数字调频激励器简析

2022-09-11

随着广播事业的发展, 全固态调频立体声广播发射机已经被广泛应用, 调频激励器是整机中最重要的组成部分在输出功率要求较小的情况下, 调频激励器也可直接作为发射机。发射机的电气性能指标基本是由激励器决定的, 激励器指标的好坏对整机性能有很大影响, 因此现在普遍采用数字激励器。数字调频激励器是调频发射机的信息处理的核心, 它又部分承担着发射机故障处理和报警的责任, 即调频激励器应对自身及发射机整机进行监控, 在发射机运行出现故障时需进行自身调整来保证发射机运行正常和安全。数字调频激励器主要由音频处理模块、调频调制器、激励器功放、监控模块, 电源模块等部分组成。而且都采用了最新的数字电路技术即用数字信号处理 (D S P) 和直接数字频率合成 (D D S) 等技术对数字音频进行处理调制信号就是全新的数字音频, 通过内部全数字立体声编码器和调制器使调频信噪比和立体声分离度、谐波失真等指标有很大提高。

具备完善功能的调频激励器可分为系统硬件和系统软件两部分, 系统硬件完成对音频信号的编码, 合成基带信号的调频调制, 射频信号的放大等功能, 而系统软件则对系统硬件进行实时监测和控制, 并根据用户要求完成各种智能化处理。

硬件原理如下。

1 音频处理模块

音频处理模块的一个重要功能是完成立体声编码。根据一些国家对不同立体声制式的研究和试验, 同时推荐了“导频制” (抑制副载波调幅) 和“极化调制制” (双边带调幅) 两种制式作为立体声调频广播的优选制式, 这两种制式都具有与普通单声道调频广播兼容的优点。

2 调频调制器

调频调制器采用锁相环技术产生精确频率的载波 (87.5-108MHz) , 并将合成基带信号调制到该载波上。集成锁相环频率合成调制技术, 使调频调制器具有良好的调制跟踪特性, 频率设置和控制都比较容易频率稳定度可达±1 p p m。目前, 国际上较为领先的激励器产品其调频调制器的信噪比 (RMS) 均超过80d B。

3 激励器功放

激励器功放对已调制载波进行功率放大, 并经低通滤波器 (或带通滤波器) 及定向耦合器后输出, 末级功放管通常工作在丙类状态。低通滤波器 (或带通滤波器) 滤除载波的高次谐波。定向耦合器:常见的是微带定向耦合器, 也有采用传输线定向耦合器或直接电容耦合方式的。功率检波环节:在常见的激励器功放中, 广泛使用二极管峰值检波;一个较新的应用是使用对数线性功率检波器, 其输出电压与R F功率呈精确线性。

4 监控模块

监控模块负责维持和监控激励器的正常工作, 保障系统工作于最佳状态;它还为用户提供LCD或L E D显示, 并接受用户输入 (输入方式包括键盘、脉冲编码器、串行接口等) , 以实现用户对工作参数的设置和对工作状态的查询。同时, 监控模块还应具备远端连接功能, 可与共同构成发射机的后级功放或主控单元等构成外环, 实现整机ALC。

5 电源模块

电源模块为激励器各模块供电, 目前各激励器厂商有采用线性变压电源的, 也有采用开关电源供电的, 其关键是对电源纹波及E M I的控制。为适应不同国家和地区的电网, 激励器电源电压及工作频率的容限范围应足够宽。

软件原理:一个较为完善的激励器控制系统软件必然具备以下功能:人机对话、实时监控、故障报警及处理、数据存储、工作状态切换和遥测遥控等。

5.1 人机对话

监控系统软件应提供友好的人机对话界面, 并可简易输入, 便于用户参与。RVRPTX-L C D调频激励器配有大视域液晶显示屏, 可显示从开机到运行停止全过程的各种信息, 并采用脉冲编码器取代传统键盘;

5.2 实时监控

监控系统软件需对激励器当前运行状态进行即时监测和分析, 实时更新状态显示, 并能维持激励器 (内环) 或发射机整机 (外环) 的输出功率基本不变, 即实现A L C功能。

5.3 故障报警及处理

监控系统软件应在激励器或发射机出现故障时立即响应并做适当的处理, 还应为用户提供报警信息及故障记录, 方便用户查询。

5.4 数据存储

数据存储功能包括对用户设定的工作参数及运行过程中的状态数据的存储。

5.5 工作状态切换

激励器应能在主工作状态和备份工作状态之间快速切换, 以保证发射机的长期连续工作, 这在具有一个或多个备份激励器的发射机系统中非常重要。

5.6 遥测遥控

激励器应具备良好的联网工作能力, 可与发射机的控制单元或P C机通讯, 以实现遥测遥控。目前常见的是通过串行接口 (RS232或RS485) 、USB接口或网络接口, 实现对激励器工作状态的远程查询及对工作参数的在线修改。

意大利RVR公司生产的PTX30-LCD被广泛应用在调频发射上, 为了更全面的了解数字激励器, 下面就其使用和设置做一简要介绍。面板共有8个指示灯包括4个工作指示灯和4个报警指示灯, 这些可以使我们能够准确的了解激励器的状态。O N-开机指示, 发光二极管指示激励器工作。ONAIRO-工作正常指示, 表示激励器输出功率正常。REMOTEO-遥控指示, 表明激励器处于遥控工作方式。P W R S E T O K-功率设置正常指示, 发光二极管不闪烁时表示激励器已接受功率设置, 闪烁时表示激励器还未接受功率设置。G E N-ERAL-一般故障指示。UNLOCK-锁定, 表示激励器频率设置未锁定。S.W.R.-驻波比, 指示驻波比过大保护。E X T R F.M U T E-激励器封锁指示, 红灯亮时表示激励器封锁。另外数字激励器的参数设置也很重要, 它决定着发射机的重要指标, 主要有输出功率设置、功放开关设置、工作频率设置、预加重设置等。此外该激励器还可以设置通讯端口的参数、导频信号的相位、输入阻抗、采用哪种标准、监测功放前级和末级的电压电流、末级功放的温度、调制度等多项参数。

现在有的数字调频激励器还配有控制器。数字调频激励器的控制器是激励器的监控装置, 它通过与数字调频激励器的接口电路相连, 能对激励器的各个状态及发射机的部分状态进行检测并且向激励器发出控制命令。控制器作为系统的监控模块, 负责维持和监控激励器的正常工作, 保障系统工作在最佳状态;它还为用户提供L C D显示, 并接收用户的输入, 以实现用户对工作参数的设置和对工作状态的查询;同时, 控制器还具备远端连接功能, 可与共同构成发射机的后级功放或主控单元等构成外环, 实现整机的自适应逻辑控制。数字调频激励器的控制器实质上是对数字调频激励器进行监控, 因此它具有对激励器进行状态检测显示的功能, 还能发出相应的控制信号对激励器进行控制, 尤其是在出现故障时能够及时地采取相应的保护措施。

摘要：本文介绍了数字调频激励器分析。

关键词：调频,激励器,RVR公司