中波廣播發送技術新動態研究

摘 要：中波廣播是現代傳媒一種重要的發送形式，自上世紀的二十年代開始，中波廣播就被廣泛地應用到了各種傳播媒介中，為加快信息的傳遞做出了重要的貢獻。中波廣播的傳播途徑主要是地面的波繞射及電離層反射，這種形式的傳播方式具有信號穩定性強、接收機成本低、易推廣普及等重要優勢，因此在社會中的應用非常廣泛。隨著社會的不斷發展進步，科學技術水平也有了巨大的改進，中波廣播的發送技術也隨之不斷發展完善。本文就中波廣播發送技術進行重點研究，以了解現在改項技術的發展新形勢，從而不斷開拓創新、與時俱進。

中波廣播是信息傳遞的一種方式，利用波長的頻率及長短來進行信息交換，它是現代社會發展的重要發明，大大地方便了人們之間的信息交流，一般來講中波廣播采用的是調幅的方式，在不知不覺中將MW和AW頻率劃上了等號。但是由于中波傳輸受地波的影響較大，所以白天的時候一般較難收到中波電臺，而夜間廣播電視臺多是利用中波傳輸。為了提高中波廣播的傳輸效率，人們進行了大量的探索和研究。

1 中波廣播發送技術的歷史演變

中波廣播是近現代文明的一項重要發明，對促進人們的信息交流起到了重大的作用，隨著社會的進步和科學技術的發展，中波廣播發送的技術也在不斷完善，其發展過程主要分為三個階段。

1.1 真空電子管階段

上個世紀20年代，中波廣播發送的技術核心是真空電子管，這種工作方式屬于模擬調制形式，經歷了各種調制的變化。由于其存在非線性及線性失真、整機效率低、易產生自激震蕩、壽命較短等問題，大大加重了中波廣播的維護成本。

1.2 脈寬調制技術階段

由于真空電子的弊端，70年代開始出現了脈寬調制技術，也被稱之為PWM技術，這種技術利用的是微處理器的數字輸出來對模擬的電路進行控制的一種技術，它可以有效提高中波廣播的各項技術指標，提升了中波廣播的傳輸效率，到目前為止很多的中波廣播站仍然在使用這種發送技術。

1.3 數字調制技術階段

到了九十年代，電子計算機技術有了飛速的發展，數字調制方式的全固態發射機開始出現并很快得到了普及，這使中波廣播的調制方式和音頻處理技術發生了質的變化，開始從模擬調制向著數字調制的方向發展，并且數字調制技術具有穩定性、效率性等優勢，因此成為中波廣播發送的關鍵技術形式，到目前仍然是最受歡迎的中波廣播發送技術。

2 現代中波廣播發送技術中全固態發射機的概念及工作原理

全固態發射機就是指由幾十個或上千個固態發射模板組成的信息發送儀器，它使用先進的由微波單片集成的電路和微波網絡技術，把多個微波功率器件、低噪音接收器等部件組合成全固態的發射模板或固態收發模板的發射機，來進行信息傳遞。它主要包括了四個模塊：電源供電模塊、射頻功率模塊、音頻處理模塊和監測控制模塊。

2.1 電源供電模塊

電源供電是為發送機提供電力能源的板塊，它的組成主要包括兩個方面，一是高壓的變壓器，二是低壓的變壓器，分別為發送機提供高壓電源和低壓電源，其作用的分配是：高壓電源是為射頻放大器和功率合成器的穩定工作提供保證的；低壓電源是為各個功能模塊的正常運行提供保證的。

2.2 射頻功率模塊

這一模塊的主要功能是合成有效的功率進行輸出，并進行數字幅度的調制，其構成主要包括振蕩器、功率合成器、射頻方法器、帶通濾波器和阻礙匹配網絡等部件。它的作用過程是首先通過振蕩器產生發送所需要的射頻信號，然后再經過放大器將產生的射頻信號放大到一定值進行功放，這時射頻信號將會繼續放大，如此再通過功率合成器就可以將信號發送到帶通濾波器中了，最后再經過了A/D轉換和輸出阻抗匹配后，信號就能夠有效地傳輸出來。

2.3 音頻處理模塊

音頻處理模塊主要指將音頻信號轉換成數字信號，將音頻信號通過低通濾波、取樣、保持、量化及編碼這樣特定的順序形成一定的數字信號進行傳輸。這樣可以有效地避免頻譜折疊問題的出現，音頻處理的基本過程可以具體的概括為：輸入的模擬信號首先要經過帶通濾波器，去除信號中無關的頻率分量，然后再在模數轉換的時候對輸出的模擬信號進行取樣，取樣的量要保持與常量是在統一的時間，取樣后需要將信號進行量化，把量化后的數值用二進制的方式進行編碼，最終就可以將音頻信號有效地轉換成數字信號以進行輸出。

2.4 監測控制模塊

這個模塊是一個反饋應用系統，它主要由控制器、顯示屏、外接儀及開關等部件組成。它的功能是對中波發送機設備的運行及操作情況進行自動控制，以便及時找到運行的故障并反饋給管理人員。管理人員根據反饋的信息及時查找修理，以保證中波廣播電臺能夠正常有效地運行，從而使廣播發送過程得到有效的控制。

3 全固態發射機的關鍵性技術

要想對中波廣播的發射機幅度進行調制就需要開通一定數量的功率放大模塊，這個過程被稱為數字調幅，所以數字調幅是量化幅度調幅時將數字處理與幅度調幅融為一體的主要技術，也是全固態發射機的關鍵技術，數字調幅的完成主要包括A/D模數轉換、調制編碼、功率合成和濾波輸出幾個步驟。

經過了A/D模數之間的有效轉換后，模擬式音頻信號就會有效地轉成為數字式信號，同時還將以二進制的形式進行序列編碼，而對各個發射功率的放大模塊的開關主要是通過調制編碼輸出的數字編碼信號來控制的。

4 現階段中波廣播發送技術的新動態

隨著科技水平的發展提高，中波廣播發送技術也在不斷革新，以提高發送效率，更好地適應社會的需要。近年來，研究者們對中波廣播發送技術進行了進一步的研究、探索，提出了很多的新技術，主要表現在以下幾個方面。

4.1 循環調制技術

這一技術的作用主要是使射頻模塊的部分功放單元按照一定的順序輪流工作，從而均勻分配功放單元產生的熱負荷，進而提高功放效率，延長設備使用壽命。同時循環調制技術還能對功放系統存在的故障進行自動化的檢測、替補與退出修復，從而使這個單元能夠自動地檢測出存在的故障，并及時退出發生故障單元，這樣就可以有效地保障中波廣播的發送機運行是正常有效的。此外，循環調制技術還可以保證當某一個個別單元發生問題的時候其他的部件的運行都是正常、恒定的。

4.2 浮動載波技術

這一技術可以增加調幅廣播發送機的覆蓋強場，保證公眾的收聽效果的平穩、安定，同時還能大大地降低發送機的能源消耗，具有顯著的經濟效益和社會效益，是現代中波廣播發送技術研究的主要趨勢。現在的數字循環調制發送機的輸出功率和調制度是由調制級的音頻和直流兩個參數所決定的，而直流的大小可以直接決定輸出載波功率的大小。所以若是載波電平直流系數小的時候進行大幅度的調頻，就可能會出現負峰平頭現象，而我們通過一定的負峰檢測器來平穩輸出電平直流電就可以有效控制載波功率的大小，從而大大降低發送機的耗能量。同時浮動載波技術還能夠保證在邊帶功率不變的條件下，實現載波功率呈線性形式增加。這主要是解決設定預載波的時候常會出現高調幅度的情況的措施，這樣的做法可以保證接收機的響度，從而減少載波功率的不必要浪費，同時又可以保證調制度較大時載波邊帶的功率。所以運用浮動載波技術能夠有效防止資源浪費。

4.3 直接數字頻率合成技術

為了保證中波發射機輸出頻率的穩定性和標準性，我們需要對發送的過程進行嚴謹的審核，以便能夠便利地更換頻率，所以頻率合成技術就成為全固態中波發射機技術不斷提高的重要突破方向。目前我們研究的新方向是直接數字頻率合成技術，這種技術把一塊溫補的晶體振蕩器作為基準的頻率標準，而最終輸出的高精度的頻率信號是在經過了倍頻電路的加工后再由DDS電路進行直接的數字頻率合成過程來輸入信號的，同時還要將發送該頻率數的控制數字發送到DDS電路上，而DDS電路再通過發送頻率的控制數字來產生所需要的頻率。

4.4 數字音頻接口

數字音頻接口又被稱之為AES接口過EBU接口，它的主要功能是實現DAM數字音頻的有效廣播，也使DAM音頻反射機能夠有效承擔起傳統的音頻與數字的音頻雙重廣播的技術設計，其設計所遵守的是2007年頒布的GY/T225-2007技術規格要求。數字音頻接口與模擬音頻接口可以進行特定的切換，這樣就可以將機器的模擬音頻輸入到接口上，再通過數字音頻的切換來實現音頻信號的廣播發送。

4.5 FPGA技術

FPGA現場可編程門陣列是當前最為先進的復雜數字邏輯實現技術，主要由FPGA芯片和VHDL語言平臺兩個部分構成，它可以對發射機的調制編碼進行改造，并可以對編碼板、功率合成的母版和功放板等部位進行完善，這樣就可以解決早期ROM芯片不足的問題。FPGA技術的應用可以實現發射機數字調制，以先進的數字邏輯生成技術為基礎來實現數字調制。同時，FPGA技術還能夠有效克服電路復雜的缺點，可明顯降低設備的維護成本，有效提高系統的穩定性、可靠性和維護性。

4.6 計算機智能電子控制技術

智能電子控制技術的核心是計算機技術，它采用先進的工業單片式的處理器，通過使用計算機智能技術來對來對中波廣播發送機的控制系統、顯示系統及報警系統等功能進行管理控制，以保證信息的發送能夠智能化、邏輯化，同時計算機智能電子控制技術還可以替代傳統的發送機中的復雜控制電路，通過采用LED觸摸系統來對電表進行開與關的控制。同時，智能控制技術還可以使人機界面的對話和顯示狀態更加友好、便捷，在LCD觸摸屏幕上就可以進行快速操作和控制，這有利于掌握各種數據及整體運行狀態。

5 結語

中波廣播是信息傳輸的一種，目前很多電臺都采用了中波廣播的信息發送技術，隨著科技的進步，中波廣播發射的效率得到了很大提高。尤其是近來，數字電子廣播傳播技術發展更是飛速，全固態中波發射機的性能得到了進一步提高，中波廣播發送技術越來越優、越來越穩定。在今后的發展過程中我們還需要不斷努力，積極研究新的、功能更好的發射技術，以有效地促進中波廣播電臺的發展，為廣播事業的建設做出更大的貢獻。