關(guān)于中波廣播發(fā)送技術(shù)探析

摘 要：社會(huì)活動(dòng)的繁榮，促進(jìn)了廣播事業(yè)的發(fā)展。中波廣播發(fā)送技術(shù)是當(dāng)前應(yīng)用范圍最為廣泛的技術(shù)之一。由于信號(hào)傳輸質(zhì)量穩(wěn)定，運(yùn)營(yíng)成本較低，受到各地?zé)o線電發(fā)送單位的廣泛歡迎。文章圍繞中波廣播發(fā)送技術(shù)有關(guān)問題進(jìn)行探討，闡述了全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的基本構(gòu)成及工作原理，對(duì)中波廣播發(fā)送領(lǐng)域的新型技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：中波廣播；數(shù)字調(diào)制；功率合成；發(fā)送技術(shù)

引言

中波廣播發(fā)送技術(shù)是目前無線電廣播領(lǐng)域的主流技術(shù)之一。該項(xiàng)技術(shù)起步于上個(gè)世紀(jì)前葉，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的發(fā)展里程，先后出現(xiàn)了真空電子管、脈寬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制等多個(gè)發(fā)展階段，幾經(jīng)革新，技術(shù)、設(shè)備不斷發(fā)展完善，最終形成了當(dāng)前信號(hào)傳送質(zhì)量高、穩(wěn)定可靠、整體經(jīng)濟(jì)效益良好的中波廣播領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)發(fā)送技術(shù)。在其發(fā)展過程中，每一個(gè)發(fā)展階段，都有著屬于本階段的技術(shù)特點(diǎn)和受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平限制的不足。比如最初的真空電子管技術(shù)時(shí)期，以震動(dòng)電子管為基礎(chǔ)元件，采用模擬調(diào)制技術(shù)，受當(dāng)時(shí)技術(shù)、設(shè)備水平的影響，廣播發(fā)射機(jī)信號(hào)失真、整機(jī)效率不高和自激震蕩現(xiàn)象多發(fā)等問題十分突出。另外，作為發(fā)射機(jī)設(shè)備核心元件的電子管使用時(shí)限相對(duì)較短，由此導(dǎo)致發(fā)射機(jī)日常使用維護(hù)壓力和成本增加，既加大了技術(shù)人員工作量，又不利于經(jīng)濟(jì)效益的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，脈寬調(diào)制技術(shù)取代了電子管技術(shù)，發(fā)射機(jī)各項(xiàng)質(zhì)量技術(shù)參數(shù)大幅提高，使用壽命明顯延長(zhǎng)，目前還有很多廣播發(fā)射站使用脈寬調(diào)制技術(shù)的發(fā)射機(jī)，設(shè)備工作到目前，狀況一直較好。時(shí)至今日，中波廣播發(fā)送技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到數(shù)字調(diào)制節(jié)航速時(shí)代，廣播發(fā)送質(zhì)量進(jìn)一步提高，發(fā)射機(jī)整機(jī)的效率、使用壽命以及運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)相比脈寬調(diào)制技術(shù)均實(shí)現(xiàn)了階越式提升。

1 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的組成與工作原理

全固態(tài)發(fā)射機(jī)是當(dāng)前中波廣播發(fā)送技術(shù)的主要載體和基本應(yīng)用設(shè)備。詳細(xì)了解全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，對(duì)充分認(rèn)識(shí)當(dāng)前中波廣播發(fā)送技術(shù)有著顯著的促進(jìn)效果。按照使用功能，全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)共包括電源、射頻功率、音頻處理和監(jiān)測(cè)控制4個(gè)單元。其中，電源負(fù)責(zé)為系統(tǒng)提供能量，射頻功率負(fù)責(zé)功率放大，音頻處理負(fù)責(zé)對(duì)聲音信號(hào)處理，監(jiān)測(cè)控制負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視與控制。

1.1 電源單元

電源負(fù)責(zé)為全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供電力支持。一個(gè)高壓變壓器和一個(gè)低壓變壓器組成了電源的基本結(jié)構(gòu)。二者分別負(fù)責(zé)高壓電和低壓電的供應(yīng)，其中，高壓電供射頻和功率合成單元運(yùn)轉(zhuǎn)使用，低壓電則負(fù)責(zé)為控制單元等其它部分運(yùn)轉(zhuǎn)提供電力。發(fā)射機(jī)的正常穩(wěn)定工作，離不開可靠穩(wěn)定的電力支持，特別是中波發(fā)送對(duì)于電磁干擾非常敏感，所以，中波廣播發(fā)射機(jī)電源必須要具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。

1.2 射頻功率單元

該單元負(fù)責(zé)發(fā)射機(jī)功率放大功能。射頻振蕩器是射頻信號(hào)的輸出裝置，信號(hào)從振蕩器出來后先由放大器放大到一定程度，再按照相應(yīng)的功率推動(dòng)功放，然后依照相關(guān)處理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行信號(hào)處理合成。合成信號(hào)經(jīng)過帶通濾波電路后通過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。需要注意的是，當(dāng)以數(shù)字信號(hào)的形式進(jìn)行廣播時(shí)，必須使用配套的數(shù)字信號(hào)接收裝置才能正常接收信號(hào)。因?yàn)檫@個(gè)原因，建議當(dāng)前國(guó)內(nèi)接收裝置多數(shù)為模擬信號(hào)接收類型，所以音頻信號(hào)指示使用數(shù)字信號(hào)的興衰進(jìn)行調(diào)制，輸出時(shí)依然使用模擬信號(hào)形式。

1.3 音頻處理單元

從實(shí)現(xiàn)功能上看，音頻處理在很大程度上與前面提及的射頻處理過程相反。音頻處理的最終產(chǎn)品是模擬音頻信號(hào)，為保證信號(hào)質(zhì)量，避免頻譜噪音的干擾，模擬信號(hào)輸入后先要經(jīng)過低通濾波器消除非必要的頻率部分。然后設(shè)備依照相應(yīng)規(guī)范對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣處理，得到離散數(shù)字信號(hào)。之后在對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制調(diào)解處理，從而都得需要的音頻信號(hào)。

1.4 監(jiān)測(cè)控制單元

中波廣播發(fā)送是個(gè)非常復(fù)雜、精細(xì)的過程，為保證發(fā)送過程正常穩(wěn)定，信號(hào)傳送質(zhì)量可靠，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)，必須對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況予以全面監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的單元就監(jiān)測(cè)控制單元，該單元具體負(fù)責(zé)發(fā)射機(jī)整機(jī)設(shè)備運(yùn)行時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)以及故障現(xiàn)象的監(jiān)測(cè)工作。

音頻信號(hào)處理是全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)工作的核心所在。音頻信號(hào)在處理過程中，先后經(jīng)過功率放大、信號(hào)合成階段。使用數(shù)字調(diào)幅技術(shù)也是使用類似的方法進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，其具體步驟包括A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換、調(diào)制編碼、功率合成、濾波輸出等。

2 中波廣播發(fā)送新技術(shù)介紹

2.1 循環(huán)調(diào)制技術(shù)

循環(huán)調(diào)制技術(shù)是一種新型發(fā)射機(jī)調(diào)制工作方法，旨在通過合理安排調(diào)制負(fù)荷，降低調(diào)制過程中散發(fā)的熱量水平，達(dá)到提高設(shè)備使用壽命，減輕運(yùn)行維護(hù)壓力的目的。在具體應(yīng)用過程中，循環(huán)調(diào)制技術(shù)還具有自動(dòng)檢測(cè)功放單元故障，并對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)處理，同時(shí)記錄故障排除過程的功能。在該技術(shù)的支持下，一旦功放單元發(fā)生異常問題，在故障處理機(jī)制啟動(dòng)的同時(shí)，備用功放單元會(huì)立即進(jìn)入工作狀態(tài)，從而保證中波廣播發(fā)送的連續(xù)與穩(wěn)定，提高系統(tǒng)的抗故障能力。

2.2 浮動(dòng)載波技術(shù)

循環(huán)調(diào)制技術(shù)中對(duì)備用發(fā)射機(jī)的使用成本較高，針對(duì)這一問題，技術(shù)人員開發(fā)出了浮動(dòng)載波技術(shù)。該技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)方面明顯提高，對(duì)于調(diào)幅廣播對(duì)場(chǎng)所的需求以及廣播效果方面的問題也進(jìn)行了明顯改進(jìn)，電能消耗顯著降低。

2.3 直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術(shù)

頻率合成技術(shù)也是中波發(fā)送領(lǐng)域較為常見的應(yīng)用技術(shù)之一。使用數(shù)字合成技術(shù)的稱之為直接數(shù)字頻率合成技術(shù)。該技術(shù)以晶體振蕩器作為基準(zhǔn)頻率產(chǎn)生裝置，由于具有溫度補(bǔ)償功能，其產(chǎn)生的頻率信號(hào)精度極高。信號(hào)產(chǎn)生后依次經(jīng)過倍頻電路的倍頻處理和數(shù)字頻率合成處理后，得到需要的頻率。目前的DDS技術(shù)存在頻偏大指標(biāo)差的缺陷，但在外部頻率合成器的輔助下，頻偏低于1赫茲，達(dá)到甲級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 數(shù)字音頻接口技術(shù)

數(shù)字音頻廣播是音頻廣播的主流發(fā)展趨勢(shì)，為保證數(shù)字音頻信號(hào)和模擬音頻信號(hào)間的順暢轉(zhuǎn)換，數(shù)字音頻接口技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)與數(shù)字頻率合成技術(shù)相互配合使得數(shù)字音頻廣播得以實(shí)現(xiàn)。

2.5 可編程邏輯門陣列技術(shù)

可編程邏輯門陣列技術(shù)是電子集成芯片技術(shù)高度發(fā)展的結(jié)果，其通過使用可編程邏輯門陣列改進(jìn)原有的數(shù)字發(fā)射技術(shù)，彌補(bǔ)了芯片儲(chǔ)存空間有限的缺陷，提高了分立門電路的可靠性。

2.6 微機(jī)智能控制技術(shù)

計(jì)算機(jī)技術(shù)在中波廣播領(lǐng)域中的應(yīng)用，促進(jìn)了中波廣播發(fā)送事業(yè)的飛速發(fā)展，特別是在發(fā)射設(shè)備智能化、自動(dòng)化控制方面，有著至關(guān)重要的作用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與中波廣播發(fā)送技術(shù)結(jié)合的日漸完善，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為中波廣播發(fā)送的基本載體。相對(duì)于傳統(tǒng)的人工控制方式，計(jì)算機(jī)控制可以滿足更加復(fù)雜的控制與管理，是今后中波發(fā)射技術(shù)的研究方向。

3 結(jié)束語(yǔ)

中波廣播發(fā)送技術(shù)憑借其優(yōu)異的性能，勢(shì)必會(huì)占據(jù)今后主流廣播發(fā)射技術(shù)主流位置很長(zhǎng)一段時(shí)間。深入研究中波廣播發(fā)射和全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)應(yīng)用技術(shù)有關(guān)問題，對(duì)于提高廣播工作質(zhì)量和效率，增強(qiáng)廣播穩(wěn)定性和安全性，促進(jìn)我國(guó)廣播事業(yè)的健康發(fā)展有著十分重要的積極作用。

參考文獻(xiàn)

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