试论大功率短波发射机系统自动化整合

达嘎

（西藏自治区新闻出版广电局093台，西藏 那曲 852000）

一、前言

大功率短波发射机数字调制器与传统大功率短波发射机模拟调制器有根本的区别，大功率短波发射机数字调制器可以有效的提高短波发射机“粗糙”量化器的带内信噪比，延长发射机功率以及来改善发射机整机的电声指标。

二、大功率短波发射机数字调制器系统的核心技术与基本构成

该系统组成：电源板、调制接口板、音频转换板、综合算法板、调制接口板、光发光收板、母板。

（一）大功率短波数字调制器的核心技术

1.通过“信号过采样”技术，噪声信号被数字量化，并且这些数字噪声信号被分布到更宽的频谱内范围，这样一来带内的噪声功率谱密度被降到最低；量化后的噪声通过“噪声整形”技术被调制到带外高频端。通过这两项技术的结合，使量化器的带内信噪比有着明显的提高。

2.在发射机阶梯放大的过程中，发射机功率放大模块采取循环导通的策略，降低了IGBT的开关速度，进而将模块在开关跳变过程中产生的热损耗进行降低；同时每个功率放大模块的负载得到了平衡，使模块的平均使用寿命得到了延长。

3.利用数字信号处理的方法，通过对发射音频系统的输出进行合理的补偿，使发射机的声电指标有着明显的改善。

4.功率放大模块输出电压误差较大，在循环导通的环节中就形成了所谓的开关噪声，并且开关噪声的频率在音频范围内，进而形成了较强的杂音电平，我们称之为循环噪声。为此我们设计了高精度数字化功率放大模块和数字控制板来解决这一问题。

（二）大功率短波数字调制器系统设计组成

1.大功率短波数字调制器的物理架构设计

数字调制控制器采用6U标准机箱，插板式硬件组装结构，便于设备维护以及在现有PSM短波发射机型上进行改造升级；机箱及面板表面采用铬酸钝化的处理技术，具有更好的EMC电磁兼容效果及静电释放功能；在母板与各插板上安装唯一配对的防差错编码器，保证板卡不会因位置插错造成硬件损坏；光收发板与母板平行安装，减小了机箱的厚度，便于适应各种发射机型的物理结构。

2.大功率短波数字调制器的系统架构设计

由图2可以看出大功率短波数字调制器系统架构采用主从式异步并行的总线设计结构。综合算法板上的DSP控制MAST端；总线的SLAVE端为其它板卡以及板上的器件。板卡之间的控制信息传递运用比较高效率的DMA方式传输。板卡之间的控制信息包括：PSM系统工作参数、各板卡的工作状态、功率放大模块的工作参数。

为了保证重要信息处理的可靠性和实时性，数字调制器使用专用线路来传输关键信号。这些关键信息主要包括：快速保护信号、PSM控制器的本机操作信号、音频信号、模块开关信号和发射机反馈信号。

3.系统架构设计

音频接口模块：音频信号由此接口接入，为了今后方便升级音频接口能够使模拟和数字音频信号兼容，将模拟和数字音频信号转换成PCM码送给量化调制器；操作接口模块：为了方便自动化系统的接入，在操作接口模块上提供了手动接口和自动接口操作；量化调制器模块：量化调制器模块完成主要的处理和核心的处理，数字预失真处理、AM预调制和工频噪声抵消；信号插值，功率控制，自动增益，阶梯噪声整形、阶梯修正，模块管理等功能；阶梯控制模块：对量化调制器产生的模块开关信号和模块的ID信息进行综合处理，产生阶梯放大器的阶梯控制信号；模块检测：解码，并指示各个功率放大模块的状态信息。

三、系统的调谐过程及其功能的实现

（一）调谐过程

就是通过电机对工作频率进行调整至预设的调谐位置，电机采用的是调制的技术，能够根据实际的运行距离来对运行的速度进行自动设定，同时，还要能够在最短的时间内达到预设位置，并且在运动的过程中能构进行自动减速，继而能够达到准确的位置，进行精确定位。在完成粗调后，发射机会依据负载阻抗的实际变化情况和载波频率的变化，开始进一步的细调和微调。细调所需的调谐数据由电压和相位的传感器来提供，对调谐的状态进行实时地监控，对正负载进行自动的调整和校正。发射机在切换频率的过程中，其一，要先查找用户的调谐数据，在询查到播音数据后将其传输给各个调谐电机；其二，若未成功查询数据，系统则会自动查到预置的调谐数据；其三，如果查询仍未成功，系统会在预置数据中询查最为接近的。

（二）功能的实现

其一，在检测调谐线圈的具体位置时，可以采用绝对光电码盘（八位或者九位）来实现位置的检测，光电码盘能够与线圈共同进行同步的转动，在进行码盘位数的选择时，可以依据实际的要求精度来确定。其二，线圈的实际具体位置可以采用发光二极管（LED）来进行数显，通常其位数为三位。其三，在进行调谐的过程中，可以通过面板上的调谐和控制按钮来对系统实行手动调谐，或者是依据相关的具体电气参数，以调谐执行机构的形式来对频率进行自动化的预置，根据参数的具体数值进行自动化微调，若在调谐的过程中，出现人为对自动调谐过程进行干扰，调谐系统将由自动化调谐转化为手动调谐。其四，系统能够对调谐的工作情况和状态进行实时地指示。其五，在进行调谐的过程中，可以通过计算机串口来对系统进行实时的远程监控。

四、结语

大功率的发射机（短波）的调谐系统具有较高的自动化程度，其能够进行平稳可靠的运行，具有较强的可维护性。其自动调谐系统能够根据电机控制器对指令进行获取，通过马达的驱动装置来调节各个电感和电容，以此完成自动调谐。自动调谐对于短波发射机的工作有着重要的现实意义，所以必须对其原理等进行掌握，推动短波发射机的发展。