基于高速单片机技术的中波发射机调幅度自动控制系统

阿不力孜·牙生

（作者单位：新疆新闻出版广电局节传中心）

基于高速单片机技术的中波发射机调幅度自动控制系统

阿不力孜·牙生

（作者单位：新疆新闻出版广电局节传中心）

中波发射台由于信号源的不稳定和不同环境下的信号衰减，对发射机调幅度产生影响，导致调幅度异态，我们利用现代高速单片机技术来解决此问题的话大幅度减轻一线值班人员劳动强度的同时，可以高质量地保证发射机的合格调幅度，避免因调幅度问题造成停播和劣播事故。

调幅度异态；高速单片；电子音量控制；高精度的音频检波

中波台的主要任务是保证“三满”播出，由于信号源的不稳定和不同环境下的信号衰减，往往对发射机调幅度产生影响，导致调幅度异态，即过调制或劣播。过调制不仅造成信号失真，还对发射机造成损坏，轻则掉高压保护造成瞬间停播，重则导致发射机功放等部件的烧坏，直接造成停播和没必要的经济损失。劣播则导致信号可听度和播出质量的严重下降，导致播出事故。我们利用现代高速单片机技术来解决此问的话，不仅能减轻一线值班人员劳动强度，还能保证发射机的合格调幅度，避免因调幅度问题造成的各类播出事故。要实现调幅度自动化控制，我们首先要得到发射机高精度的调幅度信息，我们只有采取在全中波频带之内，“与载波频率无关的”方式，利用高速单片机技术实现中波调幅信号载波和音频的线性分离，才能得到高精度的调幅度信息。以下是基本思路和方法和主要工作原理：发射机输出的已调波经线性耦合取样后高速A/D转换器对信号进行3.5MHz的高速A/D转换（因中波广播的频率范围0～1.65MHz），并快速傅立叶变换（FFT）计算法，对频谱信息进行软件分析后，按其频率范围把载波和音频的幅度值进行分离及语音和音乐节目进行自动识别，按照音频和载波值计算出发射机的峰值调幅度，根据发射机某一时间段的音频幅度平均值和与载波的比值及每一个音频频率对调幅度的贡献率来计算出发射机某一时间段的平均调幅度。发射机调幅度判断模块根据发射机的瞬时及平均调幅度值，如调幅度超过100%立即发出降音量信号，直到发射机调幅度小于等于100%为止，防止发射机过调制。发射机平准调幅度在一定的时间（可预设）内低于预设的门限值时，经一定时间延时（可预设）后发出增音量控制信号，调整发射机调幅度合格度较为理想状态为止。幅度合格门限严格按照广电总局相关语言类和音乐类节目的调幅度门限值来进行设置。要达到发射机调幅度的自动控制，音频信号源必须满足以下几个条件：（1）音频信号源必须具备足够的增益动态范围；（2）音频信号源必须是受控的；（3）信号源的受控精度要高，具备必要的输出幅度自我保护功能。图1是笔者开放地利用高速单片机技术实现中波发射机调幅度自动控制的原理方框图。

图1　原理方框图

（1）对发射机末级输出的已调播信号进行耦合取样，取样幅度Vpp≤10V，这样又能满足监测需求，也不影响发射机的输出。（2）对取样的发射机末级输出已调播信号进行以其最高频率2倍的速度进行采样，由于中波的最高频率低于1.65M，因此我们用采样速度高于40万次的高速单片机对其进行采样完全可以满足采样速度要求，然后对所采样的数据进行傅里叶（频普）分析，把载波和音频信号数据进行分离后，计算发射机的峰值调幅度和平均调幅度。按照总局对中波广播调幅度的相关要求，实时对调幅度变化情况进行跟踪监测，出现调幅度异态时进行报警的同时，向电子音量控制器输出相应的调幅度控制信号，对发射机输入音频幅度进行调整，使发射机调幅度始终保持在合格的调幅度范围。（3）为避免播出过程中出现调幅度频繁调整影响听觉，我们对信号源输出的信号进行预处理，即音频信号幅度的自动调整（AGC处理），对过高的音频幅度进行快速压缩，而较长时间出现的低幅度音频进行缓慢提升后对信号进行峰值可控的程控放大，音频信号的峰值幅度保持在10dB左右，送给电子音量控制器。电子音量控制器输出给发射机信号幅度，根据发射机的调幅度变化情况，受控于-1dB～10dB范围内，满足国内绝大部分中波发射机的音频信号输入要求。