關(guān)于數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器相關(guān)問題的探討

劉乃冰

摘 要 計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，有效推動(dòng)了廣播無線發(fā)射技術(shù)的數(shù)字化發(fā)展進(jìn)程。調(diào)頻廣播由于具有較強(qiáng)的抗干擾能力、信噪比高、帶寬頻帶寬、音質(zhì)好和效率高的諸多優(yōu)點(diǎn)，一些新型的數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器被不斷研發(fā)成功，提高了無線廣播的發(fā)射技術(shù)水平。在調(diào)頻發(fā)射機(jī)中，調(diào)頻激勵(lì)器作為其中最重要的核心組成部分，它的指標(biāo)和運(yùn)行狀態(tài)直接決定了整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)與性能。調(diào)頻激勵(lì)器不僅是發(fā)射機(jī)工作的核心，同時(shí)還承擔(dān)著發(fā)射機(jī)故障處理和報(bào)警的責(zé)任，一旦發(fā)射機(jī)運(yùn)行中發(fā)生故障，調(diào)頻激勵(lì)器會及時(shí)進(jìn)行動(dòng)作，以此來保證發(fā)射機(jī)運(yùn)行的安全。數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器作為廣播發(fā)射系統(tǒng)的重要部件，直接關(guān)系到廣播發(fā)射系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 調(diào)頻廣播；發(fā)射系統(tǒng)；數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器；原理；鎖相電路；維護(hù)

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）199-0087-02

1 調(diào)頻激勵(lì)器和數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器概述

調(diào)頻激勵(lì)器主要分為模擬激勵(lì)器和數(shù)字激勵(lì)器，這其中模擬激勵(lì)器主要采用頻率調(diào)制技術(shù)和模擬信號處理，當(dāng)前模擬激勵(lì)器的技術(shù)指標(biāo)與數(shù)字激勵(lì)器已相差不大，而且一般支持?jǐn)?shù)字音頻格式的輸入，在模擬載波調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)字音頻接口，能夠利用DSP來處理輸入的音頻信號，并進(jìn)行編碼處理，然后再對編碼后的信號進(jìn)行調(diào)制，這不僅有效的與技術(shù)發(fā)展的需求相適應(yīng)，而且也為數(shù)字廣播的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。數(shù)字激勵(lì)器主要依托于DSP和DDS，對于組建單頻同步廣播網(wǎng)更具便利性，在數(shù)字音頻廣播系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用。相較于模擬激勵(lì)器，數(shù)字激勵(lì)器在性能上更為優(yōu)越，但其成本相對較高，因此在當(dāng)前還以模擬激勵(lì)器作為調(diào)頻廣播的主要激勵(lì)器。數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器主要以模塊化結(jié)構(gòu)為主，包括調(diào)頻調(diào)制器、音頻處理模塊、激勵(lì)器功放、電源模塊和監(jiān)控模塊等部分，不僅與調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)的性能息息相關(guān)，還要承擔(dān)著調(diào)頻發(fā)射機(jī)故障警報(bào)和故障處理的工作，以此來保證調(diào)頻發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行。在具體運(yùn)行過程中，數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器主要是通過處理輸入音頻及附加信道信號，并進(jìn)一步合成基帶信號，將其調(diào)制到對應(yīng)的波段載波上，利用激勵(lì)器功放對其放大輸出，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)頻廣播信號的發(fā)射。

2數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器各模塊功能與原理

2.1 音頻處理模塊

音頻處理模塊作為數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器中非常重要的組成部分，利用其來完成立體聲編碼。特別是隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在當(dāng)前數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器音頻處理模塊中，不僅提供了MONO/STEREO/ MPX信號的輸入接口，同時(shí)還提供了附加信道信號的輸入接口。而且在最初設(shè)計(jì)時(shí)數(shù)字音頻接口也具有多樣性，可以選擇相應(yīng)的數(shù)字音頻接口，以此來支持不同數(shù)字式輸入。

2.1.1 音頻的預(yù)處理

利用音頻處理模塊進(jìn)行音頻預(yù)處理過程中，需要對音頻輸入信號的幅度進(jìn)行調(diào)整，主要以可控音頻衰減器的衰減量設(shè)置和輸入阻抗選擇等為主。這其中利用可控音頻衰減器能夠在一定電平范圍內(nèi)對音頻信號設(shè)置標(biāo)稱值，可以將其稱為標(biāo)稱電平。

2.1.2 預(yù)加重處理

通常在選擇模擬開關(guān)控制預(yù)加重常數(shù)過程中，通過預(yù)加重處理能夠?yàn)閿?shù)字調(diào)頻激勵(lì)器提供相應(yīng)的常數(shù)。

2.1.3 立體聲編碼器與限幅器

對于立體聲編碼器，主要是利用軟開關(guān)方式來處理左右路信號，并與19kHz導(dǎo)頻混合。而且編碼后的信號主要以左右路信號、抑制副載波調(diào)幅后左右路信號差和導(dǎo)頻音為主。相較于矩陣式和硬開關(guān)等編碼方式，軟開關(guān)方式具有分離度高及失真小的特點(diǎn)。在音頻輸入信號遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)稱電平時(shí)，則需要利用限幅器來對輸出復(fù)合基帶信號的幅度進(jìn)行調(diào)整，以此來對總調(diào)制頻偏進(jìn)行有效控制，確保其處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

2.2 調(diào)頻調(diào)制器

2.2.1 電平調(diào)理和VCO

利用電平調(diào)理來對音頻處理模塊送入合成基帶信號的幅度進(jìn)行調(diào)整，這樣在輸入標(biāo)稱音頻時(shí)，能夠有效的將基帶信號總調(diào)制控制在標(biāo)準(zhǔn)的頻偏。在對變?nèi)荻O管進(jìn)行調(diào)頻過程中會用到VCO，并能夠產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的振蕩信號。

2.2.2 鎖相頻率合成器

在調(diào)頻調(diào)制器中，鎖相頻率合成器主要以鑒相器和分頻器等為主，經(jīng)過分頻后的VCO振蕩頻率，將其與基準(zhǔn)頻率進(jìn)行比較，然后可以將輸出差拍電壓送入到環(huán)路濾波器中，在鎖定狀態(tài)下鑒相器會輸出直流信號，并能夠給出鎖定指示。

2.2.3 環(huán)路濾波器與捕捉帶控制

利用環(huán)路濾波器來濾除掉鑒相器輸出的差拍信號中的和頻成分和高頻干擾，然后將其送入到VCO中，這樣振蕩頻率則會更逼近于待鎖定值。而捕捉帶控制主要用于鎖定過程中，用其來擴(kuò)大捕捉帶和加快鎖定速度。當(dāng)鎖定完成后，利用捕捉帶控制來減少捕捉帶，以此來提高系統(tǒng)的抗干擾能力，確保鎖定狀態(tài)的穩(wěn)定性和可靠性。

2.2.4 輸出放大器

輸出放大器是對VCO輸出功率進(jìn)行放大，推動(dòng)激勵(lì)器功放，提高傳輸過程中信號的抗干擾能力。輸出放大器僅在鎖定狀態(tài)下，有輸出要求時(shí)才會執(zhí)行放大輸出功能。

2.3 激勵(lì)器功放與電源模塊

對于已調(diào)制載波進(jìn)行放大過程中需要利用激勵(lì)器功放來完成，主要是將已調(diào)制載波經(jīng)過低通濾波器或是帶通濾波器、定向耦合器，然后再進(jìn)行輸出，對載波功率進(jìn)行放大主要依賴于推動(dòng)級和末級來進(jìn)行。這其中需要注意末級功放管要在丙類狀態(tài)下進(jìn)行工作。而電源模塊其主要是提供供電任務(wù)，通常會利用其來為數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器模塊供電，供電過程中一般會采用開關(guān)電源，以其來控制電源紋波和EMI。由于不同地區(qū)電網(wǎng)的參數(shù)之間存在一定的差異，因此對于數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器電源電壓和工作頻率容限范圍來講，其在設(shè)計(jì)時(shí)都會較寬，以此來提高其適用性。

3 數(shù)字調(diào)制激勵(lì)器鎖相電路的維護(hù)

數(shù)字調(diào)制激勵(lì)器鎖相電路作為一種動(dòng)態(tài)環(huán)路控制電路，一旦電路出現(xiàn)故障，則會影響數(shù)字調(diào)制激勵(lì)器的正常運(yùn)行。因此在實(shí)際工作中，需要做好鎖相電路的維護(hù)工作，針對環(huán)路的工作狀態(tài)來對鎖相電路故障進(jìn)行判斷，并針對具體的故障來采取相應(yīng)的處理措施。在實(shí)際對鎖相電路維護(hù)工作中，需要在接通電源的情況下，對電源和電壓進(jìn)行檢查，觀察VCO壓控電壓所處的范圍是否在規(guī)定范圍之內(nèi)。當(dāng)這一切都沒有問題時(shí)，需要對鑒相器的頻率預(yù)置撥碼進(jìn)行檢查，針對具體情況在必要時(shí)可以對撥碼進(jìn)行重新預(yù)置，并對觸點(diǎn)接觸是否良好進(jìn)行檢查，避免由于灰塵及振動(dòng)而造成觸點(diǎn)出現(xiàn)接觸不良的情況。對鑒相電路輸入端的信號頻率是否正常進(jìn)行檢查，以此來對故障原因及范圍進(jìn)行確定。同時(shí)還要對晶體基準(zhǔn)電路和分頻電路進(jìn)行檢查，這主要是由于鎖相電路故障發(fā)生時(shí)，由于晶體外接時(shí)起振電容容值變化容易導(dǎo)致失鎖故障發(fā)生，因此在鎖相電路維護(hù)工作中需要重視對晶體基準(zhǔn)電路和分頻電路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢查。當(dāng)鑒相器輸入的基準(zhǔn)頻率處于正常范圍時(shí)，這種情況下需要對RF載頻采樣信號進(jìn)行檢查，在具體檢查過程中，這部分電路十分復(fù)雜，具體工作量較大，因此會先檢測分頻器，然后再對壓控振蕩器進(jìn)行檢查，這樣逐級檢查后能夠有效的提高工作效率，并快速找出故障位置。另外還要對環(huán)路濾波器進(jìn)行檢查，以此來對濾波電容是否存在漏電情況進(jìn)行確認(rèn)。在完成上述一系列檢查后，如果故障還存在，則需要將鑒相器集成電路進(jìn)行替換，從而確保鎖相電路的正常運(yùn)行。

4 結(jié)論

數(shù)字調(diào)頻激勵(lì)器在對數(shù)字音頻處理時(shí)主要是采用數(shù)字信號處理和直接數(shù)字頻率合成技術(shù)，相較于模擬激勵(lì)器，數(shù)字激勵(lì)器在失真及信噪比等方面的性能較為顯著，而且在實(shí)際應(yīng)用過程中，能夠?qū)敵鲂盘柕南辔弧㈩l率和幅度進(jìn)行精確仍然排名，將其應(yīng)用在調(diào)頻廣播發(fā)射系統(tǒng)中具有非常好的效果。

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