高永錄
(作者單位:甘肅省新聞出版廣電局白銀廣播轉(zhuǎn)播臺)
中波廣播發(fā)射機發(fā)展實質(zhì)略析
高永錄
(作者單位:甘肅省新聞出版廣電局白銀廣播轉(zhuǎn)播臺)
中波廣播發(fā)射機沿著板調(diào)→PDM→PSM→DAM這一順序發(fā)展,其實質(zhì)是固態(tài)化、數(shù)字化、自動化。
板調(diào);PDM;PSM;DAM;固態(tài)化;數(shù)字化
中波廣播技術(shù)始于20世紀初,因中波傳輸以地波為主,覆蓋范圍適當(dāng),信號質(zhì)量也能基本滿足人們的需求,所以中波廣播經(jīng)久不衰。對中波廣播發(fā)射機的改進分兩個方面:一方面創(chuàng)造了新的電路,如脈寬調(diào)制(PDM),數(shù)字調(diào)制(DAM)等各種調(diào)制電路。另一方面是改進器件,新型的固態(tài)放大器出現(xiàn)了。新電路和新器件的采用不但進一步提高了整機效率,減小了體積和重量,工作更穩(wěn)定,而且還提高了信號質(zhì)量。
一般發(fā)射機簡易框圖如圖1。
圖1
(1)激勵器產(chǎn)生一個高頻振蕩信號,這有兩類:晶體振蕩器和電壓控制振蕩器(VCO)。前者生產(chǎn)不便,頻率穩(wěn)定度差,主要是受溫度影響;后者的頻率會自動鎖定到參考晶體振蕩器的頻率上,并且通過鎖相環(huán)路的作用使頻率更穩(wěn)定。前者是自激振蕩,會“跑頻”,后者按節(jié)拍“跳動”。
(2)放大電路的核心元件是三極管或絕緣柵場效應(yīng)管(MOS)。圖2和圖3給出了三極管和MOS管的電路圖。
圖2 NPN型三極管
圖3 MOSFET(N溝道增強型MOS管)
這兩種管子都有放大電流的作用,放大原理基本一致。拿三極管來說,當(dāng)基極輸入較小的電流時,集電極會有較大的電流流出。MOS管在低噪聲、高頻率、高增益諸方面性能十分優(yōu)越。固態(tài)級的調(diào)制管、被調(diào)功放管、高頻前級功放管都用此管。
(3)調(diào)制有調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相之分。調(diào)幅就是令高頻載波信號的振幅隨音頻調(diào)制信號的大小而變化,如圖4所示。調(diào)幅的實施原理圖如圖5所示,調(diào)制信號電壓uΩ的變化即會引起板極電壓uo的變化,從而達到調(diào)幅的目的,此即電子管板極調(diào)幅。
(4)輸出網(wǎng)絡(luò)由阻抗微調(diào)電路和帶通濾波器組成,主要目的是達到天饋線的阻抗匹配和抑制高頻回饋。
電子管都要使用燈絲加熱陰極,陰極加熱后電子管才能工作。而大功率發(fā)射機采用大功率電子管,需要耗費大量的電能用于加熱燈絲以及對它降溫,因此整機效率是很低的。
電子管板調(diào)發(fā)射機改進為電子管乙類屏調(diào)機,電聲指標(biāo)相對優(yōu)良,能基本滿足當(dāng)時的要求。
圖4
圖5
全固態(tài)脈寬調(diào)頻發(fā)射機(PDM)屬于屏調(diào)機,兩者的調(diào)制原理沒有區(qū)別,只是乙類屏調(diào)機的調(diào)制是工作在甲乙類或乙類的推挽功放,然后通過調(diào)幅變壓器、調(diào)幅阻流圈將音頻信號疊加到高末被調(diào)級上,從而實現(xiàn)對高末級的屏級調(diào)制。而PDM機則是先將音頻信號對開關(guān)脈沖串進行寬度調(diào)制,再將調(diào)寬脈沖串經(jīng)高效率的開關(guān)放大器放大,經(jīng)低通濾波器把脈沖串濾去,還原出音頻信號和直流信號,再加到被調(diào)級的屏級,對之實施屏級調(diào)制。PDM機的優(yōu)點是整機效率高、頻響好、失真小,省去了價格昂貴而笨重的大型原件。
全固態(tài)脈沖階梯調(diào)制(PSM)機,屬于屏調(diào)機。該機把主整和調(diào)制器合二為一,并把主整電壓由整化零,即主整由48套整流器串聯(lián)組成,每套整流器的輸出電壓由電子開關(guān)控制,這些開關(guān)又受控于數(shù)字化音頻信號,從而使被調(diào)級獲得載波點的直流屏壓和音頻調(diào)制電壓。
全固態(tài)數(shù)字調(diào)制(DAM)發(fā)射機的部分框圖如圖6。