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中波广播调幅发射机的电路构成
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随着数字压缩编码技术和数字信道编码调制技术在广播领域的应用,无线电广播正在经历着从模拟向数字的深刻变革。中波广播发射机技术,经历了真空电子管、脉冲技术和数字调制技术的发展阶段。本文就电子管发射机与数字调幅发射机的电路构成及工作过程做简单的比较,并对故障维修思路进行简要分析。
广播发射机 电路构成 原理比较 监控系统
中波广播有其自身的优势,具有接收简单,时效性强等特点,并能够实现远距离和大范围的覆盖,是实现广播覆盖的重要手段。
电子管发射机与数字调幅发射机的组成基本类似,都是由射频系统、音频系统、监控系统、供电系统和冷却系统组成,但调制过程完全不同。电子管技术阶段,中波广播发送的核心组件是电子管,工作形式属于模拟调制形式,传送的信号在时间和幅度上都是连续的。模拟处理的本质是波形复制,尽量使信号在处理前和处理后完全一样,调制手段比较简单,但其功率大、设备体积大、耗能高、寿命较短。由于失真来源多、带宽窄、易受干扰、广播发送质量差且整机效率不高,增加了运行和维护成本。
数字调幅技术阶段,在调制技术和音频处理技术上都发生了质的变化,传送的信号在时间和幅度上都是离散和间歇的。数字处理的本质是信息再生。数字调幅发射机保留了模拟调幅广播发射机的优点,且整机结构比较简单,便于控制、检测和维护,安全措施更完善,节约了发射机功率和频谱,整机效率大大提高,并且具有抗干扰、可兼容和多业务等优点;缺点则是所需比较器和射频功率放大器的数目多,产生大幅度假信号的可能性增多。
2.1 电子管发射机的组成
电子管发射机的组成,如图1所示。
图1 电子管发射机组成框图
2.2 数字调幅发射机的组成
数字调幅发射机的组成,如图2所示。
图2 数字调幅发射机组成框图
2.3 两种发射机的原理及工作过程
电子管发射机的工作原理是依靠板极电压的变化来改变高频电流(电压)振幅的调制方法。在板极调制时电子管的直流供电电压、偏压、激励电压幅度和负载阻抗不变,信号在整个传输过程中,都是模拟信号。数字调幅发射机的工作原理是音频信号与直流控制电压叠加合成的模拟信号,经A/D转换器后形成的数字音频信号,通过调制编码器编码后,形成多个射频功放器的开/关控制信号,射频功放器开通的数目取决于音频调制信号,通过开/关控制信号来控制射频功放器的导通和截止,并经过D/A转换电路来实现数字信号到模拟信号的转换。开通的射频功放器的输出电压以串联形式叠加,产生出有包络、有量化台阶的调制信号,再经过带通滤波器滤掉不需要的频率,便得到与普通调制信号完全相同的射频已调信号。因此,音频信号经数字处理后发射机发射的依然是模拟信号。
两种发射机的供电系统都是由高压变压器、高压配件柜、低压配件柜、稳压柜、UPS电源和发电机等组成。数字调幅发射机对电源要求很高,如果外界电压过高,易引起过推动保护;电压过低时,易引起欠推动保护,同时,节目信号中还会出现噪声等。电网电压波动大的地方必须安装自动交流稳压器,这是中波发射机房所有设备能否正常工作的必要条件。
电子管发射机和数字发射机都装有冷却系统。中小功率发射机的冷却均采用强制风冷,完成发射机内部功率原件的散热,保证发射机的安全性和稳定性。强制风冷又分为高压风冷却和低压风冷却。804台早期使用的是10KW电子管发射机,采用的是高压风冷却。现阶段所使用的10KW数字发射机,采用的是低压风冷却。数字调幅发射机对环境温度的要求严格,因此,机房通常使用空调降温。
电子管发射机和数字调幅发射机在实际工作中都会故障,这就必须要通过其监控系统对故障进行分析处理。发射机的监控系统实际就是一个反馈应用系统,主要由控制器、显示屏、处接仪表及开关等原件组成。它的功能是对设备运行及操作进行控制,以便及时找到运行故障,并根据反馈的信息及时处理,以保证发射机正常有效的工作,从而使广播发送过程得到有效的控制。804台早期使用的是电子管发射机,现在使用的是10KW全固态调幅发射机,监控系统都是电路组成中不可或缺的部分。所谓监控系统就是监测控制。监测就是采集发射机各部分的信号,对其进行分析,判断这些数据是否正常。控制就是通过输出信号对发射机进行操作。发射机的运行参数和状态关系到节目播出质量的好坏,为保证发射机的可靠性和稳定性,监控系统必须具备高时性和故障报警机制,以便在发生故障时能够及时查找处理。
随着技术的发展和发射机的更新换代,发射机的电路构成也发生了很大的变化,由过去的分立元件到模块化又到集成电路。广播发射机的监控系统经历了由集电器控制到逻辑电路控制,再到计算机控制的一个发展过程。电子管发射机和数字发射机的构成虽然类似,但就具体电路组成还是有很大的区别。电子管发射机多是分立元件,电路组成相对简单,在机器发生故障时,通过监听、报警设备和外接仪表,能够直接找出故障点,修理时比较容易。数字发射机出现故障时,虽然也是通过报警,监听设备和外接仪表,特别是发射机上的显示板能把故障点直接显示出来,但其电路大都采用集成电路,多线接插件和模拟化结构,在故障处理上与电子管发射机大不相同,难度也增加了。因此,在故障处理上,不能停留在已有经验和传统思维上,必须从原理入手,借助更多的检修仪器,仔细判断分析才能发现故障并修复机器。
综上所述,对于值检人员来说,必须跟上技术的发展和设备的更新换代,努力提高自身的业务水平和原始资料的积累,开阔视野,掌握更多的新知识,做到防患于未然。当机器出现故障时,才能及时冷静的处理。
审稿人:严志刚 内蒙古新闻出版广电局包头广播发射中心台 正高级工程师
责任编辑:王学敏
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张红伟 内蒙古新闻出版广电局赤峰广播发射中心台804台 工程师张永伟 内蒙古新闻出版广电局赤峰广播发射中心台804台 助理工程师