淺析500kW 短波發射機音周通路故障

高俊鵬

（國家廣電總局 五九四臺，陜西 咸陽712000）

0 引言

500 kW 短波發射機音頻處理器就是廣播傳輸系統環節中設備的始端，后送至發射機psm 控制部分底板VCP01；YCP16;YCP24;YCP08;YCP14 協同交互參與音周處理工作；廣播發射機的三大技術指標以及音頻光信號在傳輸過程中的噪音和衰耗, 諧波失真和互調補償問題，使得熟悉音周通路及其工作方式就顯得尤為重要。 下面就從500kW短波發射機音周通路的組成結構上進行分析。

1 發射機音周通路組成

1.1 9200 音頻處理器

9200 音頻處理器可控制增益，控制范圍達25 dB；可提供穩定的節目源電平，防止發射機過調打火或調幅度不足；在不產生可聽見的負面影響下，能夠增加聲音的密度和響度，提高發射機的平均調幅度；能夠通過節目的均衡調整，使收聽效果不至于產生常見的高、低頻衰落現象，更符合人耳的收聽習慣；可根據需要，適當控制發射機的帶寬。

1.2 YCP16 及 A/D 轉換器

YCP16 作為PSM 控制部分的核心控制板，其負責PSM 放大器的組織、保護和數據采集。其A/D 轉換器單元包括多種功能配置，其功能和特性是由PSM 控制系統決定， 各種功能配置是以音頻矢量的形式送到A/D 轉換器來進行的。轉換器單元的各種功能配置的選擇是通過PSM 控制系統的軟、硬件來定義，并通過RS422 接口提供給發射機的控制系統。 在音頻矢量中有一路音頻允許信號（AUDIO FREQUENCY ENABLE）， 該信號是由 PSM 控制系統軟件和主機控制系統通過RS422 接口而產生的， 包含了以下信息成分：AF ENABLE TX HOST（通過RS422 接口）；VA-THRESHOLD （允許加調制信號的輸出電壓的最小值，它是由一個特定的RAMP 值和輸出電壓共同確定的）；VABLOCK；PULSE STOP FLAG（變量是由軟件系統模塊控制的，并取決于所選擇的調制模式）；PULSE STOP FLAG （當VA-BLOCK* 信號有效時，PSM 隨即產生一個PULSE STOP 脈沖， 用于阻斷調制， 直到RAMP 載波電壓值不再使VA-BLOCK* 被激發）。 如果以上四路信號都允許，則AUD-EN = H，A/D 轉換器的輸出等于音頻輸入。 反之，如果其中有一路不允許，那么AUD-EN = L，A/D 轉換器的輸出等于0 。運行模式的選擇是通過軟件和硬件共同實現的。可選擇的運行模式有以下幾種：PSMT（手動載波控制）、DSB、DCC、SSB（單邊帶）。

1.3 AF 輸入 /數字信號處理 YCP24

YCP24 主要功能是：提供模擬、數字音頻前端；調節模擬音頻信號的電平值；過濾音頻信號；音頻信號調制；為PSM 控制在初期提供一個正弦波振蕩發生器；諧波均衡；以一個特定的冗余異步微處理機計算（乘）已處理的音頻。 模擬信號前端和 A/D 轉換器被隔離與控制系統的其它部分。 模擬信號前端被用相同的特性為它們分別設計二個獨立的信道。 輸入的電壓范圍是可調節的通過設定跳線 JP1---JP4和JP5---JP8, 分別對信道1 和信道2 進行調節。

模擬輸入特性---連接器:DB9 連接器 (公頭) 后面板, 被指定如X15;頻率范圍:20 到 25 千赫茲;阻抗:600 歐姆（平衡）;電壓范圍:0 dBm或 0.78 V 沒有跳線;5 dBm 或 1.38 V 設定 JP4 和 JP8;10 dBm 或 2.45 V 設定 JP3 和 JP7;15 dBm 或 4.36 V 設定 JP2 和 JP6;20 dBm 或 7.75 V 設定 JP1 和 JP5;CMRR:（共模抑制比）比在 50 個赫茲的-80 分貝更好;最大差模電壓:12 V=34 VPP;最大共模電壓:560 Vpeak(峰值).

數傳輸入特性---連接器:DB9 連接器(公頭)后面板,被指定了如X16;輸入采樣率:對 32 到 96 千赫茲;阻抗:110 歐姆（平衡）;分辨率:16到 24 位。

可得的濾波器特性;貝塞爾低通濾波器; 4.5 千赫茲帶通濾波器;10千赫茲低通濾波器;沒有濾波器被應用到被輸入的音頻信號中，音頻信號無限制;一個函數是音頻信號的關斷控制量，當AF 信號被切斷的時候，聲音來源選擇功能區的輸出將會是零；為測試設備的正常工作而在內部產生的有規律的正弦音頻信號。

1.4 諧波失真和互調補償單元YCP08，YCP14，VCP01

發射機的非線性路徑由PSM 模塊、 電子管放大器、RF 單元和檢波器等組成； 而預補償單元是通過對PSM 輸入信號進行補償而消除發射機輸出中的非線性成分的；反饋路徑為預補償單元提供射頻通路的反饋信息。 發射機的射頻通路的傳輸特性是一個非線性的動態函數，系統的非線性失真（諧波與互調失真）必須通過預補償單元來消除。 本機在充分考慮各種因素的基礎上，采用預補償電路來消除由諧波和互調產生的各種非線性干擾。

在發射機的實際傳輸通路中由于延時的存在，不可能做到控制電路在整個系統的帶寬范圍內不受影響。 為解決這一問題，系統在設計時增加了一個補償模型電路，該模型可以通過旁路的方式采用一個控制運算器來進行補償，并用發射機實時輸出信號y(.)的預測值ym(.)來取代原有的實時值y(.)。

HDC 的邏輯功能是由 YCP08、YCP14、 和 VCP01 單元實現的：生成參考信號yref(.)；模型參數的識別；延時d 的實現；生成模型輸出信號 ym(·)；實現控制邏輯（CL）算法；實現控制信號 C（·）與音頻信號 S（·）的疊加。 YCP14 單元用來實現模數轉換和射頻輸出的線性濾波功能。 可以通過底板VCP01 上的跳線手動關閉HDC 功能。

在PSM 控制系統中的YCP08 板是HDC 系統的核心，YCP08 板接收調制模式控制板的輸出信號；從RF 輸出測量回路取一個射頻包絡信號，經包絡波解調（AAU28）、濾波器、模數轉換器（YCP14 板）送到YCP08 板。 補償單元由于采用了包絡反饋信號作為補償信號，直接對包絡波的傳輸信號進行補償，從根本上改善了發射機的線性特性。 通過諧波失真和互調補償單元HDC 所取得的效果： 在整個音頻的范圍消除諧波噪聲;消除交調成分，使系統音頻通路具有線性特性；自動適應系統特性的變化；采用數字化運算邏輯的可靠設計使系統具備高穩定性；減少電子管的發熱，延長其壽命。

發射機在DSB/DCC 調制模式下，整個信號都將得到預補償。而在SSB 模式，只有SSB 系統的包絡信號通路得到預補償。

在對模擬輸出板進行調節時， 必須滿足其后YCP14 模數轉換板的輸入信號的調制度要足夠高，但絕不可過調。 這一調整步驟是在模擬輸出板上的電位器R201 和R207 上完成的， 其中R201 設置偏移,R207 設置增益。 可以通過 YCP14 板的通道 B 來檢測 A/D 轉換板YCP14 的輸出。這一監測值應在輸入值的80±5%范圍之內。這樣一方面可以獲得足夠的解析度，另一方面又有充足的余量，可以避免A/D轉換器輸入信號飽和。

2 常見音周通路故障及處理

2.1 音頻處理器故障

根據音頻處理器輸入輸出指示，節目源正常，但音頻處理器無輸出，判斷為音頻處理器故障。處理辦法：將音頻處理器輸入輸出接頭對接；更換音頻處理器；有數字輸出改為模擬輸出。

2.2 YCP24 故障

根 據 發 射 機 工 作 狀 態 由 “On” 掉 至 “Filament”， 不 能 加“STANDBY”，YCP24 板調幅度指示燈全亮， 音頻處理器輸入/輸出出指示正常；YCP24 板調幅度指示燈全亮，正常情況下，全燈絲狀態時，調幅度指示燈不亮，判斷為YCP24 板故障。 處理辦法：將音頻處理器輸出改為“模擬輸出”，重加高壓。 若改為“模擬輸出”，故障依舊，則更換YCP24 板。 故障分析：由于發射機房內部電磁環境復雜，YCP24 板數字音周處理芯片A72 易損壞，音周處理原理圖如圖1 所示：

圖1 數字音周處理圖

A72 芯片故障，導致音周輸出故障，從而造成上述故障，預防的主要方法是做好高頻接地及抗干擾措施， 避免高頻干擾， 同時可以在PSM 控制部分前端加裝在線式UPS 以提供更加穩定的線性電源。

2.3 YCP16 故障

根據發射機工作狀態 （這里只談及音周部分故障）， 發射機載波正常，YCP24 無調幅指示，手動復位YCP16，發射機調制工作正常， 判斷為YCP16提供的調制允許信號封鎖造成， 此故障可能由多種原因造成， 經過長期維護發現當電壓波動較大時，PSM 出現過流時易出現YCP16 封鎖音周現象。

3 結束語

通過對 TSW2500 型 500kW 短波發射機音周通路的組成結構上進行分析， 以及在日常的維護中總結出來好的維護經驗， 再對音周通路及其易出現的故障和解決辦法的熟悉， 有利于更好的維護發射機正常高效的工作；上述論述肯定又不全面的地方， 在今后工作中還需要不斷的總結和分析，才能做好發射機的維護工作， 確保發射機高效可靠穩定運行。