AM103S-Ⅱ型中波发射机A/D转换电路原理剖析

陈安国

摘要：AM10₃S-Ⅱ型DAM中波发射机是在哈里斯DAM中波发射机基础上的改进型产品，发射机采用数字调制技术，具有工作效率高、保护功能完善、工作性能稳定的特点。其中模数转换（A/D）电路为数字音频处理部分核心电路，其作用是将模拟信号转化为数字信号，为数字调制电路提供数字调制信号。文章对AM10₃S-Ⅱ型DAM中波发射机A/D转换电路组成、工作原理进行了详细论述，为技术维护人员的理论学习和实践工作提供参考。

关键词：10 kW DAM中波发射机；A/D转换电路；电路组成；工作原理

中图分类号：TN838文献标志码：A0引言A/D转换板的作用是将模拟输入板送来的“音频+直流”信号转换成12 Bit的数字音频信号，再经调制编码板将数字信号转变成48个功放单元所需的开关信号，完成数字信号对射频信号的调制。维修实践表明，A/D转换板出现的故障并不多见，但是，由于电路组成复杂，一旦出现故障就是比较棘手的问题，因此，熟悉A/D转换板电路组成和工作原理，是做好技术维护工作的基本要求。

1A/D转换板电路组成与工作原理1.1电路组成AM10₃S-Ⅱ型DAM中波发射机A/D转换电路设计安装在一块功能板上，功能板代号为A34，主要电路包括采样脉冲产生电路、A/D转换电路、A/D转换故障检测电路、大台阶同步信号产生电路和电源电路。A/D转换板电路流程如图1所示［1］。

1.2工作原理概述音频+直流（A+DC）信号被送到A/D转换板，转换成12 Bit的数字音频信号，转换速率为1.2～2.5μs。A/D转换所需的同步信号来自本机射频同步信号。A/D转换器输出的数字信号通过锁存器锁存，再由缓冲器送到调制编码板，调制编码板输出功放部分所需的开关信号，完成发射机的数字调制。

2A/D转换板电路分析A/D转换板电路分析请参看随机图纸（图纸代号：PF2.868.10001DL）

2.1采样脉冲产生电路分析采样脉冲产生电路包括信号合成、相位调整、电平转换、分频及波形转换电路。该电路由信号合成电路、相位调整電路、电平转换电路、分频电路及波形变换电路5部分组成。

2.1.1信号合成电路信号合成电路由相移网络、相位补偿及矢量合成电路组成。两路射频取样信号分别是射频分配板（A15）送来的激励信号和功率合成器送来的射频信号。R84，R85，R86，R87，L7，L8，C110组成移相网络，移相网络调整两个取样信号之间的相位差，特别是在中波频带的低端需要进行相位调整。跳线插头XT11可以断开合成器取样信号。这时可仅用射频分配板（A15）的取样信号作为采样脉冲信号源。

2.1.2相位调整电路矢量合成后的射频信号送到变压器T1的初级，T1的负载由电阻R18，LC和S1组成，通过调整S1，可对不同频点进行相位补偿。

采样脉冲作为A/D转换器的启动信号，取自射频激励器，一个脉冲启动一个转换周期，去启动每一个A/D转换周期。A/D转换器输出的数字信号送到调制编码板，再由调制编码板给功放提供开关信号。为了避免功放开关时出现高频电流冲击，选择激励信号正负峰交叉过零来开/关功放，所以，对采样脉冲在相位上有严格的要求。

2.1.3电平转换电路电平转换电路由VD14，VD15及N12C组成，其作用是将正弦信号转换成TIL信号。VD14，VD15把正弦信号幅度限制在-0.7 V～+5.7 V，当N12C输入-0.7 V时，N12C-6输出高电平；当N12C输入为+5.7 V时，N12C-6输出低电平。

2.1.4分频电路分频电路由N29，N12D及N12E组成。N29为可预置四位二进制同步计数器，7脚和10脚分别是使能P端和使能T端，负载端为9脚。当2脚有计数脉冲输入时，ＱA输出为二分频信号，ＱB输出为三分频信号。输出采样脉冲的频率由跳接线XT10选择。分频电路的输出信号分两路：一路作为时钟信号，送到A/D转换器的检测电路；另一路送到波形变换电路。

2.1.5波形变换电路波形变换电路由V9，N17A及N17B组成，其作用是将占空比为0.5的方波转换成20～50 mμs的采样脉冲。R78，R79及C106为微分电路，用于将方波转变成窄脉冲。V9基极偏值电压由电阻R78，R79提供。N17A，B在这里具有缓冲、整形作用。

2.2A/D转换电路2.2.1模拟输入电路模拟输入电路由N28及限幅电路组成。N28为线性运算电路，输入两路信号，分别是模拟输入板来的（音频+直流）信号和大台阶来的包络信号，N28完成两路信号的叠加，增益为0.5，叠加后的信号送到A/D转换器。

2.2.2A/D转换A/D转换电路由N1，N3，N4及K1，K3组成，如图2所示。集成电路N1数模转换芯片，转换周为800 mμs，工作电压为5 V，采样脉冲为20～50 mμs。输入电压为0 V和5 V时输出分别为“000000000000”和“111111111111”，输出数字量大小可通过R7调整。N1的23脚和17脚分别输入模拟信号和采样信号，N1的2脚和13脚为输出端，2脚输出最低有效位，13脚输出最高有效位。16脚是一个负脉冲（DAV），当16脚有DAV信号时，表明一个完整的A/D转换周期结束［2］。

N3，N4是具有时钟和复位功能的8D触发器，在电路中作为数据锁存器，其作用是保存A/D转换器输出的数字信号。N3，N4的时钟信号来自线性延时器，延时时间为60 ns。DAV负脉冲触发N3，N4，将N1数据写入锁存器，DAV负脉冲触发N3，N4的同时，N3，N4相应的输出端向调制编码电路输出一个A/D转换周期的数字信息。

2.3A/D转换故障检测电路N13A，N14A，N14B组成A/D转换故障检测电路。3个单稳态电路分别用于A/D转换监视、采样脉冲监视和检测处理。N12F，N12A为供电复位电路，电源接通时为3个单稳态触发器复位。当N14B有转换故障被检出，将输出一个“转换故障低电平”，发射机清除N3，N4中的数据，并在发射机前面板上出故障指示。A/D转换故障检测电路如图3所示。

2.3.1A/D轉换监视电路A/D转换监视电路由N13A及相关电路组成，用于监视DVC信号，DVC为脉冲宽度为150～300 mμs的负脉冲信号，在XJ5上用示波器可测得，DVC上升沿比采样脉冲的上升沿要延迟约800 mμs，也就是A/D转换时间。DAV送到N13A的“B”输入端，而N13A的“A”输入端接地。当A/D转换不正常时，N13A输出低电平故障信号。

2.3.2采样信号检测电路采样信号检测电路用于监视采样脉冲频率，由N14A及外围元件组成。采样脉冲由分频电路送来，在XJ6上可用频率计测到，脉冲信号频率在400 kHz～830 kHz。该信号脉冲的上升沿触发N14A，使N14A “Q”端输出高电平，在下一个采样脉冲到来时，N14A“Q”端保持不变。当采样脉冲频率过低或者根本没有，N14A“Q”端输出故障低电平信号［3］。

2.3.3电源复位电路电源复位电路由施密特反相器N12A，N12F及定时元件R16，VD13，C41组成，用于监视A/D转换器的+5 V DC供电电压。当低压开关合上时，+5 V DC通过电阻R16给电容器C41充电，此时N12F-13为低电平，N12F-2输出也是低电平，这个低电平将使所有单稳态触发器复位，同时与门N15C输出“清零”信号，清除锁存器N3，N4数据。电容器C41的充电时间常为5ms，5ms之后，N12A-2输出高电平，使单稳态触发器进入检测状态。

2.4大台阶同步信号产生电路大台阶同步信号产生电路由N22，N24，N25，N26，N27及相关器件组成，该电路用于产生模拟输入板（A35）所需的大台阶同步信号。同时，给本板输入电路N28一个很小的大台阶包络电压。

2.4.1大台阶数模转换器该电路由N22及外围元件组成，用于将锁存器N3，N4送来的高8位数字信息转换成模拟信号。在N3，N4输出的12 Bit数字信息中，高8位作为大台阶功放模块的地址码。在有调制信号时，大台阶功放模块输出大台阶包络信号，而二进制功放模块的输出用于提高调制包络的分辨率，使还原的调制信号更加逼真。所以，高8位数字信息经N22转换后，仅为大台阶包络信号。

2.4.2台阶放大器该电路由N24，N25，N26组成，从N22来的0～1 V的大台阶信号由N24，N25进行放大，其总的增益稍大于5。N24为运算放大器，N25为电流放大器，用于增强放大器的电流负载能力，在推动下一个电路时，不会影响台阶包络的波形。N26是一个同向缓冲放大器，其输入端接的R53，C93为低通滤波器，用于滤除高分量，消除台阶上的振铃。N26的输出是一个放大了的负极性大台阶包络信号。

2.5D/A转换板电源电路D/A转换板有4种供电电压，分别是+22 V DC，-22 V DC，+8 V和-8 V。+22 V DC经三端稳压器N2稳压后得到+15 V DC电压；-22 V DC经三端稳压器N18稳压后得到-15 V DC电压；+8 V 经N16和晶体管V1稳压后得到+5 V DC电压；-8 V经N19稳压后得到-5 V电压。

3结语以上是对AM10₃S-Ⅱ型DAM中波发射A/D转换电路工作原理的论述。作为一名中波发射机台的技术维护人员，做好技术维护工作的前提是掌握发射机的原理与维修技能，理论与实践相结合，按照发射机工作原理流程，逐级驻点查找故障，才能提高维修效率，避免陷于维修困境。

参考文献

［1］庄涛.中波广播发射台理论基础与实践技术手册［M］.北京：光明日报出版社，2014.

［2］张丕灶.数字式调幅中波发射机［M］.厦门：厦门大学出版社，2002.

［3］庄涛，卢光辉，冀晓鸽.数字调制中波发射机故障汇编330例［M］北京：光明日报出版社，2015.

（编辑 沈强）

Analysis of A/D conversion circuit of AM10₃S-Ⅱmedium-wave transmitterChen  Anguo

（Henan Nanyang Medium Wave Broadcast Relaying Station， Nanyang 473300， China）Abstract：  The AM10₃S-type DAM medium wave transmitter is an improved product based on the Harris DAM medium wave transmitter. The transmitter adopts digital modulation technology， which has the characteristics of high working efficiency， perfect protection function and stable working performance. The analog-to-digital conversion （A/D）circuit is the core circuit of the digital audio processing part， which is to convert the analog signal into a digital signal and provide the digital modulation signal for the digital modulation circuit. This paper discusses the composition and working principle of A/D conversion circuit of AM10₃S-DAM in detail to provide reference for the theoretical study and practical work of technical maintenance personnel.

Key words： 10 kW DAM medium-wave transmitter; A/D conversion circuit; circuit composition; working principle