短波調幅發(fā)射機設計

1、 桂林電子科技大學畢業(yè)設計(論文)報告用紙 摘 要從模擬調幅廣播發(fā)展為數(shù)字調幅廣播的必然性入手，分析了數(shù)字調幅廣播的系統(tǒng)結構；通過比較三種初具雛形的數(shù)字調幅廣播系統(tǒng)的實現(xiàn)方案及其優(yōu)缺點，提出了適合我國國情的數(shù)字AM實現(xiàn)途徑。關鍵詞：數(shù)字調幅廣播單載波模式多載波模式Abstract This paper discusses the necessity of analog AM broadcast to be replaced by digital AM broadcast，and analyzes the system and structure of digital AM broadcastT

2、hen a scheme suitable to China to develop digital AM broadcast is brought out through comparison of implementation，advantages and disadvantages of three prototype digital AM broadcast systems being testedKey words: Digital；AM broadcast；Singlecarrier mode；Multicarrier mode目 錄引言 11 模擬調幅廣播發(fā)展11.1 數(shù)字調幅廣播

3、的構成21.2 發(fā)射機的構成31.3 發(fā)射機的分類41.4 數(shù)字AM分類 52 短波廣播信號特征62.1 信號特征62.2 場強測量62.3 短波場強測量82.4 中短波廣播場強儀的要求92.5 短波廣播場強儀93 發(fā)射機調制器及故障處理103.1 無線電發(fā)射機輸出的射頻信號功率 113.2 調制器與電視發(fā)射機的故障修理 113.3 調制器輸出圖像和伴音有干擾的故障排除 123.4 從模擬升級至數(shù)字的發(fā)射機 124 模擬和數(shù)字的區(qū)別124.1 模擬和數(shù)字的分析 134.2 不同的放大方法 144.3 模擬發(fā)射機向數(shù)字升級的簡便方案 144.4 模擬和數(shù)字工作用的激勵器 154.5電源和RF功放

4、的考慮 155 短波調幅發(fā)射機的工作原理圖 165.1 元件清單 165.2 調幅工作原理 175.3 焊接電路 175.4 制作過程 175.5 電路的調試 185.6 短波調幅發(fā)射機 186 結論19謝辭21參考文獻22附錄23引言社會進步的發(fā)展，隨著電子技術的進展，我國無線電廣播始于20世紀20年代，板調發(fā)射機一直居主導地位。直至80年代，我國先后引進脈寬調制和脈階調制發(fā)射機。到了90年代，先后引進了數(shù)字調制，幅相調制和數(shù)字直接驅動發(fā)射機。我國廣播電視工業(yè)部門對引進設備進行消化，吸收和研制后，現(xiàn)己批量生產，為我國70年代以前使用的板調發(fā)射機的更新改造奠定了基礎。 目前，我國板調發(fā)射機正處

5、于新老交替的時期，老式板調機還沒有完全被更新，仍在正常運行。即使更新成為新型發(fā)射機，它們仍屬于板調范疇。這說明板調作為一種調制方式還沒有廢除。另外，新型發(fā)射機己經(jīng)基本實現(xiàn)了固態(tài)化，惟獨在大功率短波發(fā)射機的高末級仍使用電子管或陶瓷四極管。鑒于目前的實際情況，本論文系統(tǒng)地講述了新技術基礎理論的同時，也講述了有關板調及電子管方面的基礎理論。考慮到作為論文，盡量避開繁瑣的數(shù)學推導，通俗易懂，同時介紹了豐富的實際維護經(jīng)驗有利于提高廣播發(fā)射臺維護技術人員的維護測試和處理故障能力，增強技術安全意識。此處，還介紹了地面短波調頻發(fā)射機和調波段的數(shù)字音頻廣播，對了解國內外聲音廣播的發(fā)展方向有所幫助。 1 模擬調幅

6、廣播發(fā)展 世界上約有26億臺家用收音機，收音機之所以如此普及，是由于模擬調幅廣播具有下列優(yōu)點：（1）接收機結構簡單、價格便宜；（2）是一種高效、經(jīng)濟地獲得大面積廣播覆蓋的手段，特別是可實現(xiàn)遠距離的覆蓋；（3）150kHz30MHz的AM頻段是一個寶貴的頻率資源。 然而，隨著電子技術的日新月異，人們的視線逐漸地從收音機轉向電視機等媒體，這不僅是因為后者能比前者獲得更多的信息量和更強的感官刺激，還在于模擬調幅廣播本身存在某些固有的缺陷：（1）音質不如調頻、有線電視、衛(wèi)星等傳播媒體；（2）短波主要依靠電離層傳播，傳輸不穩(wěn)定，而且有較嚴重的衰落和失真。中波夜間也受電離層的影響，產生衰落失真區(qū)；（3）受

7、太陽黑子數(shù)、季節(jié)、早晚等因素影響，在某一路的傳播路徑中，可用的頻段、時段均受到限制；（4）隨著電臺數(shù)目的日益增加，各臺之間的相互干擾十分嚴重，頻段擁擠，發(fā)射機功率不斷提高；（5）發(fā)射臺的運行費用隨功率增大而提高；（6）模擬雙邊帶調幅方式工作，占用的頻帶寬。由于模擬調幅廣播質量較差（尤其是短波廣播），在與FM，DAB，CATV，衛(wèi)星廣播和因特網(wǎng)以及其它媒介和新的廣播制式的競爭中，處于明顯的劣勢地位，聽眾越來越少，甚至在世界一些地方出現(xiàn)減少使用短波和全國性中波廣播的趨勢。對此，廣播機構和研究機構十分關注，努力尋求新的途徑，使AM頻段的廣播獲得新生。為了克服模擬調幅的缺點，充分利用中短波頻段，實現(xiàn)對

8、全球極為有效而經(jīng)濟的覆蓋，采用數(shù)字調幅廣播是必由之路。相比模擬調幅廣播而言，數(shù)字調幅廣播具有以下優(yōu)點：（1）顯著地改進AM頻段信號傳送的總體可靠性和音質；（2）大幅度降低AM廣播的發(fā)射功率需求量；（3）能夠提供附加業(yè)務和數(shù)據(jù)傳輸。1.1 數(shù)字調幅廣播的構成目前，世界范圍內存在著三個還處于試驗階段的數(shù)字調幅廣播系統(tǒng)：（1）德國電信局和德律風根公司聯(lián)合開發(fā)的TTM(TelefunkenTelekom Multicast System)系統(tǒng)；（2）法國Thomcast公司研制的天波2000(Skywave 2000)系統(tǒng)；（3）美國之音和噴氣推進實驗室的VOAJPL系統(tǒng)B。按傳輸模式分，數(shù)字調幅廣播

9、可分為單載波模式（串行數(shù)字調制、串行傳輸）和多載波模式（并行數(shù)字調制、并行傳輸）。在以上三種系統(tǒng)中，（1）和（3）屬于單載波模式，（2）屬于多載波模式。 圖1單載波模式和多載波模式的數(shù)字結構比較串行傳輸時符號切換的速度是并行傳輸?shù)腘倍，或者說，符號的持續(xù)期是并行傳輸?shù)?N。即并行傳輸每個窄的子信道的數(shù)據(jù)率為串行傳輸?shù)?N,而全部子信道的數(shù)據(jù)率等于串行傳輸方式的數(shù)據(jù)率。在串行傳輸中，周期性地插入測試序列，而在并行傳輸中周期性地插入保護間隔。測試序列具有下列功能：（1）同步、頻率控制、相位控制和定時；（2）電平控制、信道估計、自適應均衡、載波抑制、信道帶寬設定、比特差錯測量、（分級）調制電平的確定

10、、模擬和數(shù)字傳輸?shù)那袚Q。保護間隔主要用于抗多徑傳播引起的誤碼失真。以下分別以TTM系統(tǒng)和天波2000系統(tǒng)作為這兩種模式的代表，介紹數(shù)字調幅廣播的系統(tǒng)結構。1.2 發(fā)射機的構成圖2所示是TTM系統(tǒng)試驗所使用的數(shù)字大功率發(fā)射機框圖。在原有AM發(fā)射機的基礎上，增加的設備主要是數(shù)字調制器。數(shù)據(jù)信號經(jīng)調制后，分離成振幅信號（包絡信號）和相位信號。振幅信號對脈沖寬度信號進行調制（PDM），PDM信號經(jīng)放大、濾波與高頻相位信號合成。相位信號分成一對正交的相位信號cos（t）和sin（t），再分別與振蕩器輸出的正交的載波（0°和90°）相乘（調制），得到兩個正交的I分量和Q分量。I與Q相加

11、，形成高頻相位信號，放大后與PDM信號一起進入高頻通道，進行變頻、放大、濾波，經(jīng)天線發(fā)射出去。圖2TTM系統(tǒng)發(fā)射機框圖通過上述方式，可以很容易使模擬AM發(fā)射機的所有AF和RF部分都保持不變，必要時，還可以重新退回到模擬AM傳輸。圖3是天波2000系統(tǒng)的發(fā)射機框圖。音頻數(shù)據(jù)源可以是激光唱盤CD，也可以是數(shù)字錄音機DAT，以一定的傳輸速率送至信源編碼器，按MPEG2 layer3標準進行壓縮編碼。編碼后的數(shù)字信號通過數(shù)字調制器和模擬信號混合，再經(jīng)激勵器和天線發(fā)射出去。在模擬調幅廣播向數(shù)字調幅廣播的過渡時期結束后，可以精簡掉混合器，直接發(fā)送數(shù)字信號。圖3天波2000系統(tǒng)發(fā)射機框圖 由于中、短波頻段帶

12、寬窄，可用載波數(shù)目少，為了適應現(xiàn)在和將來對帶寬、比特率和保護等級的不同要求（接收機可以不必跟著改變就能適應這種變化），天波2000系統(tǒng)對信道編碼采用了增量結構：規(guī)定一個核心組(KernelGroup)，傳輸基本信息（包括音頻和控制信號）；另帶若干個附加組 （AdditionalGroup），傳輸附加的音頻信息和數(shù)據(jù)信息。附加組的數(shù)目可視頻道帶寬而定。發(fā)射機及其相關設備方框，節(jié)目傳送機房可以通過衛(wèi)星，微波，短波等方式，接收廣播節(jié)目信號，送往調度室。調度室的任務是統(tǒng)一控制發(fā)射臺節(jié)目種類，各發(fā)射機的使用頻率，天線方位，并進行監(jiān)測監(jiān)聽。廣播發(fā)射機安裝在發(fā)射機房內，每個機房可能有幾部發(fā)射機。一個發(fā)射臺可

13、能有幾個發(fā)射機房。發(fā)射天線將射頻電流變成電磁波，并向空間輻射。一部發(fā)射機可以切換使用多個方向的天線。為了提高天線的發(fā)射效率，在天線場區(qū)要埋設輻射狀地網(wǎng)。電源系統(tǒng)包括交流電源和直流電源。交流電源主要供給各整流器，動力設備，電控系統(tǒng)，照明。直流電源主要供給節(jié)目傳送機房，廣播發(fā)射機，微機控制，調度室。通過微機控制實現(xiàn)發(fā)射機及其相關設備的自動開關機，工作狀態(tài)參數(shù)自動巡檢，打印，故障報警，倒備機，自動調諧。發(fā)射機大功率電子管及其相關元器件需要進行水冷或風冷，保護它們正常運行。如圖4所示圖4 調幅發(fā)射機原理方框圖1.3 發(fā)射機分類（1）按工作頻段劃分：段 號頻段名稱頻率范圍波段名稱波長范圍1極低頻3-30

14、HZ極長波100-10Mm2超低頻30-300HZ超長波10-1Mm3特低頻300-3000HZ特長波1000-100km4甚低頻VLF3-30KHZ甚長波100-10km5低頻LF30-300KHZ長波10-1km6中頻MF3-30 MHZ中波1000-100m7高頻HF30-300 MHZ短波100-10m8甚高頻VHF300-3000 MHZ米波10-1m9特高頻UHF300-3000MHZ分米波10-1dm10超高頻SHF3-30GHZ厘米波10-1cm11極高頻EHF3-300GHZ毫米波10-1mm12至高頻300-3000GHZ亞毫米波1-0.1mm無線電頻段和波段劃分示表1-1

15、中波廣播發(fā)射機的頻率范圍為526.5-1605.5kHz,波長為570-187m，短波廣播發(fā)射機的頻率范圍為3.2-26.1MHZ,波長為9.38-11.5m。（2）按功率等級劃分 大功率發(fā)射機是指單機輸出功率在50KW以上的發(fā)射機。目前，我國使用的有50KW、100KW、150KW、200KW、250KW、500KW、等大功率發(fā)射機。中小功率發(fā)射機是指單機輸出功率小于50KW的發(fā)射機。現(xiàn)在運行的有15KW、10KW、7.5KW、1KW等中小功率發(fā)射機。（3）按調制方式劃分調幅方式有柵極調制、簾柵極調制、板極調制、自動板極調制，其中板極調制應用最廣。由于音頻加工方式不同，板極調幅又可分為乙類板

16、極調制、脈沖寬度調制、脈沖階梯調制、單邊帶調制、等四種調制方式將調制方式切換開關S切換至位置1，即為乙類板極調制：S切換至位置2，即為為脈寬度調制。在串饋脈寬調制發(fā)射機中，還可以實現(xiàn)浮動載波控制。S切換至位置3，即為脈沖階梯調制：S切換至位置3，再拔動機器面板上的工作方式選擇開關至SSB位置，即為單邊帶調制。近年來又出現(xiàn)了數(shù)字調制、幅相調制、3D等新型調制方式。（4）按廣播方式劃分 為提高中波廣播覆蓋率，采用同步廣播方式。所謂同步廣播，就是用兩臺或兩臺以上的發(fā)射機，使用同一頻率，播出同一節(jié)目，進行同步播音的廣播方式。 采用同步廣播，可以減少每套節(jié)目所占用的頻率數(shù)，減輕了中波頻率的擁擠。此處，還

17、可以提高由于中長波繞射和天線傳播所造成的各種頻率相互干擾的抵抗能力。 同步廣播制式分為相位同步制和頻率同步制。相位同步制的特點是在同步網(wǎng)內各發(fā)射機的載頻由同一標準頻率變換而得，同步網(wǎng)要求各載各載頻保持嚴格同步。 頻率同步制要求用標頻信號進行校頻，各發(fā)射臺必須設置高穩(wěn)定度的晶體振蕩器，并定時與標頻校準。傳送標頻的方法有幾種，有的用調頻發(fā)射機播發(fā)18KHZ的標頻，有的用視頻信號中的行同步信號作為標頻，有的利用電纜、微波、衛(wèi)星傳送標頻，特別是通過衛(wèi)星傳送的電視信號，可以在全國的范圍內使用同一標頻校頻，以滿足各同步臺頻散關系差為0.015HZ的要求。國際電聯(lián)規(guī)定，中波頻率間隔為9KHZ，故我國采用4.

18、608MHZ穩(wěn)定度為5 X 10/日數(shù)量級的晶振作為各同步臺的振蕩信號源，選用4.608MHZ時，經(jīng)過512次分頻，即可得到9KHZ，通過倍頻很容易得到發(fā)射機所需要的中波頻率。1.4 數(shù)字AM優(yōu)點（1）大幅度降低AM廣播的功率；（2）顯著提高AM波段信號傳送的音質；（3）大大改進AM波段信號傳送的可靠性；（4）可以在9KH或10KHZ帶寬內，傳送一個模擬信號，一個數(shù)學信號，實現(xiàn)同播逐步向全數(shù)字過渡；（5）可以充分利用現(xiàn)有中短波頻譜資源；（6）對現(xiàn)有的中短波廣播發(fā)射機可以采用數(shù)字AM廣播技術進行改造；（7）能夠提供附加業(yè)務和數(shù)據(jù)傳輸；（8）數(shù)字AM廣播頻率在30MHZ以下，穿透能力和繞射能力很強

19、，其覆蓋范圍大，且適合于移動接受和便攜接收；如前所述，DAB-T技術復雜，接收機價格昂貴，頻譜資源匱乏，覆蓋范圍小，在我國難于推廣。DAB-S和NICAM-728目前僅限于作節(jié)目傳送用，而不能便攜接收聽。將來利用直播衛(wèi)星進行DAB，就可以使廣播節(jié)目直接到戶，因此，數(shù)字音頻廣播必須向頻譜資源豐富的中短波廣播方面發(fā)展，占領這塊陣地，使中短波廣播從模擬向數(shù)學化過渡?，F(xiàn)在世界上主要有兩大數(shù)字AM試驗系統(tǒng)；一個是以德國電信為代表的串行單載波數(shù)字音樂波試驗，另一個是以法國Thomcast為代表的并行多載波天波2000試驗系統(tǒng)，但1999年3月，兩大系統(tǒng)在德國Fraunhofer研究所的實驗室進行了系統(tǒng)測試

20、，各個系統(tǒng)測試均很成功，隨后兩大系統(tǒng)宣布，將集中力量并與世界數(shù)字言語廣播組織其他成員一起開發(fā)出一個最佳的DRM通用標準，計劃2003年底提出，供國際組織討論。德國電信的試驗系統(tǒng)在進行模數(shù)同播時所占用的頻譜比模擬FM寬，需要占用鄰頻道，必須有空閑的鄰頻道供使用，否則將與鄰頻電臺互相干擾，這將限制該系統(tǒng)的推廣使用。據(jù)悉，數(shù)字AM的統(tǒng)一技術標準將以法國的方案為基礎。2 短波廣播信號特征2.1 信號特征短波廣播是指頻率為99.8KHz1000MHz范圍內的音頻調幅（FM）廣播，至于調頻廣播不是本文研討范圍。調幅廣播是將音頻信號調制到載波頻率上，通過發(fā)射機的天線輻射到空中，在電臺的覆蓋范圍，我們都可以用

21、收音機收到廣播的聲音。調幅波的傳播，調制信號的特征（如調制度、失真等）不是本文討論的范圍，我們研究的是廣播電臺輻射的調幅信號在各個空間的電場強度，那么我們關心如下幾個問題。（1）頻率范圍在我國調幅廣播只采用中波和短波頻段，不使用長波頻段，其頻率范圍如下：中波：5261606KHz ，短波：2.326MHz（2）頻率間隔 我國家標準為9KHz，這主要考慮到收音機中頻為465 KHz，帶寬一般在4.56KHz左右。（3）靈敏度 一般收音機靈敏度為3mV/m，中級型為1mV/m，高級收音機為0.1mV/m2.2 場強測量場強是指單位長度的天線在空中某點處感應電信號的大小，其單位是微伏/米（V/m），

22、而不是電壓或電平單位V、V或dBV、dBm。場強測試如圖1所示，天線在空中某點處與被測信號極化方向相同時，取得最大感應信號，通過電纜傳到電平表輸入端口，根據(jù)電平表讀出之電平值就是可測得場強值E，如式5所示。 E=Er+K+Lf (dBV/m) -（1） 其中： E場強值； Er電平表輸入端口電平值； K天線系數(shù)（dB） Lf 連接電纜損耗值 （dB） (圖5)中短波場強儀示意2.3 短波場強測量（1)頻率及選擇性要測試中波廣播的場強，首先是頻率范圍在0.526MHz是不言而喻的問題,值得討論的是它應該將只有9KHz間隔的每一個廣播信號測出來,也就是說場強儀的選擇特性應6KHz左右,如圖6所示.

23、在有些儀器雖然它的選擇性可以達到9KHz(即對儀器來說中頻帶寬為6KHz),可是儀器的讀數(shù)分辨率較大,也難以讀出來,因此要調諧讀數(shù)分辨率（或稱調諧步進）小于1KHz。還有,在此頻率段也可以有其他信號被搜索出來,故還需解調出音頻信號，聽到聲音,這樣便可辯明是調幅廣播,并判斷我轄區(qū)內有那些調幅廣播,是否有非法廣播信號。 圖6 中波廣播場強示意圖（2）天線 對于天線來說，它首先應滿足中波的頻率范圍0.526MHz，并能給出天線系數(shù)K的測量天線。中波天線不少，但能給出天線系數(shù)的不多，最好天線系數(shù)是一個常數(shù)，不用查曲線。如果連接電纜線長度在13m長，則衰減值可忽略不計。那么場強則為電平表讀數(shù)加上天線系數(shù)

24、的一個固定值，如30900A天線系數(shù)為20dB, 則場強值為電平讀數(shù)加20dB。無需復雜計算，非常方便。 型號頻率范圍天線系數(shù)K內置衰減器阻抗特性30900150KHz30MHz20dB±1dB20dB50方向性、環(huán)形，內置補償放大器3080010KHz30MHz0dB10、20、30dB50無方向性、鞭狀，內置補償放大器表1 中短波測量天線適合上述要求的天線如表1中兩種，它們各有特點。30800鞭狀天線天線系數(shù)為0dB，則測量時讀出電平表值即為場強值，無需任何計算，只將單位由電平表的V變成V/m, 測量場強很方便，但這種天線沒有方向性，這樣要尋找電臺方位有困難。30900A環(huán)形天線

25、有方向性，但每次需將電平表讀數(shù)加20dB才是場強值，我們可以當這20dB是天線的衰減值。它們用同樣電平表組成場強儀時，鞭狀天線靈敏度要高20dB。如IC-R75在測量AM信號時靈敏度為5.6V,那么用30800則可將空中5.6V/m的場強搜索出來。而對于場強5.6V的空中信號用30900A天線則感應到IC-R75上的信號測量0.56V，顯然無法測量，要使它能測量的最小信號應是5.6V加20dB，即為56V。由此可見，用同樣電平表，由30800天線組成的場強儀比30900A組成場強儀靈敏度高20dB（既10倍），但前者無方向性，后者有方向性。（3）靈敏度中短波收音機靈敏度一般是3mV/m，最好的

26、是0.1mV/m，即最好的靈敏度為100V/m或40dBV/m。為保證搜索中短波信號，場強儀的靈敏度應優(yōu)于35 dBV/m，約56V/m。 對于廣播電臺來說，它關心的是自己的臺在規(guī)定的是覆蓋范圍內，各處的場強有多大，它要求能測出自己信號場強即可，則不需要求場強儀有方向性。而對于空中信號管理部門，它必須測量在自己轄區(qū)內，中短波頻段有些什么信號，一旦搜索到非法信號就要準確地測定方向，找出發(fā)射地點，這就必須要求場強儀具有方向性，即選用具有方向性的環(huán)形天線。2.4 中短波廣播場強儀的要求綜合上述，對中短波廣播場強儀要求如下：頻率范圍：500KHz26MHz調諧步進：1KHz，或1KHz的分數(shù)(如：0.

27、1，0.2，0.3)選擇性：6 KHz左右（6dB帶寬）靈敏度：<35 dBV/m監(jiān)聽：在測量中能監(jiān)聽到調幅廣播聲音方向性：采用定向天線2.5 短波廣播場強儀中短波廣播相對于突飛猛進，瞬息萬變的其它電子行業(yè)來說已成為“冷門”，因此專門為它的測試儀器來說越來越少。再則，測量儀器本身就是多品種少數(shù)量的行業(yè)，為了它本身的發(fā)展，測量儀器也盡量追求大批量多功能、多用途，擴大使用范圍，降低成本，開拓市場。因此我們要從眾多有關場強方面的儀器中選擇最適合中短波場強測量及空中管理的儀器，不但要有好的性能，而且還有便宜價格，這是一個值得探討的問題。我們認為選用IC-R75、IC-R8500測試接收機配置合適

28、天線組成中短波廣播場強儀是最佳選擇。它們的主要指標見表2, 型號頻率范圍調諧步進選擇性靈敏度AF監(jiān)聽調制方式IC-R750.0360MHz1、10、100Hz1、5、625、9、10、20、25、100KHz6KHz/6dB20KHz/50dB5.6V(0.1-1.8MHz)1.6V(1.8-30 MHz)有CW、SSB、AM、S-AM、FM、RTTYIC-R85000.12000MHz10、50、100Hz1、25、5、9、10、125、20、25、100 KHz5.5KHz/6dB6.3V(0.1-0.5 MHz)13V(0.5-1.8 MHz)2.5V(2-2000 MHz) 

29、有 CW、SSB、AM、AM-N、AM-W、FM、WFM表2 中短波測試接收機（電平表）表2只列出它們與中短波調幅廣播有關技術指標，它還可以測量載波（CW）、單邊帶（SSB）、調頻（FM）信號。對于調頻廣播來說，IC-R75雖然能測FM，但頻率上有60MHz ，不能滿足87-109 MHz 的要求，這時可選用IC-R8500最適合,或參閱電視信號場強測量中管理一文所推薦的儀器， (1)基本型:IC-R75+30900A(2)有方向性、靈敏度56V/m，（35dBV/m） 價格便宜。(3)AM/FM基本型：IC-R8500+ 30900+900E（40-220 MHz天線）有方向性、靈

30、敏度63V/m，（36dBV/m） 價格高(4)AM/FM高靈敏度型：IC-R8500+ 30800+900E 無方向性、靈敏度6.3V/m，（15dBV/m）(5).定性測量型：采用AH-7000天線配IC-R75或IC-R8500。3 發(fā)射機調制器及故障處理一臺鞍山生產的STV-1.0-II型全固態(tài)米波1千瓦的電視發(fā)射機開機無伴音，但工作半小時后重新開關機，伴音就正常了。剛開始時多次開關機伴音能正常工作，到后來用多次開關機的方法也沒有伴音，而圖像一直正常。中國衛(wèi)視資訊網(wǎng)    經(jīng)過檢查分析，無伴音故障可能出在調制器部分。音頻指示發(fā)光二極管工作指示正常

31、，由此證明音頻信號已送入調制器內。中頻調制器是將來自電視中心的視頻信號和音頻信號分別調制在圖像中頻載波38MHz上和伴音中頻載波30.5MHz上，輸出額定電平的已調波圖像中頻信號和伴音中頻信號。中國衛(wèi)視資訊網(wǎng)    中頻調制器由視頻AGC電路、圖像調制器、殘余邊帶、濾波器、伴音調制板、伴音同頻板和電源以及控制顯示系統(tǒng)組成，其中伴音調制板和伴音同頻板組成頻率合成器，產生各種制式發(fā)射機所需要的伴音中頻信號。該中頻調制器還有一個特殊功能，即取視頻信號中的同步頭信號作為開關發(fā)射的信號。如果沒有視頻輸入，發(fā)射機就不能開機。 根據(jù)此故障現(xiàn)象和相關檢查結果的分析，發(fā)現(xiàn)

32、伴音調制板已壞。因一時無替換板，又不能停機，所以我們就用有線調制器替代之，取得了滿意的效果，起到了應急作用 具體的改裝方法如下：首先找來一臺好的有線調制器，調制器的輸出頻道要和發(fā)射機的工作頻道相同。將原來輸入發(fā)射機的音頻線接到有線調制器的音頻插孔口上，把微波接收機出來的視頻線分成兩根，一根接到原發(fā)射機的調制器上，另一根接到有線調制器的視頻輸入上。接此視頻線的目的是取視頻同步頭，從而啟動發(fā)射機工作。否則，發(fā)射機不能啟動。打開發(fā)射機調制器，取下原發(fā)射機振蕩混頻器，把有線調制器的射頻輸出接到1W功率放大器的輸入口上，并把調制器的輸出電平電位器調到最小。接通信號源開啟發(fā)射機使之工作，邊看發(fā)射機功率表邊

33、調試有線調制器、輸出電平電位器，使發(fā)射機功率和原來的功率相同即可（首次調整功率不可達到額定值，待工作半個小時穩(wěn)定后再調一次）。經(jīng)過這樣改造后，發(fā)射機正常工作，發(fā)射出的圖像清晰，伴音宏亮。之后使用數(shù)月，工作良好。3.1 無線電發(fā)射機輸出的射頻信號功率無線電發(fā)射機輸出的射頻信號功率，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達接收地點后，由天線接下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機?？梢姡炀€是發(fā)射和接收電磁波的一個重要的無線電設備，沒有天線也就沒有無線電通信。天線品種繁多，以供不同頻率、不同用途、不同場合、不同要求等不同情況下使3.2 調制器與電視

34、發(fā)射機的故障修理該發(fā)射機為全固態(tài)型設計，電源采用三組獨立電源，50V電壓兩組，28V電壓一組，全部是開關型電源，其特點為穩(wěn)壓范圍寬、效率高、功率大、保護功能齊全等優(yōu)點。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，應是電源濾波不凈引起的。首先對該機三組電源進行了全面檢查，沒發(fā)現(xiàn)問題。后對該機調制部分進行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。測濾波電容充放電正常，用同型號電容替換故障依舊。最后用示波器觀察，也未發(fā)現(xiàn)電源有交流成份。于是向前查一千瓦發(fā)射機的信號源微波接收機，經(jīng)查微波接收機出來的信號也有嗡聲，用一新的微波接收機替換，故障依然存在。難道是微波發(fā)射機主機有問題，還是信號源不正常？帶著疑問回到了十幾公里外的中心發(fā)射臺，對微波發(fā)射機進行了

35、檢查，沒有發(fā)現(xiàn)問題，而送往有線網(wǎng)絡的信號源一直正常，證明信號是好的。于是只好又回到高山發(fā)射臺，擔仍舊無法確定故障，檢查陷入了僵局。無意中關掉了監(jiān)視微波接收機信號的監(jiān)視器（普通電視收監(jiān)兩用），突然發(fā)現(xiàn)發(fā)射機出來的信號一切正常，問題終于找到了，原來干擾源來自監(jiān)視器。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，監(jiān)視器電源濾波電容（300V濾波）漏液，已無容量，用一相同容量電容替換，接到微波接收機上，發(fā)射機發(fā)出的信號純凈，再無干擾現(xiàn)象，故障排除。由于監(jiān)視器長期工作，電源濾波電容漏液失容，造成電源濾波不干凈，50赫茲交流信號通過微波接收機串至發(fā)射機內引起干擾。這是一起特殊故障，應引起同行們的注意，建議還是使用專用監(jiān)視器為好。3.3 調

36、制器輸出圖像和伴音有干擾的故障排除邁威調制器是深圳某廠生產的，市場擁有量較大，我臺為便于管理，在2001年建立了一套加解擾系統(tǒng)（專門用來管理縣城有線電視用戶），所用調制器均為邁威牌MW-P63M鄰頻調制器，該調制器帶中頻輸入輸出功能，電源采用線性電源。調制器使用一年后，輸出出現(xiàn)嚴重的50赫茲干擾現(xiàn)象，圖像上有一從上到下滾動的橫條，伴音聲音失真并且嗡聲很大。打開調制器用萬用表測穩(wěn)壓器輸出電壓5V正常，12V也正常，唯有24V電壓只有18V左右，仔細檢查發(fā)現(xiàn)24V濾波電容上邊有鼓泡現(xiàn)象，拆下該電容用萬用表測已無容量（應為2200f/25V），用一新的3300f/35V電容替換后24V電壓正常。調制

37、器裝回系統(tǒng)后工作良好，干擾現(xiàn)象排除。該批調制器在生產過程中，電源采用線性電源，三組穩(wěn)壓輸出均采用三端穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓24V濾波電容容量較小，耐壓值較低，我臺購進的這批調制器均出現(xiàn)了此故障。換用大容量和高耐壓電容后，未再發(fā)生此類故障現(xiàn)象。編后話：一些大容量電解電容在長時間工作后，其電解液會逐漸干涸，造成容量逐漸減小，直至沒有電容量而失效，使電路呈現(xiàn)開路，失去了濾波的作用。建議使用鉭電容，可延長使用壽命.3.4 從模擬升級至數(shù)字的發(fā)射機隨著全世界范圍逐步推行地面數(shù)字電視，許多廣播業(yè)者正在為未來提前規(guī)劃和做預算。在大多數(shù)情況下，模擬業(yè)務還必須繼續(xù)若干年，而新數(shù)字接收機或機頂盒的普及也不夠快。必須更換舊和

38、老化模擬發(fā)射機的廣播業(yè)者必須作出一個選擇：繼續(xù)使用舊發(fā)射機，希望沒有嚴重問題發(fā)生；用新機更換舊機；購買已為數(shù)字和模擬工作優(yōu)化的新型發(fā)射機。第一種選擇可能風險最大。當發(fā)射機出故障或需要維修時，零配件可能很難找到。此外，舊設備的維護人員也較難找到。第二種選擇非常安全，但如果新買發(fā)射機只是一個標準模擬設計，那么很難使之適應數(shù)字運行。本文關注第三種選擇。4 模擬和數(shù)字的區(qū)別模擬和數(shù)字調制標準在特征上各不相同。雖然模擬電視和數(shù)字電視都使用調幅射頻，但是還有一些重要的實際差別。模擬系統(tǒng)有兩個獨特的RF信號FM伴音信號和AM圖像信號。由于伴音RF載波是調頻的，所以功率恒定不變而且不需要線性放大器。大部分CC

39、IR標準都是采用負極性圖像調幅，發(fā)射機一般被額定在其峰值圖像功率輸出上。對于模擬電視系統(tǒng)，平均RF功率電平將明顯地隨著圖像電平的變化而改變。該批調制器在生產過程中，電源采用線性電源，三組穩(wěn)壓輸出均采用三端穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓24V濾波電容容量較小，耐壓值較低，我臺購進的這批調制器均出現(xiàn)了此故障。換用大容量和高耐壓電容后，未再發(fā)生此類故障現(xiàn)象。編后話：一些大容量電解電容在長時間工作后，其電解液會逐漸干涸，造成容量逐漸減小，直至沒有電容量而失效，使電路呈現(xiàn)開路，失去了濾波的作用。建議使用鉭電容，可延長使用壽命.4.1 模擬和數(shù)字的分析模擬和數(shù)字調制標準在特征上各不相同。雖然模擬電視和數(shù)字電視都使用調幅射頻

40、，但是還有一些重要的實際差別。模擬系統(tǒng)有兩個獨特的RF信號FM伴音信號和AM圖像信號。由于伴音RF載波是調頻的，所以功率恒定不變而且不需要線性放大器。大部分CCIR標準都是采用負極性圖像調幅，發(fā)射機一般被額定在其峰值圖像功率輸出上。對于模擬電視系統(tǒng)，平均RF功率電平將明顯地隨著圖像電平的變化而改變。 CCIR System Blanking(dB) Mid-Gray(dB) White(dB) Total Power Variation(White to Blank) CCIR System PAR(99.99% of ti

41、me)表3 模擬電視系統(tǒng)視頻峰值平均功率比模擬發(fā)射機因圖像電平變化引起的平均圖像功率較大的變化招致幾種設計挑戰(zhàn)。RF功放的直流電源必須因AB類放大級吸收的不同電流而進行負載調整。RF功放必須設計成允許因不同RF功率引起的熱變化。如果補償不適當，會發(fā)生無法接受的圖像失真，包括過沖、行傾斜和場傾斜。典型的補償方法包括快速動作AGC電路或動態(tài)偏壓控制，以消除不需要的設備增益變化。 不管節(jié)目內容是什么，當前的全部數(shù)字格式，COFDM和8-VSB形成恒定的平均RF功率，發(fā)射機的額定功率通常受其平均功率輸出所限。另一個重要區(qū)別是在峰值與平均功率比（PAR）上。數(shù)字系統(tǒng)中，通過相當長的時間周期的測量，PAR

42、保持在穩(wěn)定數(shù)值上。從統(tǒng)計上看，DVB-T信號與二維高斯過程相仿。DVB-T的PAR數(shù)字不完全依賴濾波。對于8-VSB ATSC信號，PAR數(shù)值由頻譜整形濾波器的滾降系數(shù)設定。實際上數(shù)字系統(tǒng)的峰值與平均值之比DVB-T是9.5dB, ATSC是7.0dB.數(shù)字調制方案相對較高的峰值與平均值之比，導致對發(fā)射機RF級有較高的峰值功率處理要求。如果要達到良好性能，放大器非線性和預校正是重要的設計方向。實際上模擬和數(shù)字系統(tǒng)需要的預校正類型是相同的。在帶寬和調制范圍內都需要相位和幅度校正。然而為了達到最佳性能，這種校正的調整對模擬系統(tǒng)和數(shù)字系統(tǒng)各不相同。比如，模擬圖像調制不像數(shù)字調制那樣處理RF載波夾斷。

43、數(shù)字預校正技術是近年來發(fā)展起來的，用現(xiàn)代PC支持的調整方法取代老式模擬設計方案的手動微調。在更新型的系統(tǒng)中校正參數(shù)完全是軟件可尋址的，可存儲在存儲器里（查找表），還可以根據(jù)頻率和線性要求選取。4.2 不同的放大方法大部分中高功率模擬電視發(fā)射機使用“分離放大”或“外雙工”運行。這種系統(tǒng)對圖像RF信號和伴音RF信號完全采用獨立放大線路。外雙工系統(tǒng)實施簡單易行并可提供良好性能。通過采用分離放大，放大器為圖像或伴音工作而被適當最優(yōu)化，使系統(tǒng)功效最高。模擬發(fā)射機不太常用的 “公共放大”用于小功率（最大約2kW左右）固態(tài)發(fā)射機，因為花費較少。但這種方法有的缺點效率和性能至今還是主要問題。然而，當今幾乎全部

44、大功率IOT發(fā)射機的現(xiàn)行設計對模擬工作都采用公共放大。先進的預校正方法給予很好的互調性能，而且圖像/伴音交調自由。圖1表示外雙工10kW發(fā)射機的RF簡化流程圖。為使性能和效率達到最佳，能夠使每個放大器塊最佳化（比如，伴音PA功放級使用C類放大器）。實際上，大部分設計師都選擇同等的圖像和伴音放大器，以便容許互換性并簡化備件要求。公共放大發(fā)射機的RF方框圖。請注意天線共用器已被濾波器取代。采用互調失真（IMD）濾波器，以減少因AB類功放級產生的不需要的三次互調分量。采用數(shù)字預校正方法可將通道內IMD電平校正到可接受的電平。能達到-60dB典型值，遠低于可見圖像損傷的門限值。這種方法有許多優(yōu)點。比如

45、，全部RF功放可以相同且并聯(lián)。由于它們是并聯(lián)工作，所以可大大減少備份。萬一一個放大器需要卸下去維修，其余的放大器可以在總輸出功率減小的狀態(tài)下工作。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)，外雙工系統(tǒng)中只有很少的伴音放大器，因為伴音功率一般只有峰值圖像功率的10%。例如，在5kW或10kW發(fā)射機中，有時也許只有一個伴音放大器，第二個伴音放大器可能是供選用，但增加了硬件費用。公共放大一般提供較低的DC功率到RF功率效率。這要歸功于所需的附加峰值功率處理余量，加上線性工作所需的任何補償，以保持IMD分量在控制之下。只要精心設計，這些限制幾乎可以避免。事實上，放大器效率的差別可以很小，表1概括了10kW放大器在外雙工和共放模式中

46、DC到RF的功效。在此例中，外雙工系統(tǒng)采用七個圖像PA（功放）和一個伴音PA，而共放系統(tǒng)采用8個功放并聯(lián)工作。4.3 模擬發(fā)射機向數(shù)字升級的簡便方案盡管為效率付出極小的代價，到升級為數(shù)字工作時，共放較外雙工提供一種特有吸引力的選擇。數(shù)字轉換將需要更換激勵器/調制器和RF系統(tǒng)。此外，伴音RF線路需要廢棄或拆出，因為它對于數(shù)字信號使用的圖像RF通路有特別重要的意義。如果功率輸出需要最大化，也許要使用伴音放大器，然而需要更換RF功分器和梳狀濾波器。另一個缺點是天線共用器將沒有用處，必須換成合適的掩蔽濾波器。其它部件如功率表頭、峰值檢測器等可能也需要更換或調整。在此圖例中，升級數(shù)字通路特別簡潔。必須改

47、動（或更換）激勵器/調制器，可能還有RF檢測器和表頭，而系統(tǒng)的其余部分不需要明顯的改變。相同的RF通路可再次使用，甚至輸出濾波器也可用作數(shù)字電視掩蔽濾波器，如果它本來就被適當規(guī)范成適合這兩種應用。共放方法顯然為將來的數(shù)字升級提供了一種簡潔的方案。對原始系統(tǒng)會有更多的再使用，因此，轉換費用顯然較低。4.4 模擬和數(shù)字工作用的激勵器上述兩種發(fā)射機轉換方案中，即外雙工系統(tǒng)或公共放大發(fā)射機，必須更換激勵器。但是，如果有一種組合激勵器調制器可以用于模擬或數(shù)字工作會是什么情況呢。事實上，這種概念已經(jīng)在現(xiàn)行的產品建議書中被驗證。其設計基于現(xiàn)場驗證的DVB-T激勵器，能夠處理模擬視頻和伴音信號的數(shù)字調制器與N

48、ICAM，雙載波或NTSC立體聲一同使用.圖中所示的例子可以在初期當作PAL或NTSC激勵器使用，后來在硬件改動最少的情況下升級為DVB-T工作。模擬發(fā)射機配置方框圖，包括數(shù)字信號調制器，它把視頻和音頻模擬基帶信號處理為一個364MB/s的I/Q串行信號，緊隨其后的一級包含數(shù)字I/Q預校正級和D/A轉換器，然后按普通方式使用UHF上變頻和線性放大處理此信號。紅圈標示表示改造為DVB-T服務后的發(fā)射機系統(tǒng)。唯一明顯改變的硬件是更換帶COFDM編碼器的數(shù)字信號調制器。其它全部部件與模擬發(fā)射機的相同。為使數(shù)字性能達到最佳，此系統(tǒng)被重新配置，增添DVB-T硬件和新的軟件，這是從外部PC加載的。4.5

49、電源和RF功放的考慮模擬電視發(fā)射機的電源必須能夠處理因使用高效AB類功放級引起的DC電流的變化。在黑白圖像電平之間，電流汲取有明顯變化。引線電阻、電感和濾波電容在決定系統(tǒng)性能方面起著很大作用，因為黑白過渡能造成電壓突然擺動，引起行時間和場時間失真性能較差。哈里斯公司采用的電源實施方法是將電源組合在PA模塊組件里，使電壓調節(jié)盡可能靠近放大器。此同一電源會正常工作，無需為數(shù)字信號作改動，此處負載調節(jié)、濾波電容和引線電感無關緊要。RF功放也必須能夠響應模擬信號平均功率電平的變化，并提供高效率和良好的線性。測試表明，為實現(xiàn)良好數(shù)字性能而最佳化的放大器在模擬信號情況下工作也很出色。事實上，使用合成放大會

50、減少隨著調制變化引起的RF功率變化。這是因為恒定不變的伴音RF功率是圖像/伴音合成信號的一部分。這樣便減少了RF功率設備中熱增益相關的變化。此外，RF載波從不會趨于零，即使圖像過調。為了獲得最好的線性，選用了LDMOS功率器件，在整個UHF TV頻段上（IV/V波段）是全寬帶設計，具有簡單而快速的換頻道能力。機載控制器通過系統(tǒng)主控器引出的串聯(lián)總線接插件提供完全保護和控制。控制器補償UHF頻段上小小的增益變化可自動處理模擬和數(shù)字模式的性能最佳化。而這是通過生產廠預編程的查閱表完成的。5 短波調幅發(fā)射機的工作原理圖 圖6 工作原理圖  5.1元件清單名稱型號規(guī)格數(shù)量名稱型號規(guī)格

51、數(shù)量電阻1 K4電容1000P1電阻47 K2可調電容2.21電阻10 K2可調電容1001電容500P1可調電容101電容100p1可調電容4.71三極管V1NPN2話筒1電池盒6V4天線1電感200微享5.2 調幅工作原理用調制信號去控制高頻載波的振幅、使載波的振幅按調制信號的規(guī)律變化，便可得到調幅波。這一過程中，載波、調制波和已調波的波形。連接已調波幅值各點所形成的包絡線，反映了調制波的特點。顯然，已調波已經(jīng)不是純粹的正弦波了，這表明已調波的獲得是一個頻率變換過程，只有通過非線性元件才能實現(xiàn)。5.3 焊接電路（1）將各元件引腳鍍錫后插入印刷電路板對應位置。各元件引腳應盡量留短一些。（2）

52、逐個焊接各元件引腳。焊點應小而圓滑不應有虛焊和假焊。焊接線圈時，注意不能使線圈變形。（3）用一根長4060厘米的多股塑皮軟線做天線。一端焊在印刷電路板上，另一端自然伸開。5.4 制作過程現(xiàn)在將所有零件放在工作桌上，逐個零件分清楚其數(shù)值，然后分類按次序排列好，這佯做很有條理，避免焊錯零件。錫線方面最好采用特細0.6lmm的樹脂（松香）錫線，因其身細，焊接起來很快并易上錫，到最后調整頻率的時候，就要藉著將線圈前后壓縮或者拉長，改變輸出頻率。如您的線圈用漆包線做的話，須把線的兩頭上的漆皮剝掉，然后上一點錫。到最后調整頻率的時候，就要藉著將線圈前后壓縮或者拉長，改變輸出頻率。如您的線現(xiàn)在的零件安放位置焊接底板，先從電阻開始、跟著電容、線圈和話簡，電阻直立于底板上，但保持高度至最少限度。晶休管之管腳應盡插入底板，以至管的高度沒有突出。您是否奇怪電路為何不工作？裝機后有多少次發(fā)覺電路不能正常工作？請不要責備自己，或者又對那本教您的雜志破口大罵，許多時候是由于所謂"誤差"導致的。制造廠制造出來的所有零件都有其數(shù)值，但這個數(shù)值只是落在