全固態中波發射機調制系統數字化

虞曉群

摘 要 信息技術的快速發展為各行業領域注入新鮮的活力，以發射機系統中的調制系統為例，其在設計過程中便要求將可編程邏輯器件引入其中，可使系統靈活性、集成度得以提高。但如何使系統更具數字化特征，仍是當前廣播電視系統建設中需考慮的主要問題。本文主要對全固態中波發射機調制系統相關概述、調制系統基本功能以及系統電聲指標的處理方式進行探析。

關鍵詞 全固態中波發射機；可編程邏輯；數字化；調制系統

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）160-0068-02

現行廣播電視系統建設背景下，已逐漸將數字音頻信號引入其中，發射機可直接對其進行接收。然而從音頻處理系統應用情況看，其僅對模擬信號源輸入保持適應，要求通過D/A對數字信號進行轉換，該過程中較多失真問題、噪聲問題都會出現，極大程度上制約發射機功能的發揮。這就要求采取數字化改造方式，使數字音頻信號質量得以提升。因此，本文對調制系統數字化改造研究，具有十分重要的意義。

1 全固態中波發射機調制系統相關概述

在數字化改造中，整個系統可接收EBU或AES數字音頻信號，當系統對音頻處理后會進行調制信號的生成，此時調制編碼板便會對調制信號進行控制，使發射機功放模塊得以控制。從調制系統的運行原理看，其能夠使所有采樣率變換、數據采集等得以實現。加上較多先進技術被引入其中，如電源紋波補償、發射機非線性補償以及功率控制等，使發射機電聲指標得以改善。因此，對發射機調制系統進行數字化改造，是發射機播出質量提高的必然要求[1]。

2 調制系統功能分析

2.1 數字音頻接口功能

調制系統數字化改造過程中，主要以AES/EBU接口為主，且將音頻阻抗器件引入其中。以阻抗器件為例，其作用在于可均衡得接受數字音頻信號，并匹配110Ω阻抗，能夠滿足最小抖動、接收幅度要求。一般該器件在完成數字音頻信號獲取后，會將其向接口芯片進行輸送，使所有的輸入信號在接口芯片作用下解格式化。通過這一處理過程，數字音頻信號無論在接收或解碼輸出上都可實現，真正滿足數字音頻信號輸入要求，達到調制系統數字化改造的目標。

2.2 控制通信功能實現

發射機控制在功能上要求表現為功率微調、功率等級調整以調幅度控制等方面，尤其在功率控制上需發揮重要作用，且設備保護、電流取樣以及音頻檢測都可實現。此時，將數字方式引入其中，這些功能控制要求都將得到滿足。同時，數字化改造過程中，將整個調制系統具體細化為低檔功率、中檔功率以及高檔功率等撥碼開關，這樣調幅度大小可以實際情況為依據進行調節，并做好開機功率值的設定。另外，數字化改造過程中，也可進一步強化發射機保護功能，原因在于系統本身以數字處理方式為主，可及時反映出系統存在的故障。而且功率降低、封鎖輸出等情況下，系統都可做到無延遲響應，對發射機的保護可起到明顯效果。由此可見，數字化改造下，調制系統既具備原有發射機控制的相關功能，且改造后參數更為準確，操作靈活性也得到大幅度提升[2]。

3 發射機電聲指標處理方式研究

數字化改造旨在使廣播設備綜合性能，包括可靠性、穩定性等都可提高，而該目標的實現主要表現在電聲指標處理方面。這就要求實際設計中，不斷引入相關的處理技術，使電聲指標能夠達到發射機調制系統數字化改造要求。

3.1 轉換采樣率

該種處理方式從理論角度，主要考慮到盡管C/D轉換器作用下，可使幅度精度得以保證，且信號以離散形式呈現。但需注意系統實際運行中，設備很難滿足無限精度要求。此時需考慮引入A/D轉換方式，確保轉換后幅度值接近于實際幅度值，以此保證在幅度、時間等方面，數字信號離散都可實現。需注意A/D轉換器應用下，盡管可使量化臺階得以形成，但其會在采樣點數減少的情況下不斷變大，容易產生量化誤差問題。此時便需考慮將該誤差控制在最小范圍內。在此背景下，可考慮進行采樣率轉換，其可使傳輸處理音頻信號中有損信號指標、量化失真等問題得到有效解決[3]。

3.2 線性化處理方式

通常發射機失真的原因除表現在信號失真外，也可能因功放系統失真而導致失真問題產生。一般音頻信號源出現失真的可能性較低，所以在實際處理中應主要針對功放系統開展。從功放系統的主要構成看，其主要以220個等壓模塊、14個推動模塊以及1個前級放大、1個緩沖放大等模塊為主。其中大部分模塊本身在結構上相同，彼此間可進行互換。這種方式下，系統運行中便會出現信號調制不合理得現象，非線性失真問題極為明顯。因此，設計過程中可考慮采取線性化處理方式，其主要指將相應的信號幅度增設于輸入音頻幅度上，這樣信號正峰偏小情況可得到改善，調幅能夠保持穩定。

3.3 噪聲補償功能

傳統發射機系統運行中，存在的問題多集中在信號比指標方面，其主要指調制度最高情況下，信號幅度、設備噪聲幅度二者比值。由于發射機本身以全固態中波類型為主，運行中不會有電子管熱噪聲、分頻噪聲等出現，通常集中表現在整流電源系統方面。因此，實際進行發射機信噪比提升中，要求做好電源波紋噪聲的控制。對此，數字化改造過程中，可將電源紋波補償理念引入，可將該方式稱為反饋補償。其實現的原理主要表現為利用A/D轉換器對獲取到的電源紋波信號轉換，這樣主處理通道、收集的數據可進行合并，完成數據輸出過程，僅需做好調制輸出數據工作，便能達到電源紋波噪聲控制目標。此外，為使發射機頻率響應問題得到有效處理，要求引入可編程邏輯器件，其目的在于精確分析設備頻率響應，可考慮在數字低通濾波器數量上控制為兩個，再加上一個高通濾波器，并引入MATLAB軟件，對濾波器應用情況進行仿真，仿真過程中僅需以相位響應為依據，進行頻率響應控制，便能達到設計目標，使發射機頻響指標得以提升[4]。

4 結論

數字化改造是當前提升廣播電視系統綜合性能的重要途徑。實際改造中應正確認識全固態中波發射機調制系統的基本內涵，在此基礎上分析數字化改造后系統的基本功能，并做好電聲指標處理工作，可采取線性化處理方式、噪聲補償以及轉化采樣率等方式，確保電聲指標得到有效處理，才可滿足數字化改造要求。

參考文獻

[1]沈聰.DX全固態中波發射機調制系統數字化[J].廣播電視信息，2010（2）：93-96.

[2]徐浩.全固態脈寬調制中波發射機故障分析與檢修[J].西部廣播電視，2015（7）：212-213.

[3]翟麗穎.全固態中波廣播發射機輸出檢測系統的維護與檢修[J].西部廣播電視，2015（12）：223.

[4]杜思山，關芳.淺談模塊化中波發射機控制系統及其數字化調制原理[J].有線電視技術，2012（9）：117-121.