影響中波發(fā)射機電聲指標的因素分析與應對措施

余 潔

廣東省澄海中波轉(zhuǎn)播臺 廣東 汕頭 515800

0 引言

目前，中波廣播發(fā)射臺的主用機型為10k W以上的全固態(tài)數(shù)字調(diào)制(DA M)發(fā)射機，DA M數(shù)字調(diào)制中波發(fā)射機以良好的電聲指標而著稱，但如果不按規(guī)范要求安裝使用，維修調(diào)試和日常維護不到位，就有可能造成發(fā)射機電聲指標下降，另外，當發(fā)射機使用一定的年限后，隨著元器件的性能變化，也會影響到發(fā)射機的電聲指標和發(fā)射機工作穩(wěn)定性，其中影響最嚴重的的是發(fā)射機的三大指標(頻率響應、信噪比和諧波失真)。

1 發(fā)射機的三大指標

既然說影響最大的是發(fā)射機的三大指標，那么，發(fā)射機的三大指標是什么呢?它們與發(fā)射機的那些因素有關呢?

1.1 頻率響應 頻率響應的定義為:發(fā)射機的調(diào)制系數(shù)，隨輸入發(fā)射機振幅電平恒定的正弦音頻信號的頻率而變化的特性。發(fā)射機頻率響應的優(yōu)劣主要取決于音頻處理電路。DA M中波發(fā)射機的音頻處理電路包括:音頻處理器、模擬輸入板、A/D轉(zhuǎn)換板。在音頻處理電路，能夠影響頻率響應的主要原因有:音頻輸入接口與音頻信號源輸出接口不匹配；模擬輸入板上貝塞爾函數(shù)濾波器不對成；平衡不平衡電路失調(diào)；音頻處理關聯(lián)電路故障。

1.2 諧波失真 諧波失真的定義為:發(fā)射機用單一頻率的正弦音頻信號調(diào)制時，由于高頻放大器的非線性和調(diào)制器的非線性，此頻率會產(chǎn)生各次諧波分量，各次諧波分量的均方根值與基波有效值之比，即為諧波失真。發(fā)射機的高頻和低頻部分，都是由各個功能板塊組成的，由于非線性元件的使用，發(fā)射機的輸入信號和輸出信號必然存在差異，我們力所能及的是盡力減小這種差異，但不能完全消除。

1.3 噪音比 噪音比的定義為:在發(fā)射機沒有外加調(diào)制信號的條件下，其射頻信號通過線性檢波器檢波后的交流電壓有效值與調(diào)制系數(shù)為100%時，檢波器輸出的交流電壓的有效值之比。由信噪比的定義可以看出，發(fā)射機的各級電路異常都有可能造成信噪比下降。與信噪比有關的主要電路有:模擬輸入板、調(diào)制編碼板；直流穩(wěn)壓板、調(diào)制功放級、電源電路、輸出網(wǎng)絡、射頻激勵電路、射頻放大電路等。

2 影響電聲指標的原因

影響發(fā)射機電聲指標的主要原因有:安裝不規(guī)范、電源部分故障、匹配網(wǎng)絡失調(diào)、發(fā)射機故障、調(diào)試不當、元器件噪聲、測試方法與測試儀器有偏差。

2.1 安裝不規(guī)范 發(fā)射機的安裝一般由發(fā)射機廠家負責施工，由于各方面的原因，發(fā)射機在安裝過程中，可能會存在以下幾個方面的問題:一是發(fā)射機的高頻和低頻接地線布局不合理。我們知道，發(fā)射機安裝時，一般是在匹配網(wǎng)絡的輸出部分引出接地線，這樣做的目的主要是防止產(chǎn)生高頻寄生，避免寄生信號干擾發(fā)射機；二是發(fā)射機的供電線路不合理，發(fā)射機的供電線路應盡量短，過長的線路會收到其它發(fā)射機的高頻干擾；三是發(fā)射機的輸出饋線安裝不規(guī)范，發(fā)射機輸出端與硬饋之間的連接、硬饋與彎頭之間的連接、彎頭與饋管之間的連接都必須符合要求，否則容易屏蔽不嚴，一旦竄入高頻信號，會嚴重影響發(fā)射機的發(fā)射指標；四是安裝位置不合適，有條件的話，發(fā)射機最好獨立安裝，離其它發(fā)射機越遠越好，不要距發(fā)射天線太近，也不要距配電系統(tǒng)太近。

2.2 電源部分故障 DA M中波發(fā)射機電源部分設置有故障檢測保護電路，比如電源缺相、過流、過壓，一旦這幾項出現(xiàn)問題，發(fā)射機就會停機保護，但發(fā)射機使用一定的年限后，由于器件參數(shù)變化，保護監(jiān)測電路設置發(fā)生了變化，有可能失去保護作用，筆者遇到過幾次電源故障，一次是主電源濾波電路部分電容失效；另一次是+5 V低壓電源整流器全橋損壞，例行測量發(fā)射機指標時，發(fā)現(xiàn)信噪比嚴重下降，但是發(fā)射機的故障檢測保護電路沒有起到保護作用，后來逐級查找才發(fā)現(xiàn)上述問題的。電源部分異常造成發(fā)射機指標下降的主要原因有:外供電不穩(wěn)定、三相電源不平衡、整流變壓器局部短路、整流橋、濾波電容失效、供電線路接觸不良等。基于上述問題，我們在日常維護時，要對這幾個部位進行不定期測量，除了要測量指標以外，還要對電源相關的器件進行檢查，包括電源保護電路也一并檢查。

2.3 調(diào)試不當 DAM發(fā)射機有許多參數(shù)設置調(diào)整電路，這些電路的調(diào)整目的是確保發(fā)射機在最佳指標狀態(tài)下工作，由于人為調(diào)整、器件老化等因素，可能會造成參數(shù)的變化，這些參數(shù)的變化會降低發(fā)射機的運行指標。以10k W DA M發(fā)射機為例，影響發(fā)射機指標的調(diào)整電路有:高壓電源紋波保護監(jiān)測電平調(diào)整電路、230 V取樣調(diào)整電路、直流穩(wěn)壓板B-調(diào)整電路；模擬輸入板音頻增益調(diào)整電路、模擬輸入板音頻+直流上的72k Hz抖動信號調(diào)整電路、調(diào)制監(jiān)測取樣電路、帶通濾波和負載調(diào)整電路。為了避免上述調(diào)整電路出錯而影響到發(fā)射機的電聲指標，我們要在發(fā)射機安裝調(diào)整且正常工作一段時間后，在各種調(diào)整電位器、開關、旋鈕、撥碼開關等調(diào)整元件的適當位置用記號筆做記號，并將調(diào)整參數(shù)記錄在備忘錄上，以備將來維護調(diào)整需要。與電聲指標有關的音頻部分調(diào)整器件及功能如表1所示。

表一 與電聲指標有關的音頻部分調(diào)整器件及功能

2.4 匹配網(wǎng)絡失調(diào) 匹配網(wǎng)絡在發(fā)射系統(tǒng)中起著上接下傳的重要作用，良好的匹配網(wǎng)絡是保證發(fā)射質(zhì)量的主要條件，如果網(wǎng)絡失諧，會造成發(fā)射機電聲指標下降，如果偏差嚴重，將導致發(fā)射機無法開啟。匹配網(wǎng)絡的常見原因是:網(wǎng)絡元件失效或損壞、一年四季冷熱交替導致匹配網(wǎng)絡阻抗變化、風雨雷電等惡劣天氣影響網(wǎng)絡阻抗。網(wǎng)絡阻抗的變化，會造成三大指標的嚴重偏差，在指標測試中表現(xiàn)為全頻段失真、也就是說從100 Hz～9k Hz全部失真，同時伴有信噪比、頻率響應指標下降。當遇到匹配網(wǎng)絡異常造成電聲指標下降時，我們在排除網(wǎng)絡器件損壞故障后，一定要對輸出網(wǎng)絡進行重新調(diào)整，可以通過機器面板上的負載調(diào)整鈕和匹配調(diào)整鈕來調(diào)整，邊調(diào)整邊觀察，達到最佳匹配效果。如果匹配網(wǎng)絡失真在10%以上甚至更高，微調(diào)旋鈕無法調(diào)到最佳效果的，就必須對匹配網(wǎng)絡進行統(tǒng)調(diào)。

2.5 干擾因素 中波發(fā)射臺的電磁環(huán)境異常復雜，除了本機發(fā)射的頻率外，還有本臺其它發(fā)射機發(fā)射的頻率，特別是采用多頻共塔發(fā)射的方式，高頻信號之間通過發(fā)射天線相互干擾，如果阻塞和吸收單元做的不合適，就不能很好的吸收和阻止其它信號干擾，這種干擾主要影響發(fā)射機的信噪比。除此之外，如果發(fā)射系統(tǒng)的接地內(nèi)阻過大或者不合理，也會寄生很多高頻信號，寄生高頻信號一旦竄入音頻和射頻通路中，會嚴重影響發(fā)射機的電聲指標。

2.6 發(fā)射機故障 毋容置疑，發(fā)射機本身故障，會造成發(fā)射機電聲指標下降。影響發(fā)射機電聲指標的常見故障有:音頻處理器故障、音頻輸入板內(nèi)部電路故障、模數(shù)轉(zhuǎn)換板內(nèi)部電路故障、調(diào)制編碼板內(nèi)部電路故障、直流穩(wěn)壓板內(nèi)部電路故障、射頻放大器損壞、輸出網(wǎng)絡故障、高低壓電源故障、各功能板連接件接觸不良故障、高頻電路各級內(nèi)部故障、高頻電路各級輸入輸出調(diào)諧網(wǎng)絡故障等。一般情況下，上述故障都會造成發(fā)射機故障檢測電路動作，發(fā)射機停機保護或降功率工作。但由于我們在排除這些故障時，不按規(guī)范操作，替換的元器件不符合要求，或者更改了原電路，維修后調(diào)整不準確，都會造成發(fā)射機失真，電聲指標下降。

2.7 元器件噪聲 發(fā)射機是有集成電路、場效應管、集成運放和其它電子元件組成，每個元器件都會有熱噪聲，如果元器件老化、參數(shù)變化、焊接不良、變形等都會改變元器件的工作特性，電路工作點發(fā)生變化，影響到發(fā)射機的電聲指標。基于此，無論是廠家組裝發(fā)射機，或者我們在維修維護時，都要采用優(yōu)質(zhì)的電子元件。在日常維護時，多留意元器件是否有變色、變形、接觸不良等情況出現(xiàn)。如果通過指標測量發(fā)現(xiàn)問題，應及時查明原因。

2.8 測試方法有誤 除了上述各種原因以外。由于我們在測量指標時測量方式不對，或者使用的測量儀器不同，也會測量出指標誤差。一般情況下，越貴的儀器測量的精度越高。這一點需特別注意。

結束語

DA M中波發(fā)射機的電聲指標是整個發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射質(zhì)量的依據(jù)，電聲指標的好壞，一方面需要規(guī)范的安裝和使用，另一方面有賴于我們?nèi)粘５募毿木S護，采用先進的測試設備，經(jīng)常性的測量檢查發(fā)射機的電聲指標，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，只有這樣，才能保證發(fā)射機在最佳狀態(tài)下工作，確保優(yōu)質(zhì)安全播出。