全固态中波发射机音频处理器原理分析及故障处理

毕庆巴特尔

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哈尔滨正泰广播设备有限公司生产的中波广播发射机ZHTDAM10KW-Ⅱ是在之前版本机型全固态数字调制中波广播发射机技术的基础上，吸收国外主要发射机生产厂家先进技术，组织相关设备技术人员自行开发研制生产的国产新型数字调制和循环数字调幅中波广播发射机。该发射机适用于中波发射范围的频段内播送的各种数字语言信息节目，中波频率范围为531～1602kHz。

该发射机电路的一项主要创新功能便是采用了另外一种数字幅度信号的循环脉冲调制技术与方式。数字幅度循环调制电路技术是指先将任意一组模拟音频信号幅度输入和数字输入的直流电压分别依次经过数字模拟输入电压和数字模拟输出电压间的连续脉冲变换，然后被量化并变换成具有若干比特数的二进制数字，使其中任意一组的比特数电压都可以对应控制于一定范围的数目功放模块，使其能通过控制对应的每个二进制数字模块进行输入和输出，用数字电压变换进行数字叠加滤波与数字合成，形成与音频相同的包络信号，实现对音频信号调幅。这种数字的调制与输出电压方式通常被人们称为是可被量化为数字的幅度调制。在调幅度为100%时，开通约36 个模块功放，这样能保证足够的功放模块作为备份，从而保障了满功率播出，不会出现功率异态现象，停机检修时可以直接更换掉损坏的模块。

该系列发射机通常在每个音频单元输入前端配有专用音频处理器，它发挥的作用主要体现在可实现系统对输出音频信号的自动和增益变化的精确控制，对输入信号波形进行实时动态的压缩放大，并对输入前端的输入音频信号波形进行动态限幅。这样就能够使得发射机电路在输入音频信号振幅过大时也不会突然产生过大调幅，因此提高了最大平均可调幅度值，改善了收听效果，且不会影响发射机本身各项播出信号指标。该发射电路通常采用大规模的压缩、扩张器阵列（主要由NE570 组成）电路来分别完成上述主要功能。

1 音频处理器原理分析

音频处理器板在输入音频小于0dB 时，对音频信号进行适当的放大以满足播出要求；当输入音频大于0dB 时，音频信号就会持续稳定的输出到浮动载波板。这对后级对音频信号的处理提供了传输保障。此音频信号为600Ω平衡信号，600Ω输入信号稳定性高、抗干扰能力强，保证了稳定的传输效果。音频处理器信号增大时，发射机不会发生过调幅现象，保护了发射机其他电子元器件的安全运行。通过音频处理器对输入信号源的优化处理极大的提高了调幅度及平均调幅度，扩大了发射机信号可有效接收的服务范围，提升了信号收听效果。

该机的音频处理器由若干电子元器件组成不同的功能单元，来实现对输入音频信号的处理，其电路框图如图1 所示。

图1 音频处理器原理框图

音频输入阻抗变换器是典型的差动输入放大器，它取代了音频输入变压器。所起到的作用是将前端来的双端输入平衡音频信号变成单端的非平衡音频信号。因为输入的信号或多或少都会夹杂一些高频杂波或者直流信号，在输入端加一个低通滤波器，可以滤除无用杂音的干扰。放大器N1 输出端经电容C5 滤波后，调整起限电位器RP1 可以精准设置起限电平。当输入的音频信号超过0dB时，输出的音频信号大小不变。

电路中的压缩器由NE570等相关器件组成，通过压缩器的音频信号在输入信号小于门限值（起限电平）时放大，而信号超过门限值时输出的幅度保持不变。在压缩器处于放大区时，起限电压为0.9V，起限后随输入信号的幅度增加而上升，当输入信号为20dB 左右时，N8的16脚电压约为2.35V。

线性检波器由几个三极管以及N10 等组成，它将输入的负脉冲倒相、整流检波后，在N10-6 脚经D4（2CZ82）到N8-16 脚的直流电压作为压缩器的控制信号。V1、V2 是一种PNP型硅三极管，它的特点是小信号、大电流，而额定电压却很低。当音频信号超过门限电平大小时，超过的值越大，直流电压就越高，可变增益运算放大器（N8）的增益就越低，从而保证了音频信号的稳定输出。

2 音频处理器的一例常见故障和处理

故障现象：发射机在正常播出时出现有功率显示，却没有调幅度的故障，在控制桌系统接收不到解调后的音频信号。用监听收音机接听，没有接收到音频信号。显示面板上指示灯均正常。

故障处理过程：技术人员查看控制桌音频输出正常，然后用示波器对从控制桌送到发射机的音频信号进行检测，结果显示正常，排除了信号源发生故障的可能。继续检测经过音频处理器的输出到模拟输入板的音频信号，检测结果为没有音频信号，从而确定是音频处理器或者连接线路发生了故障。随后用万用表检查给音频处理器板供电的直流电压+15V显示正常，检测-15V 电压，显示也正常，排除了直流稳压供电电源故障。再用示波器根据图纸（如图2 所示）逐一检查音频处理器各个功能模块的输入、输出端信号是否正常。发现低通滤波器和输出阻抗变换器均没有音频信号输出，即N3的6 脚没有输出信号，怀疑是N2 或者N3 出现故障，进一步排查N2 和N3 的输入音频信号，发现音频信号没有送到放大器N3的输入端，即N3 的3 脚没有音频信号，而N2 的3 脚有输入信号。由此证明放大器N2 出现了故障，导致整个音频处理器没有正常输出。 因为没有N2（LF356N） 的备件，将后级N7（LF356N）拆下，安装到N2 的位置，N3 的3 脚有了输入信号，可以确定是N2 出现了故障，经技术人员更换后恢复正常，从而解决了这一故障。

图2 音频处理器部分电路图

综上，在故障处理中发现，技术人员对音频处理器的原理理解的越透彻，处理故障时越精准和熟练，同时要在发射台备足备品备件，以防出现故障时缺少更换备件，推迟发射机恢复播出的时间。