基于高速單片機技術的中波發射機調幅度自動控制系統

阿不力孜·牙生

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節傳中心）

基于高速單片機技術的中波發射機調幅度自動控制系統

阿不力孜·牙生

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節傳中心）

中波發射臺由于信號源的不穩定和不同環境下的信號衰減，對發射機調幅度產生影響，導致調幅度異態，我們利用現代高速單片機技術來解決此問題的話大幅度減輕一線值班人員勞動強度的同時，可以高質量地保證發射機的合格調幅度，避免因調幅度問題造成停播和劣播事故。

調幅度異態；高速單片；電子音量控制；高精度的音頻檢波

中波臺的主要任務是保證“三滿”播出，由于信號源的不穩定和不同環境下的信號衰減，往往對發射機調幅度產生影響，導致調幅度異態，即過調制或劣播。過調制不僅造成信號失真，還對發射機造成損壞，輕則掉高壓保護造成瞬間停播，重則導致發射機功放等部件的燒壞，直接造成停播和沒必要的經濟損失。劣播則導致信號可聽度和播出質量的嚴重下降，導致播出事故。我們利用現代高速單片機技術來解決此問的話，不僅能減輕一線值班人員勞動強度，還能保證發射機的合格調幅度，避免因調幅度問題造成的各類播出事故。要實現調幅度自動化控制，我們首先要得到發射機高精度的調幅度信息，我們只有采取在全中波頻帶之內，“與載波頻率無關的”方式，利用高速單片機技術實現中波調幅信號載波和音頻的線性分離，才能得到高精度的調幅度信息。以下是基本思路和方法和主要工作原理：發射機輸出的已調波經線性耦合取樣后高速A/D轉換器對信號進行3.5MHz的高速A/D轉換（因中波廣播的頻率范圍0～1.65MHz），并快速傅立葉變換（FFT）計算法，對頻譜信息進行軟件分析后，按其頻率范圍把載波和音頻的幅度值進行分離及語音和音樂節目進行自動識別，按照音頻和載波值計算出發射機的峰值調幅度，根據發射機某一時間段的音頻幅度平均值和與載波的比值及每一個音頻頻率對調幅度的貢獻率來計算出發射機某一時間段的平均調幅度。發射機調幅度判斷模塊根據發射機的瞬時及平均調幅度值，如調幅度超過100%立即發出降音量信號，直到發射機調幅度小于等于100%為止，防止發射機過調制。發射機平準調幅度在一定的時間（可預設）內低于預設的門限值時，經一定時間延時（可預設）后發出增音量控制信號，調整發射機調幅度合格度較為理想狀態為止。幅度合格門限嚴格按照廣電總局相關語言類和音樂類節目的調幅度門限值來進行設置。要達到發射機調幅度的自動控制，音頻信號源必須滿足以下幾個條件：（1）音頻信號源必須具備足夠的增益動態范圍；（2）音頻信號源必須是受控的；（3）信號源的受控精度要高，具備必要的輸出幅度自我保護功能。圖1是筆者開放地利用高速單片機技術實現中波發射機調幅度自動控制的原理方框圖。

圖1　原理方框圖

（1）對發射機末級輸出的已調播信號進行耦合取樣，取樣幅度Vpp≤10V，這樣又能滿足監測需求，也不影響發射機的輸出。（2）對取樣的發射機末級輸出已調播信號進行以其最高頻率2倍的速度進行采樣，由于中波的最高頻率低于1.65M，因此我們用采樣速度高于40萬次的高速單片機對其進行采樣完全可以滿足采樣速度要求，然后對所采樣的數據進行傅里葉（頻普）分析，把載波和音頻信號數據進行分離后，計算發射機的峰值調幅度和平均調幅度。按照總局對中波廣播調幅度的相關要求，實時對調幅度變化情況進行跟蹤監測，出現調幅度異態時進行報警的同時，向電子音量控制器輸出相應的調幅度控制信號，對發射機輸入音頻幅度進行調整，使發射機調幅度始終保持在合格的調幅度范圍。（3）為避免播出過程中出現調幅度頻繁調整影響聽覺，我們對信號源輸出的信號進行預處理，即音頻信號幅度的自動調整（AGC處理），對過高的音頻幅度進行快速壓縮，而較長時間出現的低幅度音頻進行緩慢提升后對信號進行峰值可控的程控放大，音頻信號的峰值幅度保持在10dB左右，送給電子音量控制器。電子音量控制器輸出給發射機信號幅度，根據發射機的調幅度變化情況，受控于-1dB～10dB范圍內，滿足國內絕大部分中波發射機的音頻信號輸入要求。