调频频段数字音频广播发射机技术

【摘要】调频频段数字音频广播发射机技术作为现代广播领域的关键组成部分，扮演着不可或缺的角色，其独特的数字化特性不仅提高了音频传输的效率，还为广播系统带来了更广泛的应用前景。本文主要研究了该技术的工作原理、关键组件以及常见故障与维修策略。通过分析数字音频广播发射机的技术内幕，能更好地理解其在当今广播行业中的重要性，并为维护设备、保障信号质量提供参考。

【关键词】调频频段；数字音频广播；发射机技术

中图分类号：TN92                            文献标识码：A                            DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.09.012

在这个数字化时代，调频频段数字音频广播发射机技术逐渐成为广播领域的焦点。随着科技的迅速发展，传统的调频广播技术逐渐演变为数字音频广播，为无线传输带来了前所未有的优势。通过对这一前沿技术的剖析可以更好地理解数字音频广播的发展趋势，并为广播行业的未来探索提供有益的参考。本文研究了数字时代对广播技术的影响，分析了调频频段数字音频广播发射机技术及日常维护检修的内容。

1. 数字时代对广播技术的影响

数字时代的到来催生了数字广播技术的兴起，数字化的特点使得音频内容能够以数字形式进行传输，这有效避免了传统模拟广播中的信号失真和干扰问题，数字广播技术的引入提高了音频的传输质量，使得广播节目更为清晰、稳定，以此为听众提供更好的收听体验。随着互联网的飞速发展，数字广播技术还使广播内容更容易被传播和分享，通过在线广播平台让听众可以随时随地收听喜欢的广播节目，这样一来就打破了地域和时间的限制，这种便捷性为广播节目的推广和传播提供了全新的可能性，使得广播行业能够更好地适应数字时代的需求[1]。

数字时代对广播内容的多样性产生了积极的影响。传统广播频段受限仅能容纳有限的广播频道，而数字广播技术的引入为广播内容的多样性提供了更大的空间，数字广播平台可以容纳更多的频道，其涵盖了不同主题、风格和语言的广播节目，满足了听众多样化的需求。

数字时代还推动了广播与其他媒体形式的融合。随着智能手机、平板电脑的普及，广播节目可以通过多种数字化的方式传播，这种融合不仅扩大了广播的传播途径，也为广播内容的创新提供了更多可能性，使得广播行业更具创造力和活力。

2. 调频频段数字音频广播发射机技术

2.1 激励器

调频频段数字音频广播发射机技术中的激励器是一个重要的组件，它的引擎推动了整个系统的高效运转，激励器的主要任务是增强音频信号的幅度，保障在广播传输过程中保持信号的强度和清晰度，通过精密的电路设计和信号处理算法，让激励器能够有效地提高音频信号的功率，使其能够顺利穿越空间传播，并在接收端还原出高质量的声音，这种技术的优点在于其能够在不失真的前提下将音频信号增强，为数字音频广播系统的可靠性和稳定性提供了坚实的保障[2]。

2.2 功率放大器单元

功率放大器单元的设计和性能直接关系到整个发射机系统的功效，功率放大器单元的关键在于其能够有效地将弱小的音频信号增强至足以穿越空间并覆盖广播范围的功率水平，利用高效的功率放大器让音频信号得以稳定、清晰地传送，保障在接收端还原出高品质的声音，该技术的运用可以让功率放大器单元在提升信号强度的同时避免引入失真或噪音，从而保持音频的原汁原味。随着技术不断进步，功率放大器单元的创新使得发射机系统在输出更大功率的同时，保持了高度的信号纯净度。这种平衡让数字音频广播发射机技术在面对不同传输环境和需求时都能够表现出色。功率放大器单元的高效性直接影响到广播系统的可靠性和性能，使得数字音频广播技术得以更广泛地应用。在数字时代下这一单元的进步为广播技术的提升提供了支撑，同时也为用户带来了更为优越的音频体验，为数字音频广播技术的未来发展注入了强劲的动力。

2.3 控制器单元

控制器单元是系统中的智能大脑，它主要负责监测、协调和管理各个关键组件的运行，这种关键单元的设计与整个发射机系统的稳定性和可控性有密切联系，控制器单元通过复杂的算法和实时反馈机制保障发射机在各种工作状态下都能够保持高效的性能，其主要职责之一是调整和优化功率放大器单元的输出，以便能够适应不同的传输环境和需求，这种精密的控制让该单元可以实现对音频信号的精準调节，保持广播信号的一致性和稳定性。此外控制器单元还能实现对整个发射机系统的自动保护，及时应对可能出现的异常情况，保障系统的可靠运行[3]。

2.4 开关电源单元

开关电源单元需要采用先进的电子开关技术，通过高频率的开关操作完成电能的转换和调节，这种设计有效减小了系统的体积和重量，同时也提高了能源利用效率，使得数字音频广播发射机在不同工作条件下更为经济和高效地运行。其精密的电力管理系统可以适应不同的电源输入，并保障输出的电能稳定可靠。随着能源可持续性的日益重要，开关电源单元的创新使得发射机系统更能适应不同电力环境并更加环保节能。由于开关电源单元的可调节性和高效性与整个发射机系统的电能质量之间有紧密关系，因此能够保障音频信号的稳定传输。

2.5 发射机风冷系统

发射机风冷系统的工作原理是有效地降低系统内部的温度，保障设备的稳定运行。发射机风冷系统通过巧妙的空气循环设计将产生的热量迅速散发，防止发射机内部温度过高，其核心在于利用风扇或其他空气流动设备将周围空气引入系统，经过散热器散发热量，然后将冷却后的空气重新排出系统。这一过程有效地带走了电子元器件产生的热量，维持了设备在适宜温度范围内的运行状态。发射机风冷系统的创新设计和高效散热能力使得发射机在长时间高强度运行时仍能保持相对稳定的温度。其控制系统可根据系统负载的变化动态调整风扇的转速和散热效果，从而保障设备在各种工作条件下都能保持最佳的散热效果。随着技术的进步，风冷系统的设计日趋智能化，目前的系统主要是采用先进的传感器和监测装置来实时监测系统温度，并通过智能算法精确控制冷却过程。

2.6 发射机报警保护系统

发射机报警保护系统基于高度智能的监测机制，它主要是通过实时监测发射机各个关键参数的变化情况以及设备状态的异常来预测发生的故障或风险，其工作原理包括传感器网络、数据采集和智能算法。传感器网络负责感知发射机各部件的工作状况如温度、电压、电流等，将这些信息传递给数据采集系统。数据采集系统负责汇总和分析传感器传来的数据，通过事先设定的阈值判断是否存在异常。当系统检测到潜在问题时，智能算法将立即启动保护措施，进而防止设备因故障而受损。发射机报警保护系统的智能化设计允许其能够动态调整报警阈值，以便适应不同工作负荷和环境条件。这种即时响应机制提高了系统对于突发情况的抵抗能力。另外该系统通常还配备了远程监控和通信功能，允许远程用户实时获取设备状态信息，及时响应问题，这进一步提高了系统的可管理性和可靠性[4]。

2.7 发射机防雷保护系统

发射机防雷保护系统是为了应对雷电天气对设备的潜在危害而设计的关键组件，其工作原理主要基于对雷电产生的电磁干扰和电压浪涌的敏感感知，以及通过一系列有效的保护措施来减轻或防止这些危害。该系统主要包括防雷器、接地系统和过电压保护装置。防雷器负责在雷电产生时引导雷电电流，将其安全地引至地面，防止电流进入发射机设备。接地系统则主要是保障设备的安全接地来提供一个低阻抗的路径，将电流有效地引入地下，以便减少雷电对设备的损害。过电压保护装置则通过监测系统电压，一旦检测到电压异常超过设定的阈值则需要立即启动保护措施，阻断电流流入系统，从而保护设备免受电压过高的威胁。这一系统的工作主要是依赖于其内部防护元件的性能，同时也取决于合理设计的接地系统以及合适的设备布局。

3. 调频频段数字音频广播发射机技术的日常维护

首先，保持设备清洁。发射机系统通常会在运行时产生一定的热量，如果设备表面或内部积聚过多的尘埃，则容易影响散热效果，甚至还会导致设备过热。因此需要定期清理发射机的表面和内部，使用吸尘器、风扇或压缩空气等清理工具并注意不损坏设备内部部件，保障设备能够在良好的通风状态下运行。

其次，定期检查和维护发射机的电源系统。电源是整个发射机系统的动力源，其稳定性直接影响设备的正常运行，定期检查电源连接是否良好、电缆是否受损，同时检查电源电压是否在正常范围内，另外可以利用专业的电源测试工具进行电压、电流和功率等参数的测试，保障电源系统的性能符合规格要求[5]。

再次，对发射机的冷却系统进行定期维护。发射机在运行过程中会产生一定的热量，冷却系统通过风扇、散热片等组件来保持设备的温度在可控范围内，检查冷却系统的运转状态并保障风扇正常工作，清理散热片表面的灰尘，保证冷却效果。此外对冷却系统的温度传感器和控制系统进行定期检查和校准，从而保障冷却系统能够在不同工作负荷下保持稳定的温度。

最后，定期进行设备的固件和软件更新。在时代发展过程中，制造商会发布新的固件或软件版本以提高设备的性能、修复已知的问题或增加新的功能，在进行更新时要注意仔细阅读更新说明，并了解更新的内容，保障操作过程中不会影响到设备的正常使用。在更新后还需要进行一系列的功能测试，从而验证设备的稳定性和性能是否符合预期。

4. 调频频段数字音频广播发射机技术的常见故障与维修

4.1 激励器ASI码流输入报警

激励器是负责增强音频信号的幅度从而保障信号的传输质量的一大部件。但是在常见故障中激励器ASI码流输入报警是一种出现的问题，这种问题的出现会影响整个广播系统的正常运行。

激励器ASI码流输入报警常见原因有ASI码流的异常，ASI码流是一种专门用于传输视频和音频信号的数字数据流，当激励器接收到的ASI码流出现问题时就容易触发报警，这种问题一般是来自码流的丢失、损坏或格式不符等。首先进行仔细地检查保障ASI码流的输入端口连接良好，确保其没有松动或损坏的情况。同时检查码流源是否正常输出，排除源头问题。另一个导致激励器ASI码流输入报警的原因是信号传输路径中的干扰或故障，在广播系统中信号传输路径涉及多个组件，比如传输线路、连接器、调制器等，维修时需要逐一检查这些组件来保障传输路径畅通无阻，因此需要使用专业测试仪器对信号路径中的各个节点进行测试，查明是否存在信号衰减、失真或干扰[6]。

4.2 激励器反馈信号电平過高或过低

当激励器反馈信号电平过高时存在多种原因，一种原因是输入信号过载，即输入的音频信号过于强大，这容易超出了激励器的处理范围，维修时可以通过降低输入信号的强度或通过外部音频控制设备进行调整，从而保障输入信号处于激励器可处理的范围内。激励器内部电路或放大器组件的故障也会造成相同的问题出现，在这种情况下需要对激励器进行仔细的内部检查，检查放大器电路是否存在元器件故障、电源问题或连接问题，然后可以替换受损的元器件或修复电路来保障激励器内部电路的正常运行。此外，由于反馈回路负责调整输出信号，从而来维持设定的电平，因此如果反馈回路存在问题，容易导致输出信号电平失控，在维修时可以注意检查反馈回路的电路连接、调整反馈回路的参数，这种方式可以仔细调整反馈回路的增益和阻尼系数，从而保障其稳定地工作。

4.3 功放输出功率过大报警

输入信号过强会造成功放输出功率过大，其出现的问题是输入信号的幅度超出了功放的处理范围，导致输出功率异常增大，维修时需要检查输入信号源的输出电平是否正常、是否符合功放的规格要求，因此需要使用专业的音频分析仪等测试设备来测量输入信号的幅度，进而让其在功放能够正常工作的范围内。功放内部电路的问题同样也会导致相同的问题出现，功放内部电路中含有放大器、滤波器等多个组件，只要其中某个部分出现故障，就非常容易造成输出功率异常，所以在维修时应该对功放进行仔细的内部检查，检查各个放大器级别的工作状态来确认其中是否存在元器件老化、损坏或连接问题。

4.4 检查开关装置

电源开关失灵作为一种非常常见的问题，电源开关是调频发射机的开关装置，它是用于控制设备的开关状态。当电源开关失灵时很容易出现设备无法启动或关闭。因此在检修过程中首先要检查电源开关的机械部分，以便保障其正常启动和断电，如果机械部分正常则需要检查开关电路，查找是否有松动的连接线或损坏的元器件。若是由于开关装置的接触不良的问题造成的，那么在使用过程中要注意是否是由于灰尘、氧化或磨损而导致的接触不良，所以需要进行检查开关装置的接触部分，清理存在的灰尘或氧化物[7]。

5. 结束语

通过对调频频段数字音频广播发射机技术的探讨了解了其关键组件和常见故障，这一技术的数字化特性使其在广播领域具有重要作用，提高了音频传输的效率和质量。在面对激励器、功率放大器、控制器等关键单元的故障时，分析和维修是保障广播系统稳定运行的关键。意识到维护数字音频广播发射机的日常工作十分重要，从机械结构到电路连接都需要维修人员具备专业知识和技能。在不断发展的广播技术中，理解和解决调频频段数字音频广播发射机技术中的问题是保障广播质量和服务可靠性的必经之路。希望本文能为广播领域的从业者和技术爱好者提供有益的参考，促进广播技术的不断创新和提升。

参考文献：

[1]曾才博. AWCDR-3000调频频段数字音频广播发射机系统原理及故障分析[J]. 西部广播电视， 2020， 41 （20）： 228-231.

[2]陈金辉， 韦曦奇， 陸光平. KFT-Ⅱ-S-933型3kW调频频段数字音频广播发射机（CDR）远程开关机改造方案[J]. 视听， 2019 （05）： 101-103.

[3]赵红雁. 数字无线电广播技术的问题及解决措施[J]. 西部广播电视， 2018 （18）： 207-208.

[4]王明哲. 浅谈HCM-10kW CDR调频频段数字音频广播发射机功放原理及维护[J]. 数字传媒研究， 2018， 35 （08）： 69-71.

[5]提文雁. 调频频段数字音频广播系统（FM-CDR）的应用研究[D]. 东南大学， 2018.

[6]吴智勇， 盛国芳， 李锦文. 中央广播节目无线数字化覆盖试点工程数字音频广播发射系统[J]. 广播与电视技术， 2015， 42 （07）： 24-26.

[7]群宗. 浅谈调幅广播到数字音频广播的发展[J]. 西藏科技， 2014 （04）： 78-80.

作者简介：张洪源（1983—），男，河北秦皇岛人，工程师，研究方向：广播视听。