仁青次仁

【摘要】发射机的稳定运行主要依赖于各部件之间的高效配合，当发射机出现故障时，通过其运行原理可以实现对故障原因和位置的准确判断。因此，提出中波调幅广播发射机工作原理分析研究。在研究了发射机中频率合成器、音频处理器以及功放盒主要作用的基础上，对频率合成、驱动放大和电平转换功能的实现方式进行全面分析。

【关键词】中波调幅广播发射机;频率合成器;音频处理器

中图分类号：TN929                    文献标识码：A                    DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.18.002

随着互联网技术的逐步发展以及电子产品的迅速普及，传播媒介实现了“大换血”，纸媒为主的时代正式退出历史舞台，电视和广播也逐渐被以移动终端为主的传播媒介代替。在此背景下，广播要实现新的发展与突破，首先要做的就是优化自身。为此，最主要的就是对发射机进行升级，提高信号的稳定性、覆盖性以及安全性，以此为基础在内容和形式上发展出更加多样化的创新。现阶段，广播发射器使用最广泛的就是中波调幅类型的发射机，与其他类型的发射机相比，其具有更高的使用范围，由于具有调幅功能，能够确保广播信号在不同环境内的稳定传播。考虑到中波调幅广播发射机使用方法的准确性直接关系到其寿命，另外，设备的维护与维修都是影响设备工作效率的因素，而这些都是建立在对发射机运行原理充分了解的基础之上的。因此，本文分析中波调幅广播发射机的工作原理。

基于此，本文提出中波调幅广播发射机工作原理分析这一研究。在明确了构成中波调幅广播发射机关键部件的基础上，分析了其运行的原理。通过本文的研究，以期为提高中波调幅广播发射机运行的稳定性、改善发射机使用寿命提供有价值的参考。

1. 中波调幅广播发射机的组成分析

为了实现对中波调幅广播发射机工作原理的分析，首先要了解发射机的主要部件组成及作用，为此，本文对发射机中的核心部件，包括频率合成器、音频处理器以及功放盒进行分析。

1.1 频率合成器

频率合成器是中波调幅广播发射机的核心部件，主要负责将信号频率的频率转化为与接收设备匹配的形式，因此，其主要应用的技术是频率合成技术。现阶段，该部件主要是以数字芯片为主要控制载体实现了，考虑到广播信号在传播过程中会受到干扰，因此，芯片在控制频率合成时一般具有较高的分辨率，以此确保接收端可以准确识别发射信号。同时，转换频率的速度决定着接收端接收到信号的连续性，为此，频率合成器的运行频率会受到接收端与发射机距离的影响。当二者之间的距离较近时，频率会相应地适当增加，而当二者之间的距离较远时，频率也会相应降低，以此避免出现信号叠加，影响接收端的采集效果。除此之外，广播发射机的发射信号的多样性也决定了信号频率具有较大的宽度，这就决定了频率合成器要具备较宽范围内的频率合成功能，对于部分相位噪声明显较低的信号，能够实现完整整合，确保最终发射信号的纯度满足接收端的接收标准，避免出现信号丢失的问题。

1.2 音频处理器

音频处理器在某些发射机中也叫调制器，主要负责对信号的检测与处理，主要由压缩器、窗口比较器、线性检波器三部分构成。其中，压缩器主要控制音频的频率波动幅度，可变增益单元对幅度较大的信号进行压缩，确保其振动范围在频率合成器的合成范围内，放大单元将频率波动较小的信号进行放大处理，避免在频率合成阶段由于信号波动变化较小造成信息丢失，影响最终发射信号的准确性。其电路图如图1所示。

通过二者的协同作用，压缩器能够对失真调节端作出准确调节，使失真达到最佳状态。窗口比较器主要是判断处理后信号是否符合要求，因此，设置电平极限值，避免窗口输入的信号超过极限值，且该值大小主要由频率合成器的运行条件决定。若音频信号过低，窗口比较器会自动输出高电平，若音频信号过高，窗口比较器则会自动输出低电平。若音频信号高于0dB时，作压缩处理;当音频信号大于20dB時，作失真处理。同时，通过线性检波器也可实现对发射机发射信号波动幅度的调节，以此满足用户的不同要求。

1.3 功放盒

功放盒是发射机功率输出的核心部件，输出的载频功率由其出厂设置决定，在对该部件进行选择时，主要依赖于光比发射机的实际应用范围。该组件上含有一个输入电流表，其主要作用是显示功放盒的总电源电流，是判断发射机运行状态是否出现异常的关键，另外也是发射机输出量最直观的表现。当发射机的输出越高时，电流表的示数越高，相反，则示数越低。在发射机投入使用前，会根据其辐射范围对其功率范围进行设定，以此设置电流表的阈值，当示数超过该范围时，则可以判断发射机出现载频异常。驱动放大器发送的载频驱动信号经过调频缓冲后，也会将载频信号的幅度控制在75～100V范围内，并最终以正弦波信号的形式由功放盒发射。在此过程中，调制驱动信号中不仅含有载波电平，还包括调制音频信息，二者皆为可变脉冲宽度方波。

2. 中波调幅广播发射机的运行原理分析

2.1 频率合成

由于信号接收端的类型是多样化的，因此，发射机的运行需求是动态变化的，为了确保频率合成器满足不同条件下的合成要求，一般是以可编程DDS系统实现对其的控制，同时，在数模转换（DAC）和高速比较器的协助下，实现对不同信号频率的合成。当确定待合成的信号频率后，可编程 DDS系统的数据输入存储器对信号的频率进行存储，并由频率相位数据寄存器提取频率的相位值，提取到的结果转发至高速DDS中，在该模块通过相位累加器的加法器和N位相位寄存器实现对频率的初步叠加。为了确保该过程不会对发射机的发射频率产生影响，外部设有一个参考时钟，通过将时钟的时间与发射周期保持一致，确保步长递增的时间满足发射机运行要求，在此基础上，再将叠加后的频率与正弦查表中的信息对比，将对应的正弦波频率作为频率合成的输出结果，并通过对步长间距进行调节实现对目标频率进行设置，该过程可表示为

其中，K表示频率常数f0时的激励频率，f0为原频率，f为目标频率。得到对应激励频率后，需要将K的整数部分转换成二進制，计算出最终的输出频率。值得注意的是，这种输出的调整是通过对拨码开关状态的转换实现的。表1为拨码不同状态对编码。

根据编码对应关系以及上文的计算结果，输出目标波形，完成频率合成。

2.2驱动放大

驱动放大主要是针对频率波动范围较小的信号而言的。其主要目的是避免由于频率波动不明显导致合成阶段丢失该部分信息，导致最终的合成频率可靠性和完整性降低。

放大处理前，信号会经过前置放大板，并在该环节叠加一个直流电压，使信号变成了的频率范围达到0～15V范围内，并具有脉冲属性，这样做的目的是确保放大阶段不会对原本的信号频率属性产生破坏。完成转变后的信号会在线性检波器检波合格后以两路同相信号的形式向下一环节传递，在辅助器的推动作用下，与线路绕组共同组成推挽电路。同时，压缩器中的沟道增强型场效应管与减弱型场效应管之间会形成互补关系。在这种两极化的效应下，信号波会形成两个相位相差，次级绕组在180°的电势作用下，推动由两个推挽电路输出推动末级三路功率放大板运行。此时，压缩器驱动放大取样电路，实现对信号的驱动放大。

2.3 电平转换

电平转换由三极管和电平驱动电路组成。若调制器输入信号为0，驱动电路会将其放大，对应的逻辑也会转化为1，此时的信号脉冲宽度即转变为方波，经过功放盒内三极管的调制后，电平转重新换成逻辑0，此时的电压值转化为与输入阶段大小相等的负值，对应的逻辑1也为与放大阶段大小相等的负值，这种变化会激活调制驱动信号把小电流的方波变换成大电流驱动，实现电平转换，满足效应管的饱和导通需求。稳压二极管提供的电源电压为相对电源电压，大小主要取决于逻辑状态。

3. 结束语

中波调幅广播发射机已经成为现阶段广播系统运行的关键设备，作为控制广播信号稳定性和可靠性的核心部件，对其工作原理进行全面研究不仅对于设备的合理使用，也同样关系到后期设备的维护与检修工作的开展。本文提出中波调幅广播发射机工作原理分析这一文章，在明确了发射机构成的基础上，对其运行原理作出了全面分析。通过本文的研究，以期为中波调幅广播发射机的使用、维护、故障检测以及维修提供有价值的参考。

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