阿不力孜·牙生

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心）

基于高速單片機(jī)技術(shù)的中波發(fā)射機(jī)調(diào)幅度自動(dòng)控制系統(tǒng)

阿不力孜·牙生

（作者單位：新疆新聞出版廣電局節(jié)傳中心）

中波發(fā)射臺(tái)由于信號(hào)源的不穩(wěn)定和不同環(huán)境下的信號(hào)衰減，對(duì)發(fā)射機(jī)調(diào)幅度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致調(diào)幅度異態(tài)，我們利用現(xiàn)代高速單片機(jī)技術(shù)來(lái)解決此問(wèn)題的話大幅度減輕一線值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，可以高質(zhì)量地保證發(fā)射機(jī)的合格調(diào)幅度，避免因調(diào)幅度問(wèn)題造成停播和劣播事故。

調(diào)幅度異態(tài)；高速單片；電子音量控制；高精度的音頻檢波

中波臺(tái)的主要任務(wù)是保證“三滿”播出，由于信號(hào)源的不穩(wěn)定和不同環(huán)境下的信號(hào)衰減，往往對(duì)發(fā)射機(jī)調(diào)幅度產(chǎn)生影響，導(dǎo)致調(diào)幅度異態(tài)，即過(guò)調(diào)制或劣播。過(guò)調(diào)制不僅造成信號(hào)失真，還對(duì)發(fā)射機(jī)造成損壞，輕則掉高壓保護(hù)造成瞬間停播，重則導(dǎo)致發(fā)射機(jī)功放等部件的燒壞，直接造成停播和沒必要的經(jīng)濟(jì)損失。劣播則導(dǎo)致信號(hào)可聽度和播出質(zhì)量的嚴(yán)重下降，導(dǎo)致播出事故。我們利用現(xiàn)代高速單片機(jī)技術(shù)來(lái)解決此問(wèn)的話，不僅能減輕一線值班人員勞動(dòng)強(qiáng)度，還能保證發(fā)射機(jī)的合格調(diào)幅度，避免因調(diào)幅度問(wèn)題造成的各類播出事故。要實(shí)現(xiàn)調(diào)幅度自動(dòng)化控制，我們首先要得到發(fā)射機(jī)高精度的調(diào)幅度信息，我們只有采取在全中波頻帶之內(nèi)，“與載波頻率無(wú)關(guān)的”方式，利用高速單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)中波調(diào)幅信號(hào)載波和音頻的線性分離，才能得到高精度的調(diào)幅度信息。以下是基本思路和方法和主要工作原理：發(fā)射機(jī)輸出的已調(diào)波經(jīng)線性耦合取樣后高速A/D轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)進(jìn)行3.5MHz的高速A/D轉(zhuǎn)換（因中波廣播的頻率范圍0～1.65MHz），并快速傅立葉變換（FFT）計(jì)算法，對(duì)頻譜信息進(jìn)行軟件分析后，按其頻率范圍把載波和音頻的幅度值進(jìn)行分離及語(yǔ)音和音樂(lè)節(jié)目進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別，按照音頻和載波值計(jì)算出發(fā)射機(jī)的峰值調(diào)幅度，根據(jù)發(fā)射機(jī)某一時(shí)間段的音頻幅度平均值和與載波的比值及每一個(gè)音頻頻率對(duì)調(diào)幅度的貢獻(xiàn)率來(lái)計(jì)算出發(fā)射機(jī)某一時(shí)間段的平均調(diào)幅度。發(fā)射機(jī)調(diào)幅度判斷模塊根據(jù)發(fā)射機(jī)的瞬時(shí)及平均調(diào)幅度值，如調(diào)幅度超過(guò)100%立即發(fā)出降音量信號(hào)，直到發(fā)射機(jī)調(diào)幅度小于等于100%為止，防止發(fā)射機(jī)過(guò)調(diào)制。發(fā)射機(jī)平準(zhǔn)調(diào)幅度在一定的時(shí)間（可預(yù)設(shè)）內(nèi)低于預(yù)設(shè)的門限值時(shí)，經(jīng)一定時(shí)間延時(shí)（可預(yù)設(shè)）后發(fā)出增音量控制信號(hào)，調(diào)整發(fā)射機(jī)調(diào)幅度合格度較為理想狀態(tài)為止。幅度合格門限嚴(yán)格按照廣電總局相關(guān)語(yǔ)言類和音樂(lè)類節(jié)目的調(diào)幅度門限值來(lái)進(jìn)行設(shè)置。要達(dá)到發(fā)射機(jī)調(diào)幅度的自動(dòng)控制，音頻信號(hào)源必須滿足以下幾個(gè)條件：（1）音頻信號(hào)源必須具備足夠的增益動(dòng)態(tài)范圍；（2）音頻信號(hào)源必須是受控的；（3）信號(hào)源的受控精度要高，具備必要的輸出幅度自我保護(hù)功能。圖1是筆者開放地利用高速單片機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)中波發(fā)射機(jī)調(diào)幅度自動(dòng)控制的原理方框圖。

圖1　原理方框圖

（1）對(duì)發(fā)射機(jī)末級(jí)輸出的已調(diào)播信號(hào)進(jìn)行耦合取樣，取樣幅度Vpp≤10V，這樣又能滿足監(jiān)測(cè)需求，也不影響發(fā)射機(jī)的輸出。（2）對(duì)取樣的發(fā)射機(jī)末級(jí)輸出已調(diào)播信號(hào)進(jìn)行以其最高頻率2倍的速度進(jìn)行采樣，由于中波的最高頻率低于1.65M，因此我們用采樣速度高于40萬(wàn)次的高速單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行采樣完全可以滿足采樣速度要求，然后對(duì)所采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行傅里葉（頻普）分析，把載波和音頻信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分離后，計(jì)算發(fā)射機(jī)的峰值調(diào)幅度和平均調(diào)幅度。按照總局對(duì)中波廣播調(diào)幅度的相關(guān)要求，實(shí)時(shí)對(duì)調(diào)幅度變化情況進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)調(diào)幅度異態(tài)時(shí)進(jìn)行報(bào)警的同時(shí)，向電子音量控制器輸出相應(yīng)的調(diào)幅度控制信號(hào)，對(duì)發(fā)射機(jī)輸入音頻幅度進(jìn)行調(diào)整，使發(fā)射機(jī)調(diào)幅度始終保持在合格的調(diào)幅度范圍。（3）為避免播出過(guò)程中出現(xiàn)調(diào)幅度頻繁調(diào)整影響聽覺，我們對(duì)信號(hào)源輸出的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，即音頻信號(hào)幅度的自動(dòng)調(diào)整（AGC處理），對(duì)過(guò)高的音頻幅度進(jìn)行快速壓縮，而較長(zhǎng)時(shí)間出現(xiàn)的低幅度音頻進(jìn)行緩慢提升后對(duì)信號(hào)進(jìn)行峰值可控的程控放大，音頻信號(hào)的峰值幅度保持在10dB左右，送給電子音量控制器。電子音量控制器輸出給發(fā)射機(jī)信號(hào)幅度，根據(jù)發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度變化情況，受控于-1dB～10dB范圍內(nèi)，滿足國(guó)內(nèi)絕大部分中波發(fā)射機(jī)的音頻信號(hào)輸入要求。