李 媛

（國家新聞出版廣電總局五九四臺，陜西 咸陽712028）

0 引言

TSW2500型500kW短波發(fā)射機是目前世界上最先進的短波發(fā)射機之一,PSM發(fā)射機的主要組成部分有：射頻級，脈階調(diào)制器（PSM），發(fā)射機控制部分，電機控制,電源和冷卻部分，相關(guān)的安全裝置用于保護工作人員的安全。這里主要介紹諧波失真與互調(diào)補償單元(HDC)在發(fā)射機工作系統(tǒng)中的原理和方式以及其在發(fā)射機系統(tǒng)的作用，然后從諧波失真與互調(diào)補償單元(HDC)的組成詳細介紹其各個部件的作用，以及發(fā)射機諧波失真與互調(diào)補償單元(HDC)本身在發(fā)射機系統(tǒng)中的作用作了簡要描述。

1 諧波失真與互調(diào)補償單元（HDC）原理

1．1 諧波失真與互調(diào)補償單元的組成

PSM單元、電子管放大器、RF部分以及RF/AF檢測器都屬于發(fā)射機通路的非線性部分，預(yù)補償系統(tǒng)的作用是改變音頻輸入信號，消除發(fā)射機輸出信號的非線性失真。圖1中的反饋通路的作用是調(diào)整預(yù)補償單元的工作模式，發(fā)射機通路的傳輸特性是一種非線性的動態(tài)系統(tǒng)，系統(tǒng)的非線性失真（諧波與互調(diào)成分）必須通過預(yù)補償單元來消除，同時預(yù)補償單元在設(shè)計上應(yīng)滿足發(fā)射機系統(tǒng)的要求，HDC預(yù)補償單元由補償模型(Model)電路、控制算法(CL)電路、標(biāo)志處理(ID)電路以及延時(d)電路組成。

補償模型(Model)是HDC預(yù)補償單元的心臟，其作用是通過發(fā)射機實時輸出信號y(.)的預(yù)測值ym(.)，來校正發(fā)射機通路的非線性特征，系統(tǒng)標(biāo)志單元(ID)的作用是將補償模型的特性改變?yōu)閷崟r變化的動態(tài)系統(tǒng)特性。

1．2 諧波失真與互調(diào)補償單元的工作模式

圖2表示HDC預(yù)補償單元的工作原理，說明該單元是由典型的反饋控制系統(tǒng)演變而來。從圖2中可以看出，謬誤信號e(.)是從參考信號yref(.)-y(.)得到的，送到具有積分特性的控制算法（Control Law）電路中。形成的校正信號c(.)加到輸入信號s(.)中，進入發(fā)射機通路。電路的穩(wěn)定性基本上取決于通路的動態(tài)特性和所選擇的控制算法。在實際發(fā)射機通路中，由于延時的存在，控制電路不可能在整個系統(tǒng)所要求的帶寬之內(nèi)都具有穩(wěn)定性。為了解決這一問題，系統(tǒng)在設(shè)計時增加了一個補償模型電路，通過發(fā)射機實時輸出信號y(.)的預(yù)測值ym(.)，來取代原有的實時值y(.)。

1．3 諧波失真與互調(diào)補償單元在整個系統(tǒng)中的位置

HDC的邏輯功能分配在單元板 YCP08、YCP14和 VCP01中。YCP08包括下列功能：生成參考信號yref(.)，模型參數(shù)的辨識，輸入信號的延時，生成模型輸出信號ym(.)，提供控制算法CL，在音頻輸入信號中加入校正信號c(.)；YCP14的功能包括信號模擬量的A/D轉(zhuǎn)換和線性濾波；VCP01允許通過設(shè)置跳線來斷開HDC的連接。

HDC補償單元在整個系統(tǒng)中的位置，YCP08板作為HDC系統(tǒng)的心臟，位于PSM控制系統(tǒng)的調(diào)制模式處理板YCP04和噪聲抑制板YCP05之間。測量通路從射頻輸出開始，經(jīng)包絡(luò)波解調(diào)器AAU28以及帶積分和濾波電路的A/D轉(zhuǎn)換器YCP14，送回到Y(jié)CP08板。這種補償單元的結(jié)構(gòu)將對包絡(luò)波通路產(chǎn)生影響，使發(fā)射機具有了線性特性。測量點A為數(shù)/模轉(zhuǎn)換值，位于YCP08面板的通道（Channel）A。測量點B為數(shù)/模轉(zhuǎn)換值，位于YCP14面板的通道（Channel）A。YCP08板的包括HDC補償電路和標(biāo)志電路，其主要部分是四個數(shù)字信號處理器，分別承擔(dān)不同的功能。四個DSP直接接入一個4個接口的RAM，因此可以實現(xiàn)在一個通用貯存器各自獨立的異步尋址。微控制器通過并行接口接入四個DSP，因此能夠在復(fù)位之后，將程序編碼加載至各個DSP的RAM區(qū)域。微控制器也擔(dān)當(dāng)四個DSP的復(fù)位線的控制功能。在需要加載新的程序編碼時，要用到位于YCP08面板的“LOAD”按鈕。在發(fā)射機正常開機時無需用到此項功能，而且此按按鈕會造成發(fā)射機跳閘。面板上9芯的RS-232接口用于微控制器與開發(fā)系統(tǒng)之間的通訊。在正常開機時也無需用到。在YCP08的面板上，通過一個雙通道D/A轉(zhuǎn)換器，提供A、B兩路模擬測試信號，面板上有六個LED（+5V，CTRL；DSP A、B、C、D）,用于指示各個部分的狀態(tài)。當(dāng)電源開啟、微處理器初始化之后，這些燈亮。YCP14板接收發(fā)射機輸出的解調(diào)信號，執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)字線性濾波功能。

1．4 諧波失真與互調(diào)補償單元的作用及工作條件

在整個音頻的范圍消除諧波噪聲，消除互調(diào)成分，使系統(tǒng)音頻通路具有線性特性，自動適應(yīng)系統(tǒng)特性的變化，減少電子管的發(fā)熱，延長其壽命。發(fā)射機在DSB/DCC調(diào)制模式下，整個信號都將得到預(yù)補償。而在SSB模式，只有SSB系統(tǒng)的包絡(luò)信號通路得到預(yù)補償。HDC系統(tǒng)安裝之后，通過在ECAM系統(tǒng)的顯示屏上選擇“Preeq”軟控鍵來執(zhí)行開關(guān)動作。

要使HDC系統(tǒng)的功能得到發(fā)揮，需要滿足以下條件：

（1）系統(tǒng)從音頻輸入AFin到解調(diào)輸出y，其帶寬應(yīng)該大于17kHz±0.2dB。否則在高頻端無法得到足夠的補償。因此，帶有HDC單元的發(fā)射機，其帶寬在設(shè)計都滿足這一要求。（2）在從100Hz到約17kHz的頻率范圍內(nèi)，系統(tǒng)從音頻輸入AFin到解調(diào)輸出y的延時，應(yīng)該保持常數(shù)。否則其穩(wěn)定性將受到損害，HDC單元將自動減低對音頻信號的影響。

（3）如果在整個鏈路中的個別部件過調(diào)，那么音頻信號將會被削平，從而增大了信號的失真。對于這種失真，HDC單元是無能為力的。這時候應(yīng)該在模擬輸出板YCS07上手動調(diào)節(jié)信號電平，使A/D轉(zhuǎn)換器YCP14的輸入信號不會產(chǎn)生過調(diào)現(xiàn)象。

2 結(jié)束語

本文針對發(fā)射機諧波失真與互調(diào)補償單元(HDC)的組成及工作原理及在發(fā)射機系統(tǒng)中的位置，通過上面的描述。能夠更加清晰的了解發(fā)射機音頻信號在發(fā)射機工作系統(tǒng)中的處理方式及調(diào)制都有了更加清晰的認識，明確了發(fā)射機諧波失真與互調(diào)補償單元在整個音頻的范圍消除諧波噪聲，消除互調(diào)成分，使系統(tǒng)音頻通路具有線性特性，自動適應(yīng)系統(tǒng)特性的變化，減少電子管的發(fā)熱，延長其壽命。