李劉奇

【摘要】 本文詳細(xì)介紹了DMR2000數(shù)字調(diào)制器在PSM發(fā)射機(jī)調(diào)制器數(shù)字化改造中的具體流程、安裝方式，調(diào)試方法以及系統(tǒng)配置。

【關(guān)鍵詞】 PSM DMR2000 數(shù)字調(diào)制器

一、前言

我國(guó)幅員遼闊、人口眾多，中短波廣播發(fā)射臺(tái)布點(diǎn)多、功率大，用戶數(shù)量巨大，特別是我國(guó)西部地區(qū)、邊疆地區(qū)及欠發(fā)達(dá)地區(qū)的老百姓通過(guò)廣播能及時(shí)了解黨中央的方針政策。因此，從我國(guó)實(shí)際情況看，中、短波廣播在我國(guó)將會(huì)長(zhǎng)期存在，中短波廣播的數(shù)字化是這項(xiàng)業(yè)務(wù)將來(lái)更好的生存和發(fā)展的必由之路。

二、數(shù)字調(diào)制器的改造流程

2.1 前期準(zhǔn)備

1）技術(shù)溝通：確定改造機(jī)型、調(diào)制器與發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的接口協(xié)議（接口含義和電平標(biāo)準(zhǔn)）、關(guān)鍵信號(hào)、3MHz——21MHz載波頻率內(nèi)的測(cè)試盒驗(yàn)收頻點(diǎn)確定（8-10個(gè)）等相關(guān)內(nèi)容，以便提前為調(diào)制器數(shù)字化改造的順利進(jìn)行做準(zhǔn)備。2）原機(jī)指標(biāo)測(cè)試：使用提前確定好測(cè)試驗(yàn)收頻點(diǎn)對(duì)改造前的模擬調(diào)制器進(jìn)行指標(biāo)測(cè)試，內(nèi)容包括：信噪比、失真、頻響、正負(fù)峰不對(duì)稱度、單音100%調(diào)制10分鐘測(cè)試。并根據(jù)規(guī)定表格做好詳細(xì)記錄，以便與改造后的效果對(duì)比。

2.2 系統(tǒng)安裝

原機(jī)指標(biāo)測(cè)試完畢即可拆除老的調(diào)制器以及功率模塊，并安裝新的數(shù)字調(diào)制器和數(shù)字功率模塊以及控制板。數(shù)字調(diào)制器的安裝注意事項(xiàng)：

1）光纜連接：相比于模擬調(diào)制器不同在于光纜編號(hào)與光收發(fā)器編號(hào)為一一對(duì)應(yīng)。

2）與控制系統(tǒng)通訊端子排連接：150KW和500KW發(fā)射機(jī)需單獨(dú)安裝端子排；

3）150KW機(jī)型（TBH-522）與500KW（420C）機(jī)型需為數(shù)字調(diào)制器提供高壓節(jié)點(diǎn)閉合信號(hào)至通訊端子排；

4）150KW機(jī)型的控制系統(tǒng)本身無(wú)“反射功率正常”信號(hào)提供，因此可將此信號(hào)接地，同時(shí)將D3板（控制接口板）J14跳線跳至下端即可。

2.3 系統(tǒng)測(cè)試

2.3.1 24V供電測(cè)試

確認(rèn)通訊端子排連接和D3板跳線設(shè)置無(wú)誤后，既可以給數(shù)字調(diào)制器供24V電源，數(shù)字調(diào)制器在正常情況下，D3板面板上的24V檢測(cè)正常、快速駐波比正常、反射功率正常指示燈亮起（綠色），代表當(dāng)前狀態(tài)下系統(tǒng)正常。

2.3.2 數(shù)字調(diào)制器加電測(cè)試

為數(shù)字調(diào)制器供電，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，完成后會(huì)給出相應(yīng)指示則代表系統(tǒng)初始化正常：

D3板（控制接口板）面板指示：D5板自檢完成、D4板自檢完成、調(diào)制器過(guò)荷檢測(cè)啟動(dòng)、過(guò)荷匯總檢測(cè)啟動(dòng)、模塊損壞過(guò)多指示（紅燈）

D4板（音頻轉(zhuǎn)換板）面板指示：A1-A4其中一個(gè)指示燈亮【指示燈根據(jù)SW

旋鈕開(kāi)關(guān)的選擇檔位（音頻輸入源）而相應(yīng)的亮起】；B6-B1燈：輸入音頻幅度指示；

D5板（綜合算法板）面板指示：FPGA程序加載完畢；

D7/D8板（調(diào)制接口板A/B）面板指示：所有指示燈均為綠燈滅、紅燈亮；（功率模塊未工作，因此紅燈亮）

初次加電正常后可以對(duì)調(diào)制器進(jìn)行基本功能測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括：

1、按鍵測(cè)試：觸發(fā)發(fā)射機(jī)的高/低功率、升/降功率、復(fù)位等按鍵，查看調(diào)制器相應(yīng)的指示是否正常。

2、保護(hù)測(cè)試：

調(diào)制器過(guò)荷測(cè)試：用光源照射高壓過(guò)荷與負(fù)載過(guò)荷兩個(gè)光發(fā)器， D3面板的A3燈滅（過(guò)荷瞬間燈滅，當(dāng)即恢復(fù)）A4紅燈亮（過(guò)荷記錄），100s過(guò)荷3次觸發(fā)低鎖保護(hù)，再3次觸發(fā)零鎖保護(hù)。

反射功率過(guò)大保護(hù)測(cè)試：調(diào)節(jié)反射功率表的紅色指針，與反射功率指針重合或低于時(shí)觸發(fā)保護(hù)，B3燈和B18燈滅，B4紅燈亮。

2.3.3 發(fā)射機(jī)加高壓測(cè)試

該階段發(fā)射機(jī)給出加高壓指令，高壓柜真空接觸器吸合（發(fā)射機(jī)系統(tǒng)處于激勵(lì)封鎖狀），功率模塊開(kāi)始充電，數(shù)字調(diào)制器系統(tǒng)接收到高壓節(jié)點(diǎn)閉合信號(hào)（B14燈亮），隨后系統(tǒng)中D3板發(fā)出SCAN_EN指令（圖1）：

1、D7、D8板開(kāi)始對(duì)48組功率模塊進(jìn)行掃描，掃描完成后向D3板發(fā)送完成信號(hào)，D3板上A1（D8板正常）、B1（D7板正常）、B11（調(diào)制器充電完成）指示燈亮起而B(niǎo)19（模塊損壞過(guò)多）指示燈熄滅，同時(shí)D7、D8板上模塊狀態(tài)指示燈紅燈熄滅（因?yàn)榧?lì)封鎖所以綠燈不亮），如有模塊狀態(tài)指示燈紅燈仍然亮則代表此模塊故障。D5板的簾柵模塊狀態(tài)指示燈同樣是紅燈熄滅。

2、是D5板在接到指令后會(huì)對(duì)FIFO隊(duì)列進(jìn)行初始化，完成后向D3板發(fā)送完成新號(hào)，D3板上A20（FIFO初始化完畢）指示燈亮。（圖1）

2.3.4解除激勵(lì)封鎖

發(fā)射機(jī)解除激勵(lì)封鎖，D3板 A13（高壓允許）燈亮，數(shù)字調(diào)制器系統(tǒng)解除封鎖，D7/D8板48組功率模塊的狀態(tài)指示燈紅燈滅，綠燈亮，D5板 A12、A13（簾柵模塊）的紅燈滅，綠燈亮。D3板 B10（工作指令）燈亮，表示系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備播音狀態(tài)。該階段需要注意的是首次加高壓前應(yīng)當(dāng)將發(fā)射機(jī)功率降到最低，在解除激勵(lì)封鎖后逐步升功率，在高、低功率限定值設(shè)置完成前每次調(diào)制器系統(tǒng)斷電后重新加高壓前都應(yīng)當(dāng)先將功率降到最低；功率模塊和簾柵模塊的工作指示燈亮度是隨功率的升高而亮度逐漸增加的。

2.3.5調(diào)諧完成/解除音頻封鎖

當(dāng)自動(dòng)化完成調(diào)諧后，D3板調(diào)諧功率指示燈（B17）、音頻封鎖指示燈（A18）熄滅，代表發(fā)射機(jī)完成調(diào)諧工作，可以開(kāi)始播音。與此同時(shí)，D5板 音頻+功率指示燈（A8-A1）指示燈隨功率以及音頻幅度變化而變化。

2.4 系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置主要在綜合算法版（D5）的機(jī)械編碼器和撥碼開(kāi)關(guān)上完成，系統(tǒng)要設(shè)置的主要參數(shù)包括：

2.4.1設(shè)置功率模塊總數(shù)

目的是設(shè)置當(dāng)前發(fā)射機(jī)運(yùn)行的功率模塊的總數(shù)，也是系統(tǒng)判別故障模塊上限是的依據(jù)。機(jī)械編碼器（U18、U19）進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置方法及原理：

高四位：機(jī)械編碼器的每一檔的{值} x 16 = 設(shè)置的模塊數(shù)。例如：{1}x16=16；{3}x16=48。

低四位：機(jī)械編碼器的每一檔的{值}均為實(shí)際值。例如：{0}=0；{1}=1；{2}=2。

2.4.2 設(shè)置最大可損壞功率模塊數(shù)

設(shè)定一個(gè)在發(fā)射機(jī)正常工作的前提下可以允許的功率模塊最大損壞數(shù)，在此限值范圍內(nèi)系統(tǒng)均可正常工作，一旦功率模塊的故障數(shù)目超過(guò)限值，則發(fā)射機(jī)落高壓保護(hù)。機(jī)械編碼器U16設(shè)置，機(jī)械編碼器的{值}=實(shí)際值。

2.4.3 設(shè)置簾柵起步電壓

簾柵壓相對(duì)與屏壓的滯后程度，當(dāng)屏壓上升到何種程度時(shí)簾柵壓開(kāi)始加起。通過(guò)D5板面板上C2機(jī)械編碼器（未加高壓的情況下設(shè)置），初始值為{0}，隨著機(jī)械編碼器{值}的增大，簾柵壓滯后于屏壓的時(shí)間越短。

2.4.4 設(shè)置簾柵步進(jìn)系數(shù)

此設(shè)置在于調(diào)節(jié)簾柵壓在跟隨屏壓提升同時(shí)的簾柵壓本身的提升速度，通過(guò)簾柵步進(jìn)系數(shù)的設(shè)置調(diào)整簾柵壓與屏壓在上升過(guò)程中的匹配程度，使簾柵壓和簾柵流表值與屏壓和屏流表值為最佳值，從而使發(fā)射機(jī)處于最佳狀態(tài)。通過(guò)D5板面板上機(jī)械編碼器C1（未加高壓的情況下設(shè)置）設(shè)置簾柵壓步進(jìn)系數(shù)（發(fā)射機(jī)落高壓的狀態(tài)下設(shè)置），初始值為{A}，隨著機(jī)械編碼器{值}的增大或減小，簾柵壓在起步后的步進(jìn)速度也隨之增大或減小。

2.4.5設(shè)置低功率最大值基數(shù)

通過(guò)調(diào)整低功率最大值基數(shù)選擇合適的低功率最大值限值，以防止發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)或加高壓過(guò)程中出現(xiàn)功率過(guò)大的情況對(duì)電子管及相關(guān)器件造成損壞。通過(guò)D5板內(nèi)機(jī)械編碼器U21設(shè)置，初始值為{D}。U21值為{0}時(shí)代表0V，機(jī)械編碼器每增加一檔代表低功率最大值基數(shù)增加769V（100KW和500KW），{F}為滿功率10KV。150KW發(fā)射機(jī)每增加一檔代表低功率最大值基數(shù)增加570V（估算值），{F}為滿功率8KV。

計(jì)算方法：低功率最大值實(shí)際設(shè)置值 = 低功率最大值基數(shù) x 屏壓系數(shù)

注：屏壓系數(shù)（串口字節(jié)5）初始值為C8，每增加/減小1代表增加/減小1/200。

例如：機(jī)械編碼器U21值為{C}，則最大值基數(shù)為：12 x 769=9228V

屏壓系數(shù)（串口字節(jié)5）為C5 相當(dāng)于197/200

則實(shí)際的最大值為：9228 x 197/200=9090V

代表實(shí)際的低功率最大值設(shè)置為9090V，即功率最大值不可超過(guò)9090V。

2.4.6 設(shè)置高功率最大值

與低功率最大值的設(shè)定相似，初始值為{B}。機(jī)械編碼器U20值為{0}時(shí)代表0V，機(jī)械編碼器每增加一檔代表低功率最大值基數(shù)增加1273V（100KW和500KW），{F}為滿功率14KV。150KW發(fā)射機(jī)每增加一檔代表低功率最大值基數(shù)增加846V（估算值），{F}為滿功率11KV。計(jì)算方法：高功率最大值 = 高功率最大值基數(shù) x 屏壓系數(shù)

例如：機(jī)械編碼器U20值為{B}，則最大值基數(shù)為：11 x 1273=14003V

屏壓系數(shù)（串口字節(jié)5）為C6 相當(dāng)于198/200

則實(shí)際的最大值為：14003 x 198/200=13863V

2.4.7 設(shè)置浮動(dòng)載波

通過(guò)調(diào)整D5板面板上機(jī)械編碼器C3的值開(kāi)啟/關(guān)閉浮動(dòng)載波功能，以及浮動(dòng)載波幅度。初始值為{0}，代表雙邊帶調(diào)制；{1-F}代表浮動(dòng)載波。參考公式：

10K*（-0.05）

其中K為機(jī)械編碼器C3所設(shè)置的{值}。

例如：機(jī)械編碼器C3當(dāng)前值為1，則通過(guò)公式計(jì)算為0.89，代表此時(shí)載波電平相對(duì)于雙邊帶（1）時(shí)的最低下降幅度。K=2是為0.79，

三、總結(jié)

DMR2000數(shù)字調(diào)制器具有從信號(hào)輸入到控制輸出全程數(shù)字化處理的特點(diǎn)，并且系統(tǒng)采用CPLD、FPGA、DSP及單片機(jī)等大規(guī)模集成芯片，內(nèi)部集成了多種硬件結(jié)構(gòu)，支持軟件編程，具有處理能力強(qiáng)、功能實(shí)現(xiàn)靈活、電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定等特點(diǎn)。推廣幾年來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定，指標(biāo)提升明顯。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]劉洪才.《廣播發(fā)射新技術(shù)》.中國(guó)廣播電視出版社，2010