循环调制技术在DX发射机中的应用

国家新闻出版广电总局五八二台　王日红



循环调制技术在DX发射机中的应用

国家新闻出版广电总局五八二台王日红

【摘要】随着计算机和网络技术的发展，软件技术兴起，软硬件结合技术成为主流。循环调制这项新型技术也随之应用到中波广播发射台使用的发射机中，主要应用到中波广播的主流发射机美国哈里斯公司生产的DX发射机。基于此，本文主要介绍循环调制技术的优点，调制的基本原理以及循环调制技术在DX发射机的中的应用。

【关键词】DX发射机；调制原理；循环调制技术

0　引言

信息时代的到来 使广播技术也有了迅速发展 ，中波广播发射机的元器件也从电子管转变成了MOS场效应管，调制方式也从模拟调制转变成了数字方式调制，控制方面也从机械式转变成了智能微处理器。循环调制技术就是将计算机技术与硬件电路相结合，将软件程序写入到可编程处理器中实现循环调制的。在广播系统的一系列进步中，循环调制技术作为一项新型技术成为众多创新中的亮点，成功应用到了DX发射机中，使发射机的可靠性与稳定性显著提高。

1　调制原理

信号想要传输就要经过调制，调制是信号传递的必经工序。主要就是将信号源的信息加以处理并加载到载波上，使其变为适合信道传输形式的过程[1]。实质上也就是频谱搬移的过程，将调制信号加载到幅值、频率或相位这三个参数其中一个上，使其随调制信号大小成线性变化。调制的种类有很多，根据不同的条件会得到不同的分类。

根据调制信号形式分为用模拟信号调制的模拟调制和用数据或数字信号调制的数字调制。根据被调信号形式分为正弦波调制、脉冲调制和强度调制等。

模拟调制中，根据调制方式分为载波幅度随调制信号变化的幅度调制(简称AM)、瞬时频率随调制信号变化的频率调制(简称FM)和相位随调制信号变化的相位调制(简称PM)，其中相位调制和频率调制统称角度调制。幅度调制分为普通调幅(简称AM)、双边带调制(简称DSB)和单边带调制(简称SSB)，双边带调幅广播由调幅波的包络携带有用的信息，其载波本身不携带任何信息，单边带调制方式由调幅波的包络和其载波信号都携带有用的信号。

数字调制中，根据对载波进行调制的被调制的参数不同，分为装载参数为幅度的幅移键控调制(简称ASK)、装载参数为频率的频移键控调制(简称FSK)和装载参数为相位的相移键控调制(简称PSK)。根据调制进制数分为二进制调制和多进制调制，二进制调制就是普通的调制ASK、FSK和PSK，多进制调制分为多进制幅移键控(简称MASK)、多进制频移键控(简称MFSK)、多进制相移键控(简称MPSK)。还有一些特殊的调制，如正交幅度调制(简称QAM)、高斯频移键控(简称GFSK)和高斯滤波最小频移键控(简称GMSK)等。

脉冲调制中，根据对载波进行调制的被调制的参数不同，分为脉冲幅度调制(简称PAM)、脉宽调制(简称PDM)、脉位调制(简称PPM)和脉冲编码调制(简称PCM)。

由于通信业务量增加，频谱资源紧张，系统容量不足，所以通信系统都进行了数字化。因此，现在的广播系统采用的是数字调制技术，但随着近几年计算机技术的飞速发展，数字调制通过软件程序的改进，创造了循环调制技术。

2　循环调制技术在DX发射机中的应用

2.1DX发射机结构

DX发射机主要由四大块组成，分别是射频系统、调制系统、电源系统以及控系统制。其中调制系统中包括音频输入、模拟输入板、模数转换和循环调制编码。循环调制技术就是应用在调制系统的循环调制编码中的。DX发射机结构框图如图1所示。

2.2射频功率放大器

DX发射机的射频功率放大器由48个射频放大模块组成，其中有42个大台阶放大器和6个小台阶放大器。每个射频放大模块均可以快速开或关，射频功率放大器在经过合成变压器把48个射频放大模块电压合成并输出。发射机的射频输出电压的变化随输入音频信号变化，改变射频输出电压通过开启不同数量的射频放大模块。射频输出电压为0是100%负峰值调制；射频输出电压为2倍是100%正峰值调制。大台阶放大器由数字控制信号的B1~B6位数据控制，小台阶放大器由数字控制信号的B7~B12位数据控制。小台阶为大台阶提供一个平滑的过度，因为所有小台阶都开启时，输出电压值为大台阶输出电压值的63/64，通过小台阶1/2+1/4+1/8+1/16=63/64得出的。

图1　DX发射机结构框图

2.3调制过程

DX发射机调制过程是由音频处理器得到音频输入信号，经过模拟输入板滤波，在通过A/D转换器进行模数转换，最后进入循环调制编码板，转换成射频功放模块的开/关控制信号。调制过程中各模块作用如下：

(1)模拟输入，其功能就是将模拟音频信号通过贝塞尔滤波器去杂波、抑制噪声，然后再加入直流电平，输出信号是“音频信号+直流电平”。

(2)A/D转换，其功能就是将模拟输入板输出的“音频信号+直流电平“信号，经A/D转换对其进行采样、量化得到一个幅度分级的阶梯模拟信号，通过编码再将其转换成二进制数字码，完成了将连续的模拟信号转换成离散的数字信号，输出信号是12bit的数字音频信号，例如：100011100111。

(3)循环调制编码，其功能是调制编码板把12位数字信号的前八位B1~B8转换为244个射频功率放大器的开/关控制信号，后四位B9~B12通过锁存器控制四个输出电压为等模块的1/2、1/4、1/8和1/16的二进制放大器的开启(1为开启)，输出信号是导通和截止信号，并且输出信号是按照一定规律移位来达到循环调制的，这是通过软件代码程序实现的。当输入电压很小且为正，12bit数字信号为000000000001，使对应B12的1/16小台阶放大器开启。

简而言之，DX中波发射机的幅度调制就是从输入的音频信号变成“音频+直流”信号，再变换成12位的数字字节(数字音频)，然后数字信号被调制编码电路编码为功率放大级提供所需的导通和截止控制信号，控制信号被用来对独立的射频放大器模块进行“导通或截止”的操作，控制信号通过开启和关闭射频功放模块的数量决定射频电平幅度，再将射频功放合成，输出信号有很小的台阶变化，在经过带通滤波器滤除台阶分量，得到平滑的已调波。调制过程中也需要有很复杂的检测、校正、存贮、保持电路和同步控制等。

2.4循环调制的作用

循环调制技术是不同以往的调制技术。循环调制技术中的“循环”，顾名思义，就是使射频功放单元轮流进行工作，使功放单元有高均匀性的负荷，延长其使用寿命。具有高性能技术的实现的条件主要有两个方面：

一是循环调制编码模块选用可靠性高、功耗低、兼容性强的集成模块，是可编程的微处理器作为核心。

二是采用存储器进行软件编程，执行数字操作，实现所需功能。

将软件程序写入到模块中实现循环调制，软件程序实现功能有三大优点：可靠性强、便于修改、方便查找错误，而且通过简单的代码就可以代替复杂的电路，不仅节约了资源，降低了成本，而且更加方便快捷。软件技术还可以应用到其他功能模块中。循环调制功能有逻辑电路技术和软件技术相结合的特点，使发射机抗干扰性能和指标达到最佳[2]。

3　结束语

DX发射机采用循环调制新技术使其迈上了一个新的台阶，与软件技术的结合也打破了由单一的集成电路去实现功能的模式，简化了处理过程，增加系统灵活性。发射机抗干扰性大大改善、节能性和可靠性提高，使其在广播系统中广泛应用，保证了播出质量更好服务人民群众。

参考文献

[1]杨汉昌.高频电子线路[M].北京:高等教育出版社,2006,2:132.

[2]范戊申.浮动载波技术与循环调制全固态数字调幅发射机[J].科技信息,2007(27).

王日红，北京人，工程师，现供职于国家新闻出版广电总局五八二台，研究方向：无线广播发送。

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