循環調制技術在DX發射機中的應用

國家新聞出版廣電總局五八二臺　王日紅

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循環調制技術在DX發射機中的應用

國家新聞出版廣電總局五八二臺王日紅

【摘要】隨著計算機和網絡技術的發展，軟件技術興起，軟硬件結合技術成為主流。循環調制這項新型技術也隨之應用到中波廣播發射臺使用的發射機中，主要應用到中波廣播的主流發射機美國哈里斯公司生產的DX發射機。基于此，本文主要介紹循環調制技術的優點，調制的基本原理以及循環調制技術在DX發射機的中的應用。

【關鍵詞】DX發射機；調制原理；循環調制技術

0　引言

信息時代的到來 使廣播技術也有了迅速發展 ，中波廣播發射機的元器件也從電子管轉變成了MOS場效應管，調制方式也從模擬調制轉變成了數字方式調制，控制方面也從機械式轉變成了智能微處理器。循環調制技術就是將計算機技術與硬件電路相結合，將軟件程序寫入到可編程處理器中實現循環調制的。在廣播系統的一系列進步中，循環調制技術作為一項新型技術成為眾多創新中的亮點，成功應用到了DX發射機中，使發射機的可靠性與穩定性顯著提高。

1　調制原理

信號想要傳輸就要經過調制，調制是信號傳遞的必經工序。主要就是將信號源的信息加以處理并加載到載波上，使其變為適合信道傳輸形式的過程[1]。實質上也就是頻譜搬移的過程，將調制信號加載到幅值、頻率或相位這三個參數其中一個上，使其隨調制信號大小成線性變化。調制的種類有很多，根據不同的條件會得到不同的分類。

根據調制信號形式分為用模擬信號調制的模擬調制和用數據或數字信號調制的數字調制。根據被調信號形式分為正弦波調制、脈沖調制和強度調制等。

模擬調制中，根據調制方式分為載波幅度隨調制信號變化的幅度調制(簡稱AM)、瞬時頻率隨調制信號變化的頻率調制(簡稱FM)和相位隨調制信號變化的相位調制(簡稱PM)，其中相位調制和頻率調制統稱角度調制。幅度調制分為普通調幅(簡稱AM)、雙邊帶調制(簡稱DSB)和單邊帶調制(簡稱SSB)，雙邊帶調幅廣播由調幅波的包絡攜帶有用的信息，其載波本身不攜帶任何信息，單邊帶調制方式由調幅波的包絡和其載波信號都攜帶有用的信號。

數字調制中，根據對載波進行調制的被調制的參數不同，分為裝載參數為幅度的幅移鍵控調制(簡稱ASK)、裝載參數為頻率的頻移鍵控調制(簡稱FSK)和裝載參數為相位的相移鍵控調制(簡稱PSK)。根據調制進制數分為二進制調制和多進制調制，二進制調制就是普通的調制ASK、FSK和PSK，多進制調制分為多進制幅移鍵控(簡稱MASK)、多進制頻移鍵控(簡稱MFSK)、多進制相移鍵控(簡稱MPSK)。還有一些特殊的調制，如正交幅度調制(簡稱QAM)、高斯頻移鍵控(簡稱GFSK)和高斯濾波最小頻移鍵控(簡稱GMSK)等。

脈沖調制中，根據對載波進行調制的被調制的參數不同，分為脈沖幅度調制(簡稱PAM)、脈寬調制(簡稱PDM)、脈位調制(簡稱PPM)和脈沖編碼調制(簡稱PCM)。

由于通信業務量增加，頻譜資源緊張，系統容量不足，所以通信系統都進行了數字化。因此，現在的廣播系統采用的是數字調制技術，但隨著近幾年計算機技術的飛速發展，數字調制通過軟件程序的改進，創造了循環調制技術。

2　循環調制技術在DX發射機中的應用

2.1DX發射機結構

DX發射機主要由四大塊組成，分別是射頻系統、調制系統、電源系統以及控系統制。其中調制系統中包括音頻輸入、模擬輸入板、模數轉換和循環調制編碼。循環調制技術就是應用在調制系統的循環調制編碼中的。DX發射機結構框圖如圖1所示。

2.2射頻功率放大器

DX發射機的射頻功率放大器由48個射頻放大模塊組成，其中有42個大臺階放大器和6個小臺階放大器。每個射頻放大模塊均可以快速開或關，射頻功率放大器在經過合成變壓器把48個射頻放大模塊電壓合成并輸出。發射機的射頻輸出電壓的變化隨輸入音頻信號變化，改變射頻輸出電壓通過開啟不同數量的射頻放大模塊。射頻輸出電壓為0是100%負峰值調制；射頻輸出電壓為2倍是100%正峰值調制。大臺階放大器由數字控制信號的B1~B6位數據控制，小臺階放大器由數字控制信號的B7~B12位數據控制。小臺階為大臺階提供一個平滑的過度，因為所有小臺階都開啟時，輸出電壓值為大臺階輸出電壓值的63/64，通過小臺階1/2+1/4+1/8+1/16=63/64得出的。

圖1　DX發射機結構框圖

2.3調制過程

DX發射機調制過程是由音頻處理器得到音頻輸入信號，經過模擬輸入板濾波，在通過A/D轉換器進行模數轉換，最后進入循環調制編碼板，轉換成射頻功放模塊的開/關控制信號。調制過程中各模塊作用如下：

(1)模擬輸入，其功能就是將模擬音頻信號通過貝塞爾濾波器去雜波、抑制噪聲，然后再加入直流電平，輸出信號是“音頻信號+直流電平”。

(2)A/D轉換，其功能就是將模擬輸入板輸出的“音頻信號+直流電平“信號，經A/D轉換對其進行采樣、量化得到一個幅度分級的階梯模擬信號，通過編碼再將其轉換成二進制數字碼，完成了將連續的模擬信號轉換成離散的數字信號，輸出信號是12bit的數字音頻信號，例如：100011100111。

(3)循環調制編碼，其功能是調制編碼板把12位數字信號的前八位B1~B8轉換為244個射頻功率放大器的開/關控制信號，后四位B9~B12通過鎖存器控制四個輸出電壓為等模塊的1/2、1/4、1/8和1/16的二進制放大器的開啟(1為開啟)，輸出信號是導通和截止信號，并且輸出信號是按照一定規律移位來達到循環調制的，這是通過軟件代碼程序實現的。當輸入電壓很小且為正，12bit數字信號為000000000001，使對應B12的1/16小臺階放大器開啟。

簡而言之，DX中波發射機的幅度調制就是從輸入的音頻信號變成“音頻+直流”信號，再變換成12位的數字字節(數字音頻)，然后數字信號被調制編碼電路編碼為功率放大級提供所需的導通和截止控制信號，控制信號被用來對獨立的射頻放大器模塊進行“導通或截止”的操作，控制信號通過開啟和關閉射頻功放模塊的數量決定射頻電平幅度，再將射頻功放合成，輸出信號有很小的臺階變化，在經過帶通濾波器濾除臺階分量，得到平滑的已調波。調制過程中也需要有很復雜的檢測、校正、存貯、保持電路和同步控制等。

2.4循環調制的作用

循環調制技術是不同以往的調制技術。循環調制技術中的“循環”，顧名思義，就是使射頻功放單元輪流進行工作，使功放單元有高均勻性的負荷，延長其使用壽命。具有高性能技術的實現的條件主要有兩個方面：

一是循環調制編碼模塊選用可靠性高、功耗低、兼容性強的集成模塊，是可編程的微處理器作為核心。

二是采用存儲器進行軟件編程，執行數字操作，實現所需功能。

將軟件程序寫入到模塊中實現循環調制，軟件程序實現功能有三大優點：可靠性強、便于修改、方便查找錯誤，而且通過簡單的代碼就可以代替復雜的電路，不僅節約了資源，降低了成本，而且更加方便快捷。軟件技術還可以應用到其他功能模塊中。循環調制功能有邏輯電路技術和軟件技術相結合的特點，使發射機抗干擾性能和指標達到最佳[2]。

3　結束語

DX發射機采用循環調制新技術使其邁上了一個新的臺階，與軟件技術的結合也打破了由單一的集成電路去實現功能的模式，簡化了處理過程，增加系統靈活性。發射機抗干擾性大大改善、節能性和可靠性提高，使其在廣播系統中廣泛應用，保證了播出質量更好服務人民群眾。

參考文獻

[1]楊漢昌.高頻電子線路[M].北京:高等教育出版社,2006,2:132.

[2]范戊申.浮動載波技術與循環調制全固態數字調幅發射機[J].科技信息,2007(27).

王日紅，北京人，工程師，現供職于國家新聞出版廣電總局五八二臺，研究方向：無線廣播發送。

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