（2）鎖相頻率合成器：包括分頻器、鑒相器等功能。VOC振蕩頻率經分頻后與基準頻率鑒相比較，其輸出的差拍電壓送入環路濾波器，鎖定后鑒相器輸出直流信號并給出鎖定信號指示。（3）環路濾波器：濾除鑒相器輸出的差拍信號中的和頻成分及高頻干擾，送入VCO中，以便振蕩頻率相待鎖定頻率逼近。（4）捕捉帶控制：鎖定過程中，擴大捕捉帶，加快鎖定速度，鎖定后，減小捕捉帶提高抗干擾能力，保持穩定的鎖定狀態。當的放大，以推動激勵器功放，并提高傳輸中的抗干擾能力。（5）輸出放大級：對VCO輸出的功率進行適當的放大，以推動激勵器功放，并提高傳輸中的抗干擾能力。保持穩定的鎖定狀態。輸出放大級：對VCO輸出的功率進行適當的放大，以推動激勵器功放，并提高傳輸中的抗干擾能力。

3.激勵器功放。激勵器功放對已調制載波進行功率放大，并經低通濾波器（或帶通濾波器）及定向耦合器輸出，末級功放管通常工作在丙類狀態。低通濾波器濾除載波的高次諧波。（1）推動級和末級：完成對載波功率的放大級，末級功放一般工作在丙類狀態。低通濾波器：濾除載波的高次諧波。（2）工作點控制（可選）：本環節為激勵器提供功率設置及ALC控制功能。意大利RVR公司的PTX-LCD系列激勵器便通過調節末級功放管的集電級電壓來設置輸出功率。（3）定向耦合器：采用微待定相耦合器。（4）功率檢波器：二極管峰值檢波，其輸出電壓與RF功率成精確線性。

4.監控模塊。負責監控激勵器的工作狀態。保證系統工作在最佳狀態。并提供多種足夠的接口，以實現對工作中參數的設置和對工作狀態的查詢，遠端連接等功能。

5.電源模塊。為保證激勵器各模塊正常工作的供電。

（二）軟件功能

一個較為完善的激勵器控制系統軟件必然具備以下功能：人機對話、實時監控、故障報警及處理、數據存儲、工作狀態切換和遙測遙控等。（1）人機對話。監控系統軟件應提供友好的人機對話界面，并可簡易輸入，便于用戶參與。RVRPTX-LCD調頻激勵器配有大視域液晶顯示屏，可顯示從開機到運行停止全過程的各種信息，并采用脈沖編碼器取代傳統鍵盤（2）實時監控。監控系統軟件需對激勵器當前運行狀態進行即時監測和分析，實時更新狀態顯示，并能維持激勵器（內環）或發射機整機（外環）的輸出功率基本不變，即實現ALC功能。（3）故障報警及處理。監控系統軟件應在激勵器或發射機出現故障時立即響應并做適當的處理，還應為用戶提供報警信息及故障記錄，方便用戶查詢。（4）數據存儲。數據存儲功能包括對用戶設定的工作參數及運行過程中的狀態數據的存儲。例如，RVR激勵器提供預設參數的存儲及讀取功能，歷史數據的存取有助于用戶對激勵器和發射機的長期運行進行分析和預測。（5）工作狀態切換。激勵器應能在主工作狀態和備份工作狀態之間快速切換，以保證發射機的長期連續工作，這在具有一個或多個備份激勵器的發射機系統中非常重要。（6）遙測遙控。激勵器應具備良好的聯網工作能力，可與發射機的控制單元或PC機通訊，以實現遙測遙控。

以上就是對調頻激勵器在原理上的一些淺析，數字激勵器和模擬激勵器是基本相同的，各功能模塊和指標都是共通的，但它更多地融入了數字技術，隨著電子技術和計算機技術的快速發展，數字激勵器將更能適應技術發展的要求，以其在調頻發射機中的應用，給調頻廣播帶來更新更廣的發展，讓調頻廣播給人們更好的視聽享受。

參考文獻：

[1]PTX-LCD系列激勵器說明書[Z].

[2]趙偉.全固態調頻立體聲發射機操作#65380;維護與測試[M].北京:中國廣播電視出版社，2002.

[作者簡介]張艷（1974.12-），女，學士學位，國家新聞出版廣電總局五二三臺，工程師，研究方向：廣播電視發送技術。