發(fā)射機(jī)調(diào)幅度的精準(zhǔn)計(jì)算及控制方法

祖力皮艷木·達(dá)吾提

廣播發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度關(guān)系廣播信號(hào)的有效覆蓋及廣播信號(hào)的可聽度，調(diào)制度的高精度監(jiān)測和科學(xué)合理的控制，在保證廣播發(fā)射臺(tái)的“三滿”播出方面起到至關(guān)重要的作用。發(fā)射機(jī)的調(diào)制度指的是給發(fā)射機(jī)輸入的音頻信號(hào)對(duì)發(fā)射機(jī)載波的控制力度，在0%～100%，超過100%算過調(diào)制，由于音頻信號(hào)的頻率為20～20 000 Hz，且不同頻率成分信號(hào)的強(qiáng)弱不一樣，因此音頻信號(hào)的不同頻率成分對(duì)發(fā)射機(jī)載波的控制力度也不一樣。我們把不同的音頻頻率成分對(duì)發(fā)射機(jī)載波的控制程度的量化值叫做音頻頻帶段對(duì)發(fā)射機(jī)調(diào)制度的“貢獻(xiàn)率”。

1 音頻信號(hào)的特點(diǎn)

在一般的理論研究中，往往把頻率為1 kHz的正弦波信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)的音頻信號(hào)來研究，平時(shí)也把1 kHz的音頻信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)對(duì)載波進(jìn)行調(diào)制，得到相應(yīng)的調(diào)制度值。這樣我們只能得到相對(duì)調(diào)制度參考值，但是實(shí)際音頻信號(hào)對(duì)載波的控制過程絕不是單一頻率信號(hào)對(duì)載波的控制過程那么簡單。由于音頻信號(hào)的頻率20～20 000 Hz帶寬的復(fù)合頻率信號(hào)，其中每一個(gè)頻率信號(hào)強(qiáng)度不一樣，因此每一個(gè)頻率對(duì)調(diào)制幅度的貢獻(xiàn)率也不一樣。要得到廣播信號(hào)高精度的調(diào)幅度值，必須要考慮音頻信號(hào)不同頻率對(duì)調(diào)制度產(chǎn)生的影響力問題。

圖1是一段音頻信號(hào)的波形圖，要得到每一個(gè)頻率對(duì)調(diào)幅度的影響力，必須先要得到音頻信號(hào)每一個(gè)頻率的振幅。

比如：對(duì)音頻連續(xù)采樣一般是4 096個(gè)點(diǎn)，考慮到音頻文件的采樣率一般是44.1 k，所以就是取了1/10 s之內(nèi)的數(shù)據(jù)。然后對(duì)這4 096個(gè)點(diǎn)作快速傅里葉變換，就得到了頻譜圖。頻譜圖的信息是4 096個(gè)點(diǎn)，每一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的就是這個(gè)頻率上的振幅。

圖2是在此時(shí)間點(diǎn)上的頻率分布情況，也就是所謂的頻譜圖。嚴(yán)格來說，應(yīng)該是這100 ms秒內(nèi)的平均情況。

圖1 音頻信號(hào)的波形圖

圖2 音頻信號(hào)的頻譜形圖

2 高精度調(diào)幅度的計(jì)算方法

（1）對(duì)發(fā)射機(jī)的輸入音頻進(jìn)行44.1 kHz的高速采集，并對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行頻譜分析。（2）把音頻信號(hào)以每100 Hz為一個(gè)帶寬單位，共分200個(gè)音頻帶寬段。（3）根據(jù)瞬時(shí)調(diào)幅度計(jì)算公式（音頻幅度/載波幅度）分別計(jì)算出每一個(gè)音頻帶寬對(duì)載波的調(diào)制力度（程度）。（4）與總調(diào)制度比較的方法得出每一個(gè)音頻帶寬段對(duì)調(diào)幅度的貢獻(xiàn)率。（5）根據(jù)不同音頻帶寬段對(duì)調(diào)幅度的貢獻(xiàn)率，分析出對(duì)發(fā)射機(jī)貢獻(xiàn)率最大和對(duì)發(fā)射機(jī)貢獻(xiàn)率最小的音頻頻率范圍。

3 調(diào)制度的控制方法

（1）出現(xiàn)過調(diào)制時(shí)，對(duì)調(diào)制度貢獻(xiàn)最大音頻頻率段和對(duì)調(diào)制度貢獻(xiàn)最小的音頻頻率段進(jìn)行不同比例的壓縮，保證發(fā)射機(jī)調(diào)制度快速得到壓制的前提下，使調(diào)制度貢獻(xiàn)率小的音頻頻率得到保護(hù)，保證音頻信號(hào)的保真度，避免發(fā)射機(jī)出現(xiàn)過調(diào)制時(shí)，因?qū)Πl(fā)射機(jī)的音頻信號(hào)頻率統(tǒng)一進(jìn)行現(xiàn)行壓縮導(dǎo)致的信號(hào)失真（部分頻率損失）。（2）當(dāng)發(fā)射機(jī)出現(xiàn)欠調(diào)制度時(shí)，對(duì)調(diào)制度貢獻(xiàn)最大音頻和對(duì)調(diào)制度貢獻(xiàn)最小的音頻頻率進(jìn)行不同比例的提升，保證發(fā)射機(jī)調(diào)制度自動(dòng)閉環(huán)式順環(huán)提升及音頻不出現(xiàn)失真的前提下，保證發(fā)射機(jī)的平均調(diào)幅度保持在比較合理的水平，防止出現(xiàn)較頻繁的過調(diào)制現(xiàn)象發(fā)生。

總的來說，只要精確地計(jì)算出信號(hào)調(diào)制度的情況，根據(jù)所計(jì)算出的調(diào)制度值及其變化情況，采取相應(yīng)的調(diào)制度控制措施，可以從根本上保證發(fā)射機(jī)調(diào)制度處于正常狀態(tài)。