DMR2000大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器簡(jiǎn)介

（國(guó)家新聞出版廣電總局2021臺(tái)，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

DMR2000大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器簡(jiǎn)介

孟憲強(qiáng)

（國(guó)家新聞出版廣電總局2021臺(tái)，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

本文對(duì)DMR2000大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器的功能和工作原理進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，并列舉了改造前后的對(duì)比。

短波發(fā)射機(jī);數(shù)字;調(diào)制器

1 前言

圖1

圖2

大功率PSM短波發(fā)射機(jī)，在我國(guó)的對(duì)外覆蓋以及對(duì)內(nèi)實(shí)驗(yàn)任務(wù)中具有廣泛應(yīng)用，數(shù)字調(diào)制器是PSM短波發(fā)射機(jī)的核心處理設(shè)備，意義重大：

（1）國(guó)產(chǎn)化的模擬PSM控制器，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和自主化，同時(shí)在指標(biāo)方面和進(jìn)口設(shè)備還存在一定的差距。

（2）美國(guó)大陸公司進(jìn)口的模擬調(diào)制器信噪比指標(biāo)差，無(wú)法滿足現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)播出要求。

（3）THALES公司進(jìn)口的2500D型500KW發(fā)射機(jī)，雖然其數(shù)字調(diào)制器信噪比指標(biāo)可以滿足現(xiàn)有優(yōu)質(zhì)播出要求，但是其維護(hù)復(fù)雜、價(jià)格高、訂貨周期長(zhǎng)、進(jìn)口受制于人。

DMR2000大功率短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器系我國(guó)自主開發(fā)、具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字化PSM調(diào)制控制器，在改善發(fā)射機(jī)“雜音、頻響和失真”三大指標(biāo)上有明顯提高，可應(yīng)用與各功率等級(jí)的PSM短波發(fā)射機(jī)型上，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)播出的同時(shí)維護(hù)方便。價(jià)格合理，最主要的是可以徹底擺脫進(jìn)口，對(duì)國(guó)家安全有重要意義。

表1

2 系統(tǒng)功能簡(jiǎn)介

（1）主從（MAST—SLAVE）式異步并行結(jié)構(gòu)，MAST端由綜合算法版上的DSP控制；其他板卡及板上器件處于總線的SLAVE端。高效的DMA傳輸方式便于各種控制信息在板卡之間傳遞。這些控制信息包括：各板卡工作狀態(tài)、PSM系統(tǒng)工作參數(shù)、模塊工作參數(shù)。

（2）關(guān)鍵信號(hào)使用專用線路，保證重要信息處理的實(shí)時(shí)性和可靠性。這些信息重要包括：音頻信號(hào)，快速保護(hù)信號(hào)、PSM控制器的本機(jī)操作信號(hào)、模塊開關(guān)信號(hào)和發(fā)射機(jī)反饋信號(hào)。

（3）全程數(shù)字化處理，采用如下關(guān)鍵技術(shù)：

a 使用“信號(hào)過(guò)采樣”技術(shù)將量化噪聲信號(hào)分布到更寬的頻譜范圍內(nèi)，從而降低帶內(nèi)噪聲功率譜密度；“噪聲整形”技術(shù)將量化噪聲調(diào)制到帶外高頻端。通過(guò)這兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合有效提高“粗糙”量化器的帶內(nèi)信噪比。

b 階梯放大的過(guò)程中，通過(guò)功率模塊采取循環(huán)導(dǎo)通的策略，降低IGBT的開關(guān)速度來(lái)降低模塊在開關(guān)跳變過(guò)程中的熱損耗；同時(shí)保證了各個(gè)功率模塊的負(fù)載平衡，延長(zhǎng)模塊的平均使用壽命。

c 利用數(shù)字信號(hào)處理的方法，通過(guò)對(duì)發(fā)射低周系統(tǒng)經(jīng)行合理的輸出補(bǔ)償措施，來(lái)改善發(fā)射機(jī)整機(jī)的電聲指標(biāo)。

d 功率模塊輸出電壓誤差較大，在循環(huán)導(dǎo)通的過(guò)程中形成開關(guān)噪聲，并落在音頻范圍內(nèi)，形成相對(duì)較強(qiáng)雜音電平，我們稱之為循化噪聲。為了克服這一問(wèn)題，我們?cè)O(shè)計(jì)了高精度數(shù)字化功率模塊和控制板。

3 理論支持

（1）過(guò)采樣--噪聲頻譜分散技術(shù)如圖1所示。

過(guò)采樣技術(shù)：

（2）沖量等效&PWM調(diào)制

沖量等效原理：沖量相等而形狀不同的窄脈沖，作用在具有慣性的環(huán)節(jié)上時(shí)，其效果基本相同。如圖2所示。

（3）Dither——抖動(dòng)

Dither原理：在信號(hào)量化之前，加入一個(gè)與輸入信號(hào)無(wú)關(guān)的dither噪聲信號(hào)，經(jīng)量化器輸出后再去除dither信號(hào)，以求量化器達(dá)到特定性能參數(shù)指標(biāo)改善的目的。其本質(zhì)就是用Dither信號(hào)的頻譜來(lái)擾亂（平均）或搬移量化噪聲的頻譜。

dither方式：頻譜分布——寬帶和窄帶；幅度——大幅和小幅

PSM調(diào)制器的抖動(dòng)：三角波——PWM調(diào)制&周期性小幅抖動(dòng)。

結(jié)語(yǔ)

改造后的短波發(fā)射機(jī)指標(biāo)在各方面都有明顯改善，尤其是信噪比提升顯著，在指標(biāo)都達(dá)到甲級(jí)的情況下實(shí)屬不易（如表1所示）。

[1]張英．短波發(fā)射機(jī)中三角波幅度變化對(duì)失真指標(biāo)的影響[N]．電子報(bào)，2010．

TN93

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