第三章-中短波廣播發(fā)射技

1、中短波廣播發(fā)送技術(shù)簡(jiǎn)介中短波廣播發(fā)送技術(shù)簡(jiǎn)介國(guó)家廣電總局監(jiān)測(cè)中心國(guó)家廣電總局監(jiān)測(cè)中心2004.4.2004.4. 無(wú)線電廣播技術(shù)是關(guān)于無(wú)線電廣播發(fā)送無(wú)線電廣播技術(shù)是關(guān)于無(wú)線電廣播發(fā)送設(shè)備的技術(shù)設(shè)備的技術(shù) 廣播發(fā)送設(shè)備是完成運(yùn)載音頻信息的一廣播發(fā)送設(shè)備是完成運(yùn)載音頻信息的一種現(xiàn)代化工具，是廣播系統(tǒng)的一個(gè)重要組種現(xiàn)代化工具，是廣播系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分成部分 廣播發(fā)射機(jī)是利用電磁波傳送信息的廣播發(fā)射機(jī)是利用電磁波傳送信息的 廣播發(fā)射機(jī)的首要任務(wù)就是把要傳送的廣播發(fā)射機(jī)的首要任務(wù)就是把要傳送的音頻信號(hào)通過(guò)一定的方式調(diào)制在載波上音頻信號(hào)通過(guò)一定的方式調(diào)制在載波上 并放大到額定的功率并放大到額定的功率

2、然后利用天線以電磁波的方式發(fā)射出去然后利用天線以電磁波的方式發(fā)射出去 在一定的覆蓋范圍內(nèi)利用接收機(jī)就可以在一定的覆蓋范圍內(nèi)利用接收機(jī)就可以收聽(tīng)到聲音廣收聽(tīng)到聲音廣 播播一、一、 無(wú)線電廣播和廣播發(fā)射臺(tái)無(wú)線電廣播和廣播發(fā)射臺(tái)1-1 無(wú)線電廣播概述無(wú)線電廣播概述廣播發(fā)射臺(tái)是產(chǎn)生和發(fā)射無(wú)線電波廣播發(fā)射臺(tái)是產(chǎn)生和發(fā)射無(wú)線電波發(fā)射臺(tái)地點(diǎn)選擇主要考慮無(wú)線電波輻射效果和服務(wù)區(qū)發(fā)射臺(tái)地點(diǎn)選擇主要考慮無(wú)線電波輻射效果和服務(wù)區(qū)的要求。的要求。廣播發(fā)射臺(tái)依其規(guī)模大小，有骨干發(fā)射臺(tái)和轉(zhuǎn)播臺(tái)之廣播發(fā)射臺(tái)依其規(guī)模大小，有骨干發(fā)射臺(tái)和轉(zhuǎn)播臺(tái)之分。骨干發(fā)射臺(tái)直接與播控中心聯(lián)系，一般屬中央或分。骨干發(fā)射臺(tái)直接與播控中心聯(lián)系，一

3、般屬中央或者?。ㄊ校┘?jí)發(fā)射臺(tái)。者?。ㄊ校┘?jí)發(fā)射臺(tái)。轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)多分布在骨干發(fā)射臺(tái)周圍，功率等級(jí)較小，轉(zhuǎn)播發(fā)射臺(tái)多分布在骨干發(fā)射臺(tái)周圍，功率等級(jí)較小，主要用來(lái)改善覆蓋效果和擴(kuò)大服務(wù)區(qū)。主要用來(lái)改善覆蓋效果和擴(kuò)大服務(wù)區(qū)。二、廣播發(fā)射臺(tái)的組成二、廣播發(fā)射臺(tái)的組成發(fā)射臺(tái)由發(fā)射機(jī)、天線、電源設(shè)備和輔助設(shè)備組成發(fā)射臺(tái)由發(fā)射機(jī)、天線、電源設(shè)備和輔助設(shè)備組成信號(hào)源的節(jié)目信號(hào)，經(jīng)線路放大器送至主用發(fā)射機(jī)信號(hào)源的節(jié)目信號(hào)，經(jīng)線路放大器送至主用發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)將節(jié)目信號(hào)放大、調(diào)制，從天線發(fā)射出去，變?yōu)殡姶挪òl(fā)射機(jī)將節(jié)目信號(hào)放大、調(diào)制，從天線發(fā)射出去，變?yōu)殡姶挪òl(fā)射臺(tái)所需的電能由電網(wǎng)電源提供發(fā)射臺(tái)所需的電能由電網(wǎng)電源提供發(fā)

4、射臺(tái)的關(guān)鍵部件都設(shè)有備份：節(jié)目源、電源備份，大功率發(fā)射發(fā)射臺(tái)的關(guān)鍵部件都設(shè)有備份：節(jié)目源、電源備份，大功率發(fā)射機(jī)有局部備份和備件。機(jī)有局部備份和備件。自動(dòng)控制裝置既可以控制發(fā)射機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)和故障檢測(cè)報(bào)警，還可自動(dòng)控制裝置既可以控制發(fā)射機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)和故障檢測(cè)報(bào)警，還可以對(duì)主備用設(shè)備自動(dòng)切換，對(duì)一些操作進(jìn)行遙測(cè)遙控以對(duì)主備用設(shè)備自動(dòng)切換，對(duì)一些操作進(jìn)行遙測(cè)遙控假天線（即假負(fù)載）和監(jiān)測(cè)設(shè)備用于自臺(tái)測(cè)量和調(diào)整發(fā)射機(jī)技術(shù)假天線（即假負(fù)載）和監(jiān)測(cè)設(shè)備用于自臺(tái)測(cè)量和調(diào)整發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)冷卻設(shè)備包括：風(fēng)冷、水冷或蒸發(fā)冷卻。主要對(duì)發(fā)射機(jī)大電流器冷卻設(shè)備包括：風(fēng)冷、水冷或蒸發(fā)冷卻。主要對(duì)發(fā)射機(jī)大電流器件冷卻件冷卻圖

5、圖1-1 廣播發(fā)射臺(tái)的設(shè)備構(gòu)成圖廣播發(fā)射臺(tái)的設(shè)備構(gòu)成圖三、發(fā)射系統(tǒng)的構(gòu)成三、發(fā)射系統(tǒng)的構(gòu)成 圖圖1-2 大功率調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)圖大功率調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)系統(tǒng)圖發(fā)射臺(tái)機(jī)房有：發(fā)射、節(jié)傳（或微波、收音發(fā)射臺(tái)機(jī)房有：發(fā)射、節(jié)傳（或微波、收音)機(jī)機(jī)房、調(diào)度室房、調(diào)度室發(fā)射天線：將高頻電流變成電磁波并輻射到空間，發(fā)射天線：將高頻電流變成電磁波并輻射到空間，發(fā)射機(jī)可使用多個(gè)方向的天線。天線尺寸與頻率發(fā)射機(jī)可使用多個(gè)方向的天線。天線尺寸與頻率有關(guān)，應(yīng)保持匹配狀態(tài)。為了提高天線的發(fā)射效有關(guān)，應(yīng)保持匹配狀態(tài)。為了提高天線的發(fā)射效率，在天線周圍的地下，要埋設(shè)圓形輻射狀的地率，在天線周圍的地下，要埋設(shè)圓形輻射狀的地網(wǎng)

6、網(wǎng)電源：分交流和直流。在發(fā)射機(jī)和微波機(jī)、衛(wèi)星電源：分交流和直流。在發(fā)射機(jī)和微波機(jī)、衛(wèi)星接收機(jī)中大多使用直流電源，作各級(jí)放大器的電接收機(jī)中大多使用直流電源，作各級(jí)放大器的電源。交流電源除經(jīng)整流器產(chǎn)生直流電源供放大器源。交流電源除經(jīng)整流器產(chǎn)生直流電源供放大器外，還用作動(dòng)力設(shè)備（如風(fēng)機(jī)）電源、控制系統(tǒng)外，還用作動(dòng)力設(shè)備（如風(fēng)機(jī)）電源、控制系統(tǒng)電源和行政設(shè)施的電源。電源和行政設(shè)施的電源。四、四、 發(fā)射機(jī)工作原理概述發(fā)射機(jī)工作原理概述發(fā)射機(jī)是能量轉(zhuǎn)換放大器，將交流電能變換成攜發(fā)射機(jī)是能量轉(zhuǎn)換放大器，將交流電能變換成攜帶有廣播節(jié)目信號(hào)的電磁波能量帶有廣播節(jié)目信號(hào)的電磁波能量大功率發(fā)射機(jī)是指以振幅調(diào)制方式的

7、發(fā)送裝置大功率發(fā)射機(jī)是指以振幅調(diào)制方式的發(fā)送裝置頻率：頻率：526.5kHz1606.5kHz，3.2MHz26.1MHz大功率：?jiǎn)螜C(jī)功率在大功率：?jiǎn)螜C(jī)功率在50kW以上，多用于省級(jí)以以上，多用于省級(jí)以上發(fā)射臺(tái)，地市級(jí)多在上發(fā)射臺(tái)，地市級(jí)多在50kW以下，屬中小功率以下，屬中小功率大功率和中小功率，其工作原理和基本結(jié)構(gòu)均相大功率和中小功率，其工作原理和基本結(jié)構(gòu)均相同，只是元器件容量和放大能力不同同，只是元器件容量和放大能力不同在半個(gè)多世紀(jì)里，乙類板調(diào)發(fā)射機(jī)一直占統(tǒng)治地在半個(gè)多世紀(jì)里，乙類板調(diào)發(fā)射機(jī)一直占統(tǒng)治地位，其性能穩(wěn)定和電聲質(zhì)量較好位，其性能穩(wěn)定和電聲質(zhì)量較好廣泛使用的典型調(diào)幅短波廣播發(fā)射

8、機(jī)：廣泛使用的典型調(diào)幅短波廣播發(fā)射機(jī)：乙類板調(diào)式發(fā)射機(jī)乙類板調(diào)式發(fā)射機(jī)脈寬調(diào)制式（脈寬調(diào)制式（PDM）脈階調(diào)制式（脈階調(diào)制式（PSM）發(fā)射機(jī)）發(fā)射機(jī)一般由五部分組成：一般由五部分組成：高頻（射頻）高頻（射頻）音頻音頻電源電源控制保護(hù)部分控制保護(hù)部分和冷卻部分和冷卻部分五、五、 乙類板調(diào)式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)乙類板調(diào)式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)的射頻系統(tǒng)由三部分組成發(fā)射機(jī)的射頻系統(tǒng)由三部分組成激勵(lì)器激勵(lì)器是射頻信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生發(fā)射頻率（載頻）是射頻信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生發(fā)射頻率（載頻）新型發(fā)射機(jī)，激勵(lì)器已用頻率綜合器。其頻穩(wěn)度新型發(fā)射機(jī)，激勵(lì)器已用頻率綜合器。其頻穩(wěn)度高、變頻方便高、變頻方便 激勵(lì)器輸出的射頻信號(hào)

9、送至激勵(lì)器輸出的射頻信號(hào)送至高前級(jí)（寬放）放高前級(jí)（寬放）放大大一般高前級(jí)使用電子管進(jìn)行電壓放大或功率放一般高前級(jí)使用電子管進(jìn)行電壓放大或功率放大大 高末級(jí)（被調(diào)級(jí)）高末級(jí)（被調(diào)級(jí)）高電平板級(jí)振幅調(diào)制的功高電平板級(jí)振幅調(diào)制的功率放大級(jí)率放大級(jí) 在高末級(jí)板極上，有三種頻率的電壓：在高末級(jí)板極上，有三種頻率的電壓：射頻信號(hào)經(jīng)高末級(jí)放大后形成的射頻信號(hào)經(jīng)高末級(jí)放大后形成的載波載波電壓電壓音頻末級(jí)（調(diào)制級(jí)）經(jīng)調(diào)幅變壓器輸出的音頻末級(jí)（調(diào)制級(jí)）經(jīng)調(diào)幅變壓器輸出的音頻音頻調(diào)制電壓調(diào)制電壓主整流器輸出的主整流器輸出的直流直流高壓高壓三種電壓共同作用，成為已調(diào)波電壓三種電壓共同作用，成為已調(diào)波電壓圖圖1-3

10、乙類板調(diào)廣播發(fā)射機(jī)方框圖乙類板調(diào)廣播發(fā)射機(jī)方框圖發(fā)射機(jī)的音頻部分由音頻處理器和音頻放大器組成發(fā)射機(jī)的音頻部分由音頻處理器和音頻放大器組成音頻處理器對(duì)音頻信號(hào)加工處理，主要功能：音頻處理器對(duì)音頻信號(hào)加工處理，主要功能： 自動(dòng)壓縮節(jié)目信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍自動(dòng)壓縮節(jié)目信號(hào)動(dòng)態(tài)范圍 提高發(fā)射機(jī)平均調(diào)幅度和接收響度提高發(fā)射機(jī)平均調(diào)幅度和接收響度 自動(dòng)調(diào)整節(jié)目電平，不失真地限制過(guò)調(diào)幅自動(dòng)調(diào)整節(jié)目電平，不失真地限制過(guò)調(diào)幅 對(duì)高低頻分量預(yù)加重，補(bǔ)償接收機(jī)高低頻跌落對(duì)高低頻分量預(yù)加重，補(bǔ)償接收機(jī)高低頻跌落 調(diào)整設(shè)備均衡網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償發(fā)射系統(tǒng)頻率特性。調(diào)整設(shè)備均衡網(wǎng)絡(luò)，補(bǔ)償發(fā)射系統(tǒng)頻率特性。限制放大器是功能單一的音頻處理器，

11、只壓縮節(jié)目動(dòng)態(tài)限制放大器是功能單一的音頻處理器，只壓縮節(jié)目動(dòng)態(tài)范圍、提高平均調(diào)幅度和對(duì)高電平切削范圍、提高平均調(diào)幅度和對(duì)高電平切削經(jīng)過(guò)加工處理的音頻信號(hào)送入音頻放大器經(jīng)過(guò)加工處理的音頻信號(hào)送入音頻放大器音頻放大器一般由四級(jí)推挽放大器組成：音頻放大器一般由四級(jí)推挽放大器組成：低一級(jí)為串接電壓放大器低一級(jí)為串接電壓放大器低二級(jí)是以阻流圈作板極負(fù)載的放大器低二級(jí)是以阻流圈作板極負(fù)載的放大器低三級(jí)為陰極輸出器，低三級(jí)為陰極輸出器，低末調(diào)制級(jí)為乙類推挽功放，輸出高電平音低末調(diào)制級(jí)為乙類推挽功放，輸出高電平音頻調(diào)制信號(hào)頻調(diào)制信號(hào)六、脈寬調(diào)制（六、脈寬調(diào)制（PDM）式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)）式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)PDM發(fā)

12、射機(jī)，以脈沖寬度調(diào)制器取代乙類板調(diào)發(fā)射機(jī)，以脈沖寬度調(diào)制器取代乙類板調(diào)的推挽調(diào)幅器而得名的推挽調(diào)幅器而得名被調(diào)級(jí)仍采用板極振幅調(diào)制被調(diào)級(jí)仍采用板極振幅調(diào)制所需的音頻調(diào)制功率由所需的音頻調(diào)制功率由PDM的音頻轉(zhuǎn)換電路來(lái)的音頻轉(zhuǎn)換電路來(lái)產(chǎn)生產(chǎn)生音頻一、二、三級(jí)組成脈寬調(diào)制器音頻一、二、三級(jí)組成脈寬調(diào)制器第三級(jí)為調(diào)制級(jí)，通過(guò)低通濾波器與被調(diào)級(jí)相串第三級(jí)為調(diào)制級(jí)，通過(guò)低通濾波器與被調(diào)級(jí)相串聯(lián)聯(lián)主整直流高壓對(duì)被調(diào)級(jí)和調(diào)制級(jí)電子管而言為串主整直流高壓對(duì)被調(diào)級(jí)和調(diào)制級(jí)電子管而言為串聯(lián)饋電聯(lián)饋電圖圖1-4 脈寬調(diào)制式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)脈寬調(diào)制式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)圖圖4-15 脈寬調(diào)制機(jī)及調(diào)制脈沖發(fā)生器方框圖脈寬調(diào)制機(jī)

13、及調(diào)制脈沖發(fā)生器方框圖脈寬調(diào)制器脈寬調(diào)制器1. 脈寬調(diào)制器的組成脈寬調(diào)制器的組成 由調(diào)制脈沖發(fā)生器與由調(diào)制脈沖發(fā)生器與調(diào)制脈沖放大器組成調(diào)制脈沖放大器組成 調(diào)制脈沖發(fā)生器簡(jiǎn)稱調(diào)制脈沖發(fā)生器簡(jiǎn)稱為脈持頭為脈持頭，由矩形波，由矩形波發(fā)生器、積分電路、發(fā)生器、積分電路、比較器、射極輸出器比較器、射極輸出器等組成，其末級(jí)稱為等組成，其末級(jí)稱為脈寬調(diào)制級(jí)脈寬調(diào)制級(jí) 圖圖(a)為脈寬調(diào)制機(jī)為脈寬調(diào)制機(jī)方框圖方框圖 圖圖(b)為調(diào)制脈沖發(fā)為調(diào)制脈沖發(fā)生器方框圖生器方框圖 圖圖(c)為受音頻信號(hào)為受音頻信號(hào)調(diào)寬的矩形脈沖波。調(diào)寬的矩形脈沖波。脈寬調(diào)制發(fā)射機(jī)要完成兩種調(diào)制功能：脈寬調(diào)制發(fā)射機(jī)要完成兩種調(diào)制功能：

14、、 音頻信號(hào)對(duì)矩形脈沖串進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制音頻信號(hào)對(duì)矩形脈沖串進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制（即改變脈沖持續(xù)時(shí)間）（即改變脈沖持續(xù)時(shí)間）使脈沖寬度的變化正比于音頻調(diào)制信號(hào)的幅度變使脈沖寬度的變化正比于音頻調(diào)制信號(hào)的幅度變化化脈寬調(diào)制器輸出的等幅調(diào)寬矩形脈沖串，經(jīng)低通脈寬調(diào)制器輸出的等幅調(diào)寬矩形脈沖串，經(jīng)低通濾波器濾除諧波分量，送入被調(diào)級(jí)濾波器濾除諧波分量，送入被調(diào)級(jí)高電平高電平、在射頻末級(jí)實(shí)現(xiàn)板極振幅調(diào)制。與乙類板、在射頻末級(jí)實(shí)現(xiàn)板極振幅調(diào)制。與乙類板調(diào)機(jī)相同調(diào)機(jī)相同脈寬機(jī)的兩種調(diào)制方式對(duì)應(yīng)著兩個(gè)工作頻率：脈寬機(jī)的兩種調(diào)制方式對(duì)應(yīng)著兩個(gè)工作頻率：一個(gè)是被調(diào)級(jí)輸出的載波頻率一個(gè)是被調(diào)級(jí)輸出的載波頻率一個(gè)是矩形脈

15、沖串的開(kāi)關(guān)頻率，在超音頻頻一個(gè)是矩形脈沖串的開(kāi)關(guān)頻率，在超音頻頻段段54kHz72kHz，我國(guó)一般選，我國(guó)一般選63kHz（9kHz的倍頻）的倍頻）七、七、 振幅調(diào)制和調(diào)幅器振幅調(diào)制和調(diào)幅器7-1 振幅調(diào)制的概述振幅調(diào)制的概述(1)、概述、概述音頻信號(hào)原則上不能直接發(fā)射，要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，只音頻信號(hào)原則上不能直接發(fā)射，要進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，只有借助于運(yùn)載工具（即高頻電波，常稱載波）和適當(dāng)?shù)挠薪柚谶\(yùn)載工具（即高頻電波，常稱載波）和適當(dāng)?shù)陌l(fā)射體（即天線）才能實(shí)現(xiàn)發(fā)射體（即天線）才能實(shí)現(xiàn)把待傳送的信息稱為調(diào)制信號(hào)把待傳送的信息稱為調(diào)制信號(hào)把待要傳送的信息寄載到高頻電波上的手段，稱為調(diào)制把待要傳送的信息

16、寄載到高頻電波上的手段，稱為調(diào)制用調(diào)制信號(hào)控制、改變高頻振蕩任一參數(shù)都能實(shí)現(xiàn)調(diào)制用調(diào)制信號(hào)控制、改變高頻振蕩任一參數(shù)都能實(shí)現(xiàn)調(diào)制調(diào)制的方法大體可分為兩大類：調(diào)制的方法大體可分為兩大類： 用正弦波作為載波信號(hào)的模擬調(diào)制方法用正弦波作為載波信號(hào)的模擬調(diào)制方法 用一組數(shù)字或脈沖串作為載波的脈沖調(diào)制方法用一組數(shù)字或脈沖串作為載波的脈沖調(diào)制方法7-2、調(diào)幅、調(diào)幅波的包絡(luò)波形和調(diào)幅度、調(diào)幅、調(diào)幅波的包絡(luò)波形和調(diào)幅度用調(diào)制信號(hào)去控制改變高頻載波信號(hào)的振幅，使高頻用調(diào)制信號(hào)去控制改變高頻載波信號(hào)的振幅，使高頻載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，稱為調(diào)幅載波的振幅隨調(diào)制信號(hào)的變化而變化，稱為調(diào)幅高頻載波電流高頻載

17、波電流 i=ITcos（t+）音頻信號(hào)音頻信號(hào) i=Icost，調(diào)幅波電流表示式，調(diào)幅波電流表示式 i（t）=（IT+Icost）cos（t+） =IT(1+mcost)cos(t+)式中式中IT、分別為高頻載波電流的振幅、角頻率和分別為高頻載波電流的振幅、角頻率和初相位初相位I、分別為調(diào)制信號(hào)的振幅和角頻率分別為調(diào)制信號(hào)的振幅和角頻率m-調(diào)制系數(shù)，又稱調(diào)幅度調(diào)制系數(shù)，又稱調(diào)幅度圖圖4-1為調(diào)幅波波形，調(diào)幅波的振幅是隨調(diào)制信號(hào)而變?yōu)檎{(diào)幅波波形，調(diào)幅波的振幅是隨調(diào)制信號(hào)而變化的化的圖圖4-1 調(diào)幅波形圖調(diào)幅波形圖 圖圖4-1中的調(diào)幅中的調(diào)幅波形不是載波信號(hào)波形不是載波信號(hào)波形與調(diào)制信號(hào)波波形與調(diào)

18、制信號(hào)波形相迭加的結(jié)果，形相迭加的結(jié)果，而是兩種信號(hào)經(jīng)過(guò)而是兩種信號(hào)經(jīng)過(guò)非線性電路后重新非線性電路后重新組合的結(jié)果組合的結(jié)果 調(diào)制是一個(gè)頻率調(diào)制是一個(gè)頻率變換過(guò)程，即調(diào)制變換過(guò)程，即調(diào)制信號(hào)和載波信號(hào)通信號(hào)和載波信號(hào)通過(guò)非線性電路產(chǎn)生過(guò)非線性電路產(chǎn)生新的頻率分量的過(guò)新的頻率分量的過(guò)程。程。調(diào)幅度調(diào)幅度)()()()(minmIIIIIIImIIIIIIIIImTTTTTTTTamxT1111上調(diào)幅度上調(diào)幅度m上上、下調(diào)幅度、下調(diào)幅度m下下分別為分別為%minmax100100TTTTIIImIIIm下上調(diào)幅度調(diào)幅度m可以表示為：可以表示為：minmaxminmaxminmaxminmaxmin

19、max)()()()(IIIIIIImmImIImIIIIImIImIIIITTTTTTTTTTT222調(diào)幅度反映了高頻載波振幅被調(diào)制的程度，調(diào)幅度反映了高頻載波振幅被調(diào)制的程度，調(diào)幅度最小為零，沒(méi)有音頻信號(hào)調(diào)制，發(fā)射只調(diào)幅度最小為零，沒(méi)有音頻信號(hào)調(diào)制，發(fā)射只是載波是載波調(diào)幅度最大為調(diào)幅度最大為100%，載波幅度完全被用來(lái)傳送，載波幅度完全被用來(lái)傳送調(diào)制信號(hào)調(diào)制信號(hào)大于大于100%稱為過(guò)調(diào)幅，過(guò)調(diào)幅將使調(diào)幅波的包稱為過(guò)調(diào)幅，過(guò)調(diào)幅將使調(diào)幅波的包絡(luò)波形和調(diào)制信號(hào)的波形不完全一致而造成失絡(luò)波形和調(diào)制信號(hào)的波形不完全一致而造成失真真應(yīng)盡量把調(diào)幅度開(kāi)足，以便充分利用載波功率，應(yīng)盡量把調(diào)幅度開(kāi)足，以便充

20、分利用載波功率，提高收聽(tīng)效果。提高收聽(tīng)效果。八、調(diào)幅波的頻譜及能量關(guān)系八、調(diào)幅波的頻譜及能量關(guān)系 調(diào)幅波電流由三個(gè)分量組成：載波分量、下邊調(diào)幅波電流由三個(gè)分量組成：載波分量、下邊頻分量、上邊頻分量，頻譜如圖頻分量、上邊頻分量，頻譜如圖4-2（a）所示）所示tmItmItItiBABABAttmIttIItiTTTTT)cos()cos(cos)()cos()cos(coscos:cos)cos(cos)cos()(212121211得利用公式圖圖4-2 調(diào)幅波的頻譜調(diào)幅波的頻譜 若調(diào)制信號(hào)是語(yǔ)言或音樂(lè)節(jié)目，邊頻成為兩個(gè)若調(diào)制信號(hào)是語(yǔ)言或音樂(lè)節(jié)目，邊頻成為兩個(gè)邊帶，邊帶， 即上邊帶和下邊帶即上邊

21、帶和下邊帶 若用若用max和和min表示調(diào)制信號(hào)的最高角頻率和表示調(diào)制信號(hào)的最高角頻率和最低角頻率，頻譜如圖最低角頻率，頻譜如圖4-2（b）所示）所示 當(dāng)調(diào)幅波電流流過(guò)負(fù)載時(shí)，有功率輸出，例如當(dāng)調(diào)幅波電流流過(guò)負(fù)載時(shí)，有功率輸出，例如通過(guò)天線電阻通過(guò)天線電阻RA，則載波功率為，則載波功率為兩個(gè)邊頻功率TATPmRmIPPPP)()()()()(,24122121為ATTRIP221TTPmPmP)(2212412TTPmPPP)()(2211平 調(diào)制信號(hào)一個(gè)周期內(nèi)的平均輸出功率: m P 00.51P（）00.125PT0.5PTP平PT1.125PT1.5PT 兩個(gè)邊頻的總功率兩個(gè)邊頻的總功率

22、輻射的有用邊頻功率與調(diào)幅度輻射的有用邊頻功率與調(diào)幅度m2成正比，調(diào)幅度小，成正比，調(diào)幅度小，邊頻功率小，降低機(jī)器使用效益邊頻功率小，降低機(jī)器使用效益為提高效益，應(yīng)提高平均調(diào)幅度，可使用音頻加工為提高效益，應(yīng)提高平均調(diào)幅度，可使用音頻加工器器用單音信號(hào)調(diào)制時(shí)，在調(diào)制信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)已調(diào)用單音信號(hào)調(diào)制時(shí)，在調(diào)制信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)已調(diào)波的最大功率波的最大功率 04112111211121212222222minmaxminminminmaxmaxmax)(:)()()(PPPmPmRIPmIImIIRIPPmRmIRIPTTATTATTTATA是載波功率的四倍時(shí)，當(dāng)最小功率）（九九 、 脈沖階梯調(diào)制原

23、理脈沖階梯調(diào)制原理近三十多年來(lái)，中短波廣播發(fā)射機(jī)的調(diào)制制式近三十多年來(lái)，中短波廣播發(fā)射機(jī)的調(diào)制制式繼六種脈寬調(diào)制（繼六種脈寬調(diào)制（PDM）式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)依）式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)依次由美、德、中、英、蘇所創(chuàng)始、發(fā)展后次由美、德、中、英、蘇所創(chuàng)始、發(fā)展后八十年代初瑞士八十年代初瑞士ABB公司創(chuàng)造了脈沖階梯調(diào)制公司創(chuàng)造了脈沖階梯調(diào)制式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)，簡(jiǎn)稱式調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)，簡(jiǎn)稱ABB式式PSM發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)八十年代中期，美國(guó)哈里斯（八十年代中期，美國(guó)哈里斯（HARRIS）公司）公司發(fā)明了數(shù)字化中波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)發(fā)明了數(shù)字化中波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)八十年代后期，美國(guó)大陸公司研制了新型的八十年代后期，美國(guó)大陸公司研

24、制了新型的PSM發(fā)射機(jī)，在功率開(kāi)關(guān)和音頻控制系統(tǒng)方面發(fā)射機(jī)，在功率開(kāi)關(guān)和音頻控制系統(tǒng)方面做了較多的改進(jìn)做了較多的改進(jìn)PSM發(fā)射機(jī)幾乎集中了六種發(fā)射機(jī)幾乎集中了六種PDM機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，且機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，且有新的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)造有新的優(yōu)點(diǎn)和創(chuàng)造脈階調(diào)制器的基本原理脈階調(diào)制器的基本原理脈階調(diào)制器把主整和調(diào)幅器合二為一并把主整脈階調(diào)制器把主整和調(diào)幅器合二為一并把主整電壓化整為零，即其主整由許多套（電壓化整為零，即其主整由許多套（32、48）低壓整流器串聯(lián)組成低壓整流器串聯(lián)組成每套整流器為三相全波整流電路，其輸出電壓每套整流器為三相全波整流電路，其輸出電壓分別受電子開(kāi)關(guān)所控制分別受電子開(kāi)關(guān)所控制電子開(kāi)關(guān)又受控于直流控制

25、信號(hào)和音頻調(diào)制信電子開(kāi)關(guān)又受控于直流控制信號(hào)和音頻調(diào)制信號(hào)，使被調(diào)級(jí)獲得載波點(diǎn)的直流屏壓和高電平號(hào)，使被調(diào)級(jí)獲得載波點(diǎn)的直流屏壓和高電平的音頻調(diào)制電壓的音頻調(diào)制電壓PSM調(diào)制級(jí)既晶體管化又屬丁類放大，效率調(diào)制級(jí)既晶體管化又屬丁類放大，效率高于乙類調(diào)幅級(jí)和脈寬調(diào)制級(jí)，為高于乙類調(diào)幅級(jí)和脈寬調(diào)制級(jí)，為96%以上以上圖圖4-16 PSM調(diào)制器示意圖調(diào)制器示意圖當(dāng)外電合上時(shí)，當(dāng)外電合上時(shí)，US就加到就加到濾波電容器濾波電容器C上。上。在在t0，所有開(kāi)關(guān)級(jí)被拉開(kāi)，所有開(kāi)關(guān)級(jí)被拉開(kāi)，輸出電路以輸出電路以DF為通路，為通路，A點(diǎn)點(diǎn)壓為零壓為零 在在t1，有一級(jí)，有一級(jí)PSM開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)（任選（任選48級(jí)中的一級(jí)

26、）被合級(jí)中的一級(jí)）被合上，電流經(jīng)上，電流經(jīng)47組組DF到負(fù)載，到負(fù)載，A點(diǎn)電壓為點(diǎn)電壓為1US=700V在在t2，第二個(gè)開(kāi)關(guān)級(jí)（除，第二個(gè)開(kāi)關(guān)級(jí)（除已合開(kāi)關(guān)的任一級(jí)）被合上，已合開(kāi)關(guān)的任一級(jí)）被合上，這時(shí)這時(shí)A點(diǎn)的輸出電壓為點(diǎn)的輸出電壓為2US=1400V同同m(+)=1、m=0和和m(-)=1相相對(duì)應(yīng)的閉合開(kāi)關(guān)數(shù)依次為對(duì)應(yīng)的閉合開(kāi)關(guān)數(shù)依次為40、20和和0為了使部分電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)能保持整體串聯(lián)電路處為了使部分電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)能保持整體串聯(lián)電路處于連通狀態(tài)，每套整流器的直流輸出端還并聯(lián)了空于連通狀態(tài)，每套整流器的直流輸出端還并聯(lián)了空轉(zhuǎn)二極管轉(zhuǎn)二極管DF為了使為了使PSM調(diào)制器輸出的脈沖階梯式音頻

27、調(diào)制信號(hào)調(diào)制器輸出的脈沖階梯式音頻調(diào)制信號(hào)平滑化，在它的總輸出端設(shè)置低通濾波器平滑化，在它的總輸出端設(shè)置低通濾波器一套低壓整流器的直流輸出電壓、電子開(kāi)關(guān)和相應(yīng)一套低壓整流器的直流輸出電壓、電子開(kāi)關(guān)和相應(yīng)的的DF，稱為一級(jí)，稱為一級(jí)PSM開(kāi)關(guān)。開(kāi)關(guān)。48級(jí)的屏壓級(jí)的屏壓PSM開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)，500kW機(jī)載波時(shí)用機(jī)載波時(shí)用20級(jí)級(jí)PSM開(kāi)關(guān)，每級(jí)輸出開(kāi)關(guān)，每級(jí)輸出700V，合成電壓合成電壓14000V；100%調(diào)幅的正峰電壓為調(diào)幅的正峰電壓為214000V，應(yīng)由，應(yīng)由40級(jí)級(jí)PSM開(kāi)關(guān)供電；所剩開(kāi)關(guān)供電；所剩8級(jí)級(jí)PSM開(kāi)關(guān)當(dāng)備份并兼作非對(duì)稱梯調(diào)的開(kāi)關(guān)當(dāng)備份并兼作非對(duì)稱梯調(diào)的 當(dāng)當(dāng)m=1時(shí)，以時(shí)，以4

28、0個(gè)階個(gè)階梯形成的調(diào)制級(jí)輸出電梯形成的調(diào)制級(jí)輸出電壓稱為粗調(diào)幅電壓，它壓稱為粗調(diào)幅電壓，它包含較大的非線性失真，包含較大的非線性失真，通過(guò)低通濾波器濾除主通過(guò)低通濾波器濾除主要的階梯紋波要的階梯紋波 但因低音的中等以上但因低音的中等以上調(diào)幅、中音和一部分高調(diào)幅、中音和一部分高音的低調(diào)幅時(shí)的階梯紋音的低調(diào)幅時(shí)的階梯紋波主頻都處于濾波器的波主頻都處于濾波器的通帶之內(nèi)難以濾除，將通帶之內(nèi)難以濾除，將導(dǎo)致動(dòng)態(tài)載波下浮導(dǎo)致動(dòng)態(tài)載波下浮 用用PDM補(bǔ)償抑制這種補(bǔ)償抑制這種失真并避免載波下浮。失真并避免載波下浮。這種補(bǔ)償稱為細(xì)調(diào)幅這種補(bǔ)償稱為細(xì)調(diào)幅圖圖4-17 PSM調(diào)制級(jí)的輸出電壓（粗調(diào)幅）調(diào)制級(jí)的輸出電

29、壓（粗調(diào)幅）PDM補(bǔ)償脈沖的補(bǔ)償脈沖的幅度等于單級(jí)幅度等于單級(jí)PSM開(kāi)關(guān)的輸出開(kāi)關(guān)的輸出電壓電壓USPDM脈沖寬度正脈沖寬度正比于誤差電壓比于誤差電壓PDM脈沖串通過(guò)脈沖串通過(guò)48個(gè)開(kāi)關(guān)級(jí)產(chǎn)生個(gè)開(kāi)關(guān)級(jí)產(chǎn)生PDM脈沖開(kāi)關(guān)頻脈沖開(kāi)關(guān)頻率率fC=70120kHz，在高音，在高音頻段，頻段，fc可隨調(diào)可隨調(diào)制信號(hào)的頻率和制信號(hào)的頻率和幅度升高而升高幅度升高而升高圖圖4-18 PDM補(bǔ)償（細(xì)調(diào)制）圖解補(bǔ)償（細(xì)調(diào)制）圖解 fC及其諧波，由調(diào)制器輸出端的低通濾波器濾除及其諧波，由調(diào)制器輸出端的低通濾波器濾除4-4 數(shù)字調(diào)幅數(shù)字調(diào)幅一、基本原理簡(jiǎn)介一、基本原理簡(jiǎn)介數(shù)字化調(diào)幅（數(shù)字化調(diào)幅（DIGITAL AMP

30、LITUDE MODULATION）發(fā)射機(jī)簡(jiǎn)稱發(fā)射機(jī)簡(jiǎn)稱DAM美國(guó)哈里斯（美國(guó)哈里斯（HARRIS）公司于八十年代后期發(fā)明）公司于八十年代后期發(fā)明所有發(fā)射功率等級(jí)的機(jī)器都晶體管化，只是中波機(jī)所有發(fā)射功率等級(jí)的機(jī)器都晶體管化，只是中波機(jī)已經(jīng)系列化，已經(jīng)系列化，DX，DX后面的數(shù)字表示標(biāo)稱發(fā)射功率：后面的數(shù)字表示標(biāo)稱發(fā)射功率：DX-5、DX-10、DX-25、DX-50、DX-100、DX-200、DX-300、DX-600和和DX-1000DX系列的發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)積木化，不同功率等級(jí)發(fā)射機(jī)的系列的發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)積木化，不同功率等級(jí)發(fā)射機(jī)的在于射頻功率放大器模塊總數(shù)和單塊功率不同在于射頻功率放大器模塊總數(shù)

31、和單塊功率不同直接用數(shù)字化音頻控制信號(hào)在射頻末級(jí)高電平調(diào)幅。主整、直接用數(shù)字化音頻控制信號(hào)在射頻末級(jí)高電平調(diào)幅。主整、調(diào)制器和射頻功放三合一調(diào)制器和射頻功放三合一圖圖4-24 DX-600系統(tǒng)方框圖系統(tǒng)方框圖 DX-600由三部由三部DX-200并機(jī)組成。并機(jī)組成。 PB-200的直流電源、的直流電源、音頻處理和轉(zhuǎn)換、音頻處理和轉(zhuǎn)換、射頻放大和合成以射頻放大和合成以及監(jiān)控系統(tǒng)等，都及監(jiān)控系統(tǒng)等，都是獨(dú)立的是獨(dú)立的 并機(jī)柜中有并機(jī)設(shè)并機(jī)柜中有并機(jī)設(shè)備、總監(jiān)控設(shè)備備、總監(jiān)控設(shè)備 為保證為保證3個(gè)射頻相個(gè)射頻相位一致，使總輸出位一致，使總輸出功率為單個(gè)的功率為單個(gè)的3倍，倍，3個(gè)功率單元共用一個(gè)功率

32、單元共用一臺(tái)晶體振蕩器，每臺(tái)晶體振蕩器，每個(gè)個(gè)PB-200都設(shè)有相都設(shè)有相位調(diào)整器位調(diào)整器“”。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字化調(diào)幅發(fā)射機(jī)取消了高電平音頻數(shù)字化調(diào)幅發(fā)射機(jī)取消了高電平音頻功放，而且所有射頻功放都是功放，而且所有射頻功放都是D類開(kāi)關(guān)放大器，類開(kāi)關(guān)放大器，所以整機(jī)效率高于其它調(diào)制制式的發(fā)射機(jī)所以整機(jī)效率高于其它調(diào)制制式的發(fā)射機(jī)量化噪聲遠(yuǎn)小于量化噪聲遠(yuǎn)小于PSM發(fā)射機(jī)，所以它的失真發(fā)射機(jī)，所以它的失真度最小，音質(zhì)更好度最小，音質(zhì)更好數(shù)字化發(fā)射機(jī)的射頻、音頻以及控制系統(tǒng)的數(shù)字化發(fā)射機(jī)的射頻、音頻以及控制系統(tǒng)的絕大多數(shù)電路都實(shí)現(xiàn)了晶體管化，工作于長(zhǎng)絕大多數(shù)電路都實(shí)現(xiàn)了晶體管化，工作于長(zhǎng)壽命器件和低電壓

33、范圍內(nèi)壽命器件和低電壓范圍內(nèi)保安系統(tǒng)很完善，有較高的安全可靠性保安系統(tǒng)很完善，有較高的安全可靠性缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：價(jià)格貴；監(jiān)控電路復(fù)雜；等壓功放模價(jià)格貴；監(jiān)控電路復(fù)雜；等壓功放模塊的平均負(fù)載功率互不相等，出入較大塊的平均負(fù)載功率互不相等，出入較大DX-200由由220個(gè)等壓個(gè)等壓功放模塊和功放模塊和4個(gè)二進(jìn)制個(gè)二進(jìn)制功放模塊組成功放模塊組成等壓功放模塊是等壓階等壓功放模塊是等壓階梯射頻電源梯射頻電源-大臺(tái)階大臺(tái)階二進(jìn)制功放模塊是補(bǔ)償二進(jìn)制功放模塊是補(bǔ)償階梯的射頻電源等壓階階梯的射頻電源等壓階梯梯, 也叫小臺(tái)階也叫小臺(tái)階除小臺(tái)階外，還有除小臺(tái)階外，還有PDM補(bǔ)償補(bǔ)償確定載波電平的直流控確定載波電平的直

34、流控制信號(hào)和調(diào)制的模擬音制信號(hào)和調(diào)制的模擬音頻控制信號(hào)，經(jīng)頻控制信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換變成換變成12位數(shù)字化信號(hào)，位數(shù)字化信號(hào)，再經(jīng)調(diào)制編碼器獲得相再經(jīng)調(diào)制編碼器獲得相應(yīng)邏輯信號(hào)去控制射頻應(yīng)邏輯信號(hào)去控制射頻功放模塊通數(shù)多少功放模塊通數(shù)多少晶體用一備一，互相轉(zhuǎn)換晶體用一備一，互相轉(zhuǎn)換作為射頻信號(hào)源的晶體振蕩器通過(guò)接口電路緩沖放作為射頻信號(hào)源的晶體振蕩器通過(guò)接口電路緩沖放大器相連大器相連接口電路包含射頻移相電路和射頻檢測(cè)電路。用于接口電路包含射頻移相電路和射頻檢測(cè)電路。用于調(diào)整射頻信號(hào)的相位和輸出信號(hào)的檢測(cè)調(diào)整射頻信號(hào)的相位和輸出信號(hào)的檢測(cè)當(dāng)輸出偏低越限時(shí)，除發(fā)出顯示信號(hào)外，還將故障當(dāng)輸出偏低越限

35、時(shí)，除發(fā)出顯示信號(hào)外，還將故障檢測(cè)信號(hào)傳到切斷射頻功放的或門，以便在前級(jí)故檢測(cè)信號(hào)傳到切斷射頻功放的或門，以便在前級(jí)故障時(shí)封鎖后級(jí)。障時(shí)封鎖后級(jí)。3.2 緩沖放大器緩沖放大器把接口電路的射頻信號(hào)輸出電平峰峰值5V放大到2530V峰峰值緩沖放大器有兩路，它們的輸入端和接口電路輸出端并聯(lián)，兩路輸出分別接向主、備用前置激勵(lì)器。3.1 晶振及其接口電路晶振及其接口電路3.3 前置激勵(lì)器前置激勵(lì)器放大，推動(dòng)放大，推動(dòng)14個(gè)射頻激勵(lì)器（個(gè)射頻激勵(lì)器（D1D14）主、備用，輸入端分別與緩沖放大器相連，輸出接輸出變壓器主、備用，輸入端分別與緩沖放大器相連，輸出接輸出變壓器3.4 射頻激勵(lì)級(jí)射頻激勵(lì)級(jí)14個(gè)放大

36、器，輸出先由激勵(lì)合成器合成，再由激勵(lì)分配器分個(gè)放大器，輸出先由激勵(lì)合成器合成，再由激勵(lì)分配器分14路輸出到射頻功放路輸出到射頻功放前置激勵(lì)器、射頻激勵(lì)器和前置激勵(lì)器、射頻激勵(lì)器和224個(gè)射頻功放電路相同，可以互換個(gè)射頻功放電路相同，可以互換3.5 射頻功率放大級(jí)射頻功率放大級(jí)有有224個(gè)射頻功率放大器（射頻功放模塊）個(gè)射頻功率放大器（射頻功放模塊）220個(gè)為等壓功放個(gè)為等壓功放-大臺(tái)階放大器大臺(tái)階放大器4個(gè)補(bǔ)償功放個(gè)補(bǔ)償功放-二進(jìn)制小臺(tái)階放大器二進(jìn)制小臺(tái)階放大器直流、音頻和超音頻三角波組成的復(fù)合信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和調(diào)制直流、音頻和超音頻三角波組成的復(fù)合信號(hào)，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換和調(diào)制編碼器變成控制信號(hào)，用

37、于開(kāi)通相應(yīng)數(shù)量的射頻功放，疊加后的編碼器變成控制信號(hào)，用于開(kāi)通相應(yīng)數(shù)量的射頻功放，疊加后的電平正好同那個(gè)瞬時(shí)要求的射頻電平相同電平正好同那個(gè)瞬時(shí)要求的射頻電平相同射頻功放在一定時(shí)段內(nèi)輸出就是含有量化臺(tái)階的調(diào)幅波射頻功放在一定時(shí)段內(nèi)輸出就是含有量化臺(tái)階的調(diào)幅波3.6 射頻功率合成器射頻功率合成器13個(gè)主合成器和個(gè)主合成器和1個(gè)二進(jìn)制合成器個(gè)二進(jìn)制合成器通過(guò)各個(gè)射頻放大器各自的輸出變壓器相加合成通過(guò)各個(gè)射頻放大器各自的輸出變壓器相加合成含有量化臺(tái)階的調(diào)幅波是從射頻功率合成器輸出的含有量化臺(tái)階的調(diào)幅波是從射頻功率合成器輸出的3.7 輸出網(wǎng)絡(luò)輸出網(wǎng)絡(luò)輸出網(wǎng)絡(luò)由組合帶通濾波器輸出網(wǎng)絡(luò)由組合帶通濾波器“”形匹配器組成形匹配器組成把射頻功率合成器把射頻功率合成器8輸出阻抗變換為輸出阻抗變換為42，濾去量化，濾去量化臺(tái)階臺(tái)階3.8 音頻信號(hào)處理器音頻信號(hào)處理器將音頻信號(hào)疊加直流、超音頻三角波信號(hào)成復(fù)合信號(hào)將音頻信號(hào)疊加直流、超音頻三角波信號(hào)成復(fù)