10 kW全固態中波數字調幅廣播發射機調制及故障處理

史云曉

隨著信息化時代的到來，廣播技術獲得了飛躍式發展，當下全固態中波數字調幅廣播發射機在廣播電臺中被廣泛應用。相比較于過去的老式電子管發射機，全固態中波數字調幅廣播發射機具有整機效率高、運行費用低、聲音指標好、聲音指標好、維護簡單等優點。人們對電視廣播服務的要求日益提高，但是廣播人員在使用過程中仍然對設備的調制原理和日常維護等有所不解，本文以哈爾濱廣播器材有限責任公司生產的10 kW全固態中波數字調幅廣播發射機為例，對全固態中波數字調幅廣播發射機調制原理、日常維護、故障處理進行探討。

1 數字調幅發射機調制的原理

音頻數字處理系統、射頻系統、控制系統和電源系統這四個內容構成了全固態中波數字調幅廣播發射機。數字調幅發射機采用的是晶體振蕩器射頻源，發射機的工作頻率是通過晶體振蕩器射頻4～8次分頻而來的，將信號放大過后，作為RF功率放大器的激勵信號。數字音頻處理系統主要是將音頻信號轉化為數字信號，經過編碼過后就可以作為控制RF放大器的指令信號，此過程被稱為“數字幅度調制”，有時候也被簡稱數字調制。

數字調制的過程如下。首先，將音頻輸入信號a(t)進行有效的處理后然后再傳輸到模擬輸入板上，低通濾波和阻抗變換的過程發生在模擬輸入板上，然后再用一個負直流電平去與新信號進行相加，這樣就可以產生模擬音頻信號。然后經過取樣、量化、編碼三個步驟，最后得到了模擬音頻信號轉變的12 bit數字音頻信號。

音頻輸入信號經過取樣、量化后被編碼，編碼就是將每一個量化級對應上一組二進制碼，全固態中波數字調幅廣播發射機基本上信號量化比特數都是12，因此，每個量化級都有12位二進制碼。

RF功率放大器也可以看作是D/A轉換器，全固態中波數字調幅廣播發射機RF功率放大器包括V1～V4四個MOS場效管，VD1～VD4四個齊納二極管，T1、T2兩個激勵變壓器，T3為射頻輸出變壓器，當電路發生瞬變或者過激勵時，齊納二極管可以用來保護場效應管。當射頻激勵信號位于電壓正半周期時，V1和V4處于連通的狀態，V2和V3是閉合的；當射頻激勵信號處于外加電壓的負半周期時，V2、V3導通而V1、V4閉合。所以就可以通過調制信號來實現RF功率放大器的閉合控制，進而可以實現在RF載波頻率上擬合模擬音頻信號的根本目的。通過大臺階和二進制小臺階輸出電壓的合成，可以產生精確的RF信號，RF信號中的階梯波紋和干擾雜波就可以通過帶通濾波器來濾除，從而實現對RF信號進行光滑處理，數字調幅發射機的數字調制過程就此完成。

2 10 kW全固態中波數字調幅廣播發射機故障分析和故障處理

10 kW全固態中波數字調幅廣播發射機出現故障時，根據出現的故障現象和顯示的警示信息分析、檢查、處理，排除故障后應該制定出此故障的預防方案，提高預防能力。

2.1 發射機功率下掉，面板欠壓指示燈變紅

根據對此故障的情況的觀察，可以猜測機器可能有兩個故障：其一可能是電壓駐波比過高；其二可能是供電電路存在問題。

故障排查步驟分為兩步：首先，將假負載試機和發射機進行連接，觀察機器的工作狀態是否正常，當電壓駐波比VSWR顯示正常，以及帶通濾波器VSWR和無線VSWR的指示也顯示為“OK”時，則進行下一步檢查。第二，檢查電源供給電路時，發現配電室穩壓表指針抖動，打開穩壓柜門，有燒焦味道，發現調壓器滑動頭有電火花生成，因此可以判斷發生故障原因是因為調壓器產生電火花導致電源電壓時高時低，功率指針不穩定。

對調壓器進行維修時，先用細砂紙打磨碳化表面，調整好滑動頭與調壓器線包的距離，通電檢測電源電壓恢復穩定，故障排除完成。

2.2 液晶屏幕上指示風機出現“Er”信息。

對于此故障進行排除時，第一步應該按下液晶指示屏上的“復位”鍵，觀察故障狀態是否已經排除，而假設是由風機帶來的故障，以上的做法將不能夠排除此故障，報錯指示會繼續出現。

廣播發射機中最常見的一類故障是風機故障，它出現的原因主要有：首先是進氣濾網被堵塞，氣體流量不過低；其次是風機接點的連接上接觸不良；最后是風機本身已經損壞。通過檢查發現過濾網和接點都處于正常時，就可以推測故障原因是風機出現故障。

對風機的檢查分為兩步驟進行：首先進行靜電檢查，先斷開三相電空氣開關，使用萬用電表測量風機輸入端中的三相線阻值，然后再對線路進行檢查；其次是通電檢查，如果風機在通電狀態下旋轉時有怪異的聲音存在，就可以大致判斷出風機軸承可能出現問題的地方，這時就應該對風機軸承進行檢查，如果發現軸承中的鋼珠有嚴重磨損的狀況，就應該及時換上新軸承，如果這樣做過后風機恢復正常工作，發射機也正常運轉，那么這個故障排查完成。

2.3 液晶顯示屏指示“射頻放大包絡”亮紅燈。

發生此故障時，第一步先打開發射機正門，檢查功放模塊是否故障，如果功放模塊顯示正常，再檢查機器后保險是否有保險絲熔斷現象。如果存在保險熔斷現象，則更換保險絲，開機運行后如果發現數字調幅廣播發射機功率還是達不到額定功率，打開保險柜發現保險絲仍然有熔斷現象，這就表明這個保險中應該是存在短路的故障。

第二步是打開機器后面的中門，在功率合成電感線圈的周圍有幾個電解電容，對它們進行檢查可以發現其中一個電容器已經嚴重變形，再用萬用表來檢查這個電解電容是否已經損壞，如果損壞了就可以更換此電容，機器也就可以繼續正常運行。當數字調幅廣播發射機運轉過程中瞬間電壓過高，超過了該電容的極限電壓，就會發生擊穿導致電容的燒毀，這樣就會導致高頻電路的失諧及阻抗變得不匹配，最終會導致機器功率無法達到額定值。因此在日常維護中，要對年限長的機器中的電解電容進行合理的檢查，對老化、損壞的電解電容進行及時的更換。

2.4 機房發熱量過高，播出信號弱甚至出現混亂串音。

中波的主要傳播形式是通過地波傳播，中波電臺的覆蓋效果和播出質量主要依靠中波地網。如果地網設立不好，就會出現嚴重的渦流現象，導致天線下方地面量發熱過高、功率浪費，致使觀眾收聽效果嚴重受損。

在發射機功率不變的情況下，為了提高天線的發射功率，就必須在減小天線的損耗率的同時，提高天線發射電磁波的效率，這樣才能增加節目的覆蓋率。另外將網狀地網建設為輻射狀地網，就可以更好地解決這個問題。因此天線地網的建設不容忽視。

3 結語

本文分析了10 kW全固態中波數字調幅廣播發射機的調制原理，并對廣播發射機的故障處理進行探究，旨在為值檢維護人員提供參考，提高其故障處理能力，從而保證電視廣播播出質量。