淺析DAM數(shù)字調(diào)制中波廣播發(fā)射機

DAM全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機是一種運用數(shù)字技術(shù)進行調(diào)幅廣播的全新的中波轉(zhuǎn)播發(fā)射機。一方面，它充分利用了工作于30MHZ以下調(diào)幅廣播的覆蓋范圍廣，傳輸距離遠，接收機簡單、廉價、固定、便攜的有點，另一方面由于DAM數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機采用了數(shù)字調(diào)制技術(shù)，把被調(diào)級高壓電源和調(diào)制級三者合為一體，克服了以往各種模擬調(diào)制難以避免的各種非線性失真，具有良好的動態(tài)特性，因其自身具有完備的各類控制、檢測和保護系統(tǒng)，極大地提高了發(fā)射機工作的穩(wěn)定性和可靠性，降低可停播率。

DAM數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機實際上是大功率射頻A/D，與D/A轉(zhuǎn)換器，其幅度調(diào)制是通過在每個時刻必須開通一定數(shù)量的功率放大模塊來產(chǎn)生該瞬時音頻調(diào)制信號所對應(yīng)的射頻輸出電壓。音頻信號經(jīng)數(shù)字處理后得出12bit數(shù)字來，并對它們進行編碼，再由調(diào)制編碼器的數(shù)字輸出來控制各個射頻功率放大模塊的接通和關(guān)閉，根據(jù)接通射頻功率放大模塊數(shù)量的多少，來控制發(fā)射機輸出的射頻電平，然后經(jīng)帶通濾波器去除量化臺階和不需要的諧波分量，就得到了射頻已調(diào)波信號。

DAM中波廣播發(fā)射機由以下部分組成：

一、射頻系統(tǒng)

數(shù)字調(diào)制DAM發(fā)射機射頻系統(tǒng)部分包括射頻激勵器、緩沖放大器、前置驅(qū)動放大器、射頻驅(qū)動級、驅(qū)動合成器、射頻分配器，射頻功率放大器、功率合成器、帶通濾波器、匹配網(wǎng)絡(luò)。全機共使用52快射頻放大器模塊，其中1塊用于前置放大器，3塊用于射頻推動級，其余48塊用于射頻功率放大器。RF部分由激勵器產(chǎn)生1個RF信號，經(jīng)緩沖放大器放大并產(chǎn)生一個穩(wěn)定的能夠激勵前置放大級的輸出信號。前置放大器輸出的方波經(jīng)分配器后得到6路正弦波的射頻信號作為射頻推動級的輸入信號。射頻推動級包括3塊RF放大器模塊，它們分別將前置放大器來的6路射頻信號放大后，在推動合成器上進行功率合成輸出。其中2塊RF放大器模塊用來作為固定放大另一塊工作在可變放大狀態(tài)下，推動合成器將射頻推動級中3塊放大器模塊輸出的信號合成后，由射頻分配器平均分成96路射頻信號，作為48塊RF放大板的輸入信號，48塊功率放大器根據(jù)調(diào)制編碼板來的數(shù)字功率控制信號分別將射頻信號放大。其輸出為兩倍于工作電壓的方波信號，其中42塊用于大臺階功率放大器，6塊用于二進制小臺階功率放大器，信號在功率合成器上進行電壓合成，合成變壓器的初級市各塊功放的輸出線圈，次級市用一根銅棒穿過各塊功放輸出線圈的磁芯耦合的，然后經(jīng)輸出網(wǎng)絡(luò)將40低阻抗變換到50Ω（750Ω、230Ω）作為發(fā)射機和天饋線的匹配。

二、數(shù)字音頻系統(tǒng)

數(shù)字音頻系統(tǒng)由模擬輸入板，A/D轉(zhuǎn)換，調(diào)制編碼以及B-信號源組成。在模擬輸入板上有一個數(shù)控衰減器，它接收來自控制板的BCD碼，以此來調(diào)節(jié)載波功率的大小?！耙纛l+直流”信號被由載波頻率所決定的400～800kHz頻率所采樣，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成12bit數(shù)字信號。12bit的數(shù)字音頻信息通過調(diào)制編碼板編碼，變換為由射頻電纜控制功率放大級中的RF放大器模塊“開/關(guān)”的控制信號，使發(fā)射機產(chǎn)生相應(yīng)的載波和調(diào)制電平。受調(diào)制編碼板控制的射頻功放共有48只，其中42只被稱作大臺階功放，每個大臺階功放提供相等的電壓輸出供給功率合成器。還有6只被稱作小臺階功放，分別提供大臺階功放輸出電壓的1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64。A/D轉(zhuǎn)換器輸出的前6位碼為42只“大臺階”功放的控制信號，這6位碼對應(yīng)的十進制數(shù)即為開通的“大臺階”功放模塊的數(shù)量，“小臺階”功放由A/D轉(zhuǎn)換器輸出的后6位經(jīng)存貯器直接控制。

三、監(jiān)測控制部分

由控制板、監(jiān)測顯示板、外部接口板、風(fēng)機組成的檢測控制系統(tǒng)主要包括：開/關(guān)機控制邏輯、功率控制邏輯、故障判斷及處理和外部信號處理接口等幾部分。其主要功能：開/關(guān)機控制邏輯對高壓電源實施控制，同事產(chǎn)生相應(yīng)的控制序列，對發(fā)射機各部分工作進行控制。功率控制邏輯可以對發(fā)射機的功率電子進行設(shè)置和改變，使發(fā)射機的功率在0～10kw之間可選，并具有瞬間斷電保護功能。為了對發(fā)射機實施強有力的保護，故障處理電路對發(fā)射機各部分進行反饋控制，外部信號接口為發(fā)射機的外部控制和監(jiān)測提供了界面，有利于進行遠程控制和計算機控制。

四、電源供電部分

發(fā)射機供電由2個變壓器完成，一個變壓器為發(fā)射機提供高壓+230V、+115V，第二個變壓器為低壓供電提供±8V、±22V、+30V和+6V的非穩(wěn)壓電源。

安裝調(diào)試注意事項：

（一）屏蔽接地系統(tǒng)

由于全固態(tài)發(fā)射機使用的功率器件的工作耐壓遠比電子管發(fā)射機低的多，發(fā)射機工作電壓比電子管小，因此在抗干擾方面要求相對較高，機房內(nèi)合理的接地布線，良好的接地電阻是必不可少的，尤其要注意音頻前端設(shè)備的屏蔽接地，音頻設(shè)備接地應(yīng)集中一點，避免串聯(lián)連接引起發(fā)射機接地電位懸浮和相互間的串?dāng)_影響發(fā)射機的正常工作和播出質(zhì)量。

（二）天饋線系統(tǒng)和地網(wǎng)系統(tǒng)

由于DAM廣播發(fā)射機保護功能比較齊全，對外界因素變化比較敏感，因此對天饋系統(tǒng)和地網(wǎng)要求比較嚴格。應(yīng)該保證發(fā)射天線的零電位和發(fā)射機屏蔽接地為同電位，地網(wǎng)要求鋪設(shè)直徑3mm銅線，每根3°一根，長度在二分之一工作波長左右。地網(wǎng)必須與塔底的地并良好地接地，接地電阻要足夠小，否則將引起發(fā)射機的天線電壓駐波比隨天氣氣候閉環(huán)而變化，驟冷驟熱，刮風(fēng)、下雨、下雪都會受到影響，嚴重時導(dǎo)致發(fā)射機保護降低功率、打火，直接影響到安全優(yōu)質(zhì)播出。

（三）天調(diào)匹配系統(tǒng)

DAM廣播發(fā)射機天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、調(diào)整維護比傳統(tǒng)的電子管發(fā)射機要求更高，更細致。同一臺內(nèi)兩個頻率的大功率發(fā)射機必須相互設(shè)計吸收回路。一般情況下，一個發(fā)射臺內(nèi)的廣播頻率間隔不能小于100kHz。雙頻共塔兩個發(fā)射頻率比不應(yīng)小于1.25，否則將會引起嚴重的互相串?dāng)_，給調(diào)整，維護造成很大的困難。

（四）雷電保護措施

1.在中波波段天線的接地網(wǎng)是非常重要的，“天線耦合單元”必須接近天線塔基、安全的連接到地網(wǎng)上。

2.為了減少損耗，避免雷擊，饋線應(yīng)埋設(shè)在地表下面。

3.注意調(diào)整好天線塔、天調(diào)網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射機的放電球間隙。放電球桿上最好采用避雷效果比較理想的避雷磁環(huán)。

4.所有的交流進線應(yīng)該有一個串流扼流圈，限制線上的高頻浪涌電源，它后面應(yīng)有一個浪涌保護器，浪涌保護器必須用短的直導(dǎo)線連接到機房的接地系統(tǒng)。

作者簡介：

邵振生（1981.10-），男，漢，山東德州，本科，單位：山東省廣播電視局（總臺）德州中波轉(zhuǎn)播臺