全固态中波发射机调制系统数字化

虞晓群

摘 要 信息技术的快速发展为各行业领域注入新鲜的活力，以发射机系统中的调制系统为例，其在设计过程中便要求将可编程逻辑器件引入其中，可使系统灵活性、集成度得以提高。但如何使系统更具数字化特征，仍是当前广播电视系统建设中需考虑的主要问题。本文主要对全固态中波发射机调制系统相关概述、调制系统基本功能以及系统电声指标的处理方式进行探析。

关键词 全固态中波发射机；可编程逻辑；数字化；调制系统

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）160-0068-02

现行广播电视系统建设背景下，已逐渐将数字音频信号引入其中，发射机可直接对其进行接收。然而从音频处理系统应用情况看，其仅对模拟信号源输入保持适应，要求通过D/A对数字信号进行转换，该过程中较多失真问题、噪声问题都会出现，极大程度上制约发射机功能的发挥。这就要求采取数字化改造方式，使数字音频信号质量得以提升。因此，本文对调制系统数字化改造研究，具有十分重要的意义。

1 全固态中波发射机调制系统相关概述

在数字化改造中，整个系统可接收EBU或AES数字音频信号，当系统对音频处理后会进行调制信号的生成，此时调制编码板便会对调制信号进行控制，使发射机功放模块得以控制。从调制系统的运行原理看，其能够使所有采样率变换、数据采集等得以实现。加上较多先进技术被引入其中，如电源纹波补偿、发射机非线性补偿以及功率控制等，使发射机电声指标得以改善。因此，对发射机调制系统进行数字化改造，是发射机播出质量提高的必然要求[1]。

2 调制系统功能分析

2.1 数字音频接口功能

调制系统数字化改造过程中，主要以AES/EBU接口为主，且将音频阻抗器件引入其中。以阻抗器件为例，其作用在于可均衡得接受数字音频信号，并匹配110Ω阻抗，能够满足最小抖动、接收幅度要求。一般该器件在完成数字音频信号获取后，会将其向接口芯片进行输送，使所有的输入信号在接口芯片作用下解格式化。通过这一处理过程，数字音频信号无论在接收或解码输出上都可实现，真正满足数字音频信号输入要求，达到调制系统数字化改造的目标。

2.2 控制通信功能实现

发射机控制在功能上要求表现为功率微调、功率等级调整以调幅度控制等方面，尤其在功率控制上需发挥重要作用，且设备保护、电流取样以及音频检测都可实现。此时，将数字方式引入其中，这些功能控制要求都将得到满足。同时，数字化改造过程中，将整个调制系统具体细化为低档功率、中档功率以及高档功率等拨码开关，这样调幅度大小可以实际情况为依据进行调节，并做好开机功率值的设定。另外，数字化改造过程中，也可进一步强化发射机保护功能，原因在于系统本身以数字处理方式为主，可及时反映出系统存在的故障。而且功率降低、封锁输出等情况下，系统都可做到无延迟响应，对发射机的保护可起到明显效果。由此可见，数字化改造下，调制系统既具备原有发射机控制的相关功能，且改造后参数更为准确，操作灵活性也得到大幅度提升[2]。

3 发射机电声指标处理方式研究

数字化改造旨在使广播设备综合性能，包括可靠性、稳定性等都可提高，而该目标的实现主要表现在电声指标处理方面。这就要求实际设计中，不断引入相关的处理技术，使电声指标能够达到发射机调制系统数字化改造要求。

3.1 转换采样率

该种处理方式从理论角度，主要考虑到尽管C/D转换器作用下，可使幅度精度得以保证，且信号以离散形式呈现。但需注意系统实际运行中，设备很难满足无限精度要求。此时需考虑引入A/D转换方式，确保转换后幅度值接近于实际幅度值，以此保证在幅度、时间等方面，数字信号离散都可实现。需注意A/D转换器应用下，尽管可使量化台阶得以形成，但其会在采样点数减少的情况下不断变大，容易产生量化误差问题。此时便需考虑将该误差控制在最小范围内。在此背景下，可考虑进行采样率转换，其可使传输处理音频信号中有损信号指标、量化失真等问题得到有效解决[3]。

3.2 线性化处理方式

通常发射机失真的原因除表现在信号失真外，也可能因功放系统失真而导致失真问题产生。一般音频信号源出现失真的可能性较低，所以在实际处理中应主要针对功放系统开展。从功放系统的主要构成看，其主要以220个等压模块、14个推动模块以及1个前级放大、1个缓冲放大等模块为主。其中大部分模块本身在结构上相同，彼此间可进行互换。这种方式下，系统运行中便会出现信号调制不合理得现象，非线性失真问题极为明显。因此，设计过程中可考虑采取线性化处理方式，其主要指将相应的信号幅度增设于输入音频幅度上，这样信号正峰偏小情况可得到改善，调幅能够保持稳定。

3.3 噪声补偿功能

传统发射机系统运行中，存在的问题多集中在信号比指标方面，其主要指调制度最高情况下，信号幅度、设备噪声幅度二者比值。由于发射机本身以全固态中波类型为主，运行中不会有电子管热噪声、分频噪声等出现，通常集中表现在整流电源系统方面。因此，实际进行发射机信噪比提升中，要求做好电源波纹噪声的控制。对此，数字化改造过程中，可将电源纹波补偿理念引入，可将该方式称为反馈补偿。其实现的原理主要表现为利用A/D转换器对获取到的电源纹波信号转换，这样主处理通道、收集的数据可进行合并，完成数据输出过程，仅需做好调制输出数据工作，便能达到电源纹波噪声控制目标。此外，为使发射机频率响应问题得到有效处理，要求引入可编程逻辑器件，其目的在于精确分析设备频率响应，可考虑在数字低通滤波器数量上控制为两个，再加上一个高通滤波器，并引入MATLAB软件，对滤波器应用情况进行仿真，仿真过程中仅需以相位响应为依据，进行频率响应控制，便能达到设计目标，使发射机频响指标得以提升[4]。

4 结论

数字化改造是当前提升广播电视系统综合性能的重要途径。实际改造中应正确认识全固态中波发射机调制系统的基本内涵，在此基础上分析数字化改造后系统的基本功能，并做好电声指标处理工作，可采取线性化处理方式、噪声补偿以及转化采样率等方式，确保电声指标得到有效处理，才可满足数字化改造要求。

参考文献

[1]沈聪.DX全固态中波发射机调制系统数字化[J].广播电视信息，2010（2）：93-96.

[2]徐浩.全固态脉宽调制中波发射机故障分析与检修[J].西部广播电视，2015（7）：212-213.

[3]翟丽颖.全固态中波广播发射机输出检测系统的维护与检修[J].西部广播电视，2015（12）：223.

[4]杜思山，关芳.浅谈模块化中波发射机控制系统及其数字化调制原理[J].有线电视技术，2012（9）：117-121.