鄧麗蓉

（作者單位：作者單位貴州省新聞出版廣電局八六一臺(tái)）

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數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)上浮動(dòng)載波技術(shù)的應(yīng)用探究

鄧麗蓉

（作者單位：作者單位貴州省新聞出版廣電局八六一臺(tái)）

摘 要：浮動(dòng)載波技術(shù)不僅具有有效降低調(diào)幅發(fā)射機(jī)電能的功能，而且可以保證調(diào)幅發(fā)射機(jī)覆蓋場(chǎng)強(qiáng)不變，聽(tīng)眾的廣播收聽(tīng)效果也不會(huì)下降，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。因此，浮動(dòng)載波技術(shù)因其出色的節(jié)能效果、簡(jiǎn)單的電路構(gòu)造、容易實(shí)現(xiàn)的方法得到了廣大廣播技術(shù)人員的青睞與認(rèn)可。本文對(duì)浮動(dòng)載波技術(shù)的原理、電路實(shí)現(xiàn)方法、解決途徑進(jìn)行了深入分析與研究。

關(guān)鍵詞：浮動(dòng)載波技術(shù)；節(jié)能；數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)

浮動(dòng)載波，也稱(chēng)動(dòng)態(tài)載波控制，是指是音頻調(diào)幅度發(fā)生變化的同時(shí)，引起發(fā)射機(jī)的載波功率也會(huì)發(fā)生隨之相應(yīng)上下波動(dòng)的變化。通常情況下，在音頻調(diào)幅度較低時(shí)，不包含任何有用信息的載波功率在總發(fā)射功率中所占的比例高達(dá)90%以上。那么，如果這個(gè)時(shí)候采取一些適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)減少載波功率，就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能、減少電力消耗的目的。之后再將載波功率按照音頻調(diào)幅度的變大幅度，發(fā)生相應(yīng)的變化幅度，直至達(dá)到正常載波功率的范圍。如此一來(lái)，既減少了對(duì)收聽(tīng)沒(méi)有任何作用的載波功率，不會(huì)影響到廣大聽(tīng)眾的廣播收聽(tīng)效果，又保證了在較大調(diào)制度時(shí)邊帶功率、正常載波，保證了調(diào)幅發(fā)射機(jī)的覆蓋范圍和良好的接收質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的效果，在實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)，也創(chuàng)造了顯著的社會(huì)效益。浮動(dòng)載波技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用將會(huì)極大的推進(jìn)廣播事業(yè)的發(fā)展。

1 浮動(dòng)載波技術(shù)的原理

傳統(tǒng)的中波廣播發(fā)射機(jī)發(fā)出的頻譜包括邊帶和載波，載波是傳遞信息的運(yùn)載工具，它是永遠(yuǎn)都不會(huì)改變的，即載波的調(diào)幅度不會(huì)隨著調(diào)制信號(hào)的高低變化而發(fā)生變化。載波占據(jù)了發(fā)射總功率的大部分。邊帶則包括了廣播電視節(jié)目的一部分，是在傳輸過(guò)程中的有用信息，但是其卻只占了總發(fā)射功率的很小一部分。

數(shù)字調(diào)幅波的功率計(jì)算方式如下：1

載波功率：

Pc=1/2·Uc2/R

上邊帶功率：

P上=1/2·（M/2·Uc）2·1/ R=M2/4·Pc

下邊帶功率：

P下= P上=M2/4·PC

上、下邊帶功率：

P上+ P下=M2/2·Pc

載波邊帶總功率：

P總=（1+M2/2）·Pc

最大狀態(tài)功率：

Pmax=（1+M）2·Pc

在上述公式中，M所代表的是調(diào)制度?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)圖中所表示的中波調(diào)幅發(fā)射機(jī)發(fā)射各個(gè)功率的計(jì)算不難發(fā)現(xiàn)，在M=100%，最大程度的邊帶功率也僅僅只是達(dá)到了載波功率的50%而已。最近幾年，音頻處理器憑借其良好的動(dòng)態(tài)范圍提升和壓縮，得到很多廣播電臺(tái)工作者的喜愛(ài)，逐漸在廣播電臺(tái)推廣開(kāi)來(lái)，但是仍然存在一個(gè)很大的問(wèn)題，即其平均調(diào)幅度也僅僅勉強(qiáng)達(dá)到60%左右。這其中蘊(yùn)含的內(nèi)在意思是，在日常的發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，即便使用全載波滿(mǎn)功率發(fā)射，但是平均載波功率仍然會(huì)占到總發(fā)射功率的85%，這一部分是不包含任何有用信息的，而帶有有用信息的邊帶功率僅僅只占到了15%，這會(huì)導(dǎo)致具有較大的載波功率會(huì)被白白浪費(fèi)了，造成了資源、經(jīng)濟(jì)的極度浪費(fèi)。2

2 浮動(dòng)載波技術(shù)的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)推進(jìn)了浮動(dòng)載波技術(shù)的快速發(fā)展，隨著最新調(diào)幅發(fā)射機(jī)（PDM、PSM）的問(wèn)世，可以在很大程度上降低發(fā)射機(jī)能量消耗的浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)也隨著出現(xiàn)，解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾廣大工作人員的技術(shù)性問(wèn)題。

浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)（DAM）指的是載波電壓、載波功率等會(huì)隨著發(fā)射機(jī)高頻被調(diào)級(jí)電子管的直流屏壓、調(diào)制信號(hào)的動(dòng)態(tài)電平的大小的變化而發(fā)生相應(yīng)程度變化和浮動(dòng)。

2.1串饋脈寬調(diào)制發(fā)射機(jī)中浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)的應(yīng)用

串饋脈寬調(diào)制發(fā)射機(jī)中的調(diào)制級(jí)與被調(diào)制級(jí)是一種串聯(lián)的工作方式，是不需要將阻流圈進(jìn)行調(diào)幅來(lái)達(dá)到直流電壓供給的目的。一般情況下，只需要改變脈沖寬度的占空因數(shù)的大小就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高末級(jí)直流屏壓的改變。脈沖寬度的占空因數(shù)的初始值應(yīng)該選取在為0.5左右，這是一個(gè)較為理想的數(shù)值，因?yàn)樵谶@種情況下，串饋脈寬調(diào)制發(fā)射機(jī)中的調(diào)制級(jí)和被調(diào)制級(jí)處于一種平衡的屏壓狀態(tài)，等于主電源、電壓的50%。

因此，在使用串饋脈調(diào)制發(fā)射機(jī)中的脈寬調(diào)制器的情況下，如果可以采用音頻調(diào)制信號(hào)的方法來(lái)代替原始的固定直流電壓的占空因數(shù)比例進(jìn)行重新調(diào)整，那么就可以實(shí)現(xiàn)浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)的應(yīng)用。

2.2浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)在DCM10kW發(fā)射機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用

DCM10kW發(fā)射機(jī)采用的是數(shù)字循環(huán)的調(diào)節(jié)方法。數(shù)字循環(huán)調(diào)制方法指的是調(diào)制級(jí)的“音頻+直流”決定著發(fā)射機(jī)的輸出的功率和調(diào)制度的大小，且“音頻+直流”中直流的大小決定著發(fā)射機(jī)輸出功率的大小。當(dāng)載波功率調(diào)幅度過(guò)大，但是載波電平卻又較小時(shí)，就需要通過(guò)“負(fù)峰檢測(cè)器”輸出的電平來(lái)控制載波電平的大小。

因此，在保證邊帶功率、載波功率不變的同時(shí)，采用浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)，在通過(guò)零點(diǎn)以后載波功率會(huì)隨著調(diào)幅度的增加呈現(xiàn)出一種線(xiàn)性的增加趨勢(shì)。那么設(shè)定的剩余的載波內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一些經(jīng)常性的高幅度調(diào)制，這是一種正常的現(xiàn)象。如此，既可以減少不含任何有用信息的載波功率的浪費(fèi)，增加邊帶功率的使用，又可以保證了廣播的接收質(zhì)量、接收機(jī)的響度，保證了較大幅度的調(diào)節(jié)時(shí)的正常載波功率。

3 載波功率浪費(fèi)的解決途徑

為了避免載波功率的過(guò)渡浪費(fèi)，廣大廣播電視工作者都在積極的尋找可以一種徹底改變這種現(xiàn)狀的方法。

方法一：抑制載波。正因?yàn)椴缓魏斡杏眯畔⒌妮d波功率在發(fā)射總功率中占有大部分，導(dǎo)致含有有用信息的邊帶功率在總發(fā)射功率中比值變少。因此，一種有效的方法就是抑制載波功率，減少載波功率在總功率中的比重。目前，這種技術(shù)已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)，在現(xiàn)實(shí)中已經(jīng)在其他通信設(shè)備上得到了廣泛推廣和應(yīng)用。但在中波廣播中實(shí)行此技術(shù)仍然是一個(gè)難題，此種技術(shù)行不通。其中的主要原因是發(fā)射器具和接收設(shè)備較復(fù)雜，尤其是實(shí)行這種技術(shù)接收設(shè)備的成本會(huì)大大增加，會(huì)給廣大消費(fèi)者帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的負(fù)擔(dān)，不利于全面普及，得不到聽(tīng)眾的支持，喪失了中波廣播的優(yōu)勢(shì)。

方法二：實(shí)行浮動(dòng)載波技術(shù)，即在動(dòng)態(tài)中降低部分載波功率。上文提到，浮動(dòng)載波技術(shù)指的是載波功率的大小會(huì)隨著節(jié)目信號(hào)調(diào)制度的大小變化而發(fā)生變化。在較低調(diào)幅度時(shí)，不包含任何信息的載波功率會(huì)占到總發(fā)射功率的90%以上。這時(shí)，包含大量有用信息的邊帶功率僅僅占10%不到，會(huì)造成極大浪費(fèi)。因此，如果可以適時(shí)地減少載波功率，就可以降低損耗，提升節(jié)能。隨后將載波功率隨著調(diào)幅度的增大而變大直至正常載波功率范圍。

浮動(dòng)載波技術(shù)是載波功率的大小要根據(jù)調(diào)幅度的大小變化而隨時(shí)調(diào)整，因此如果要保證發(fā)射覆蓋范圍不變、具有良好的接收質(zhì)量，就必須當(dāng)調(diào)制度為零時(shí)，根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)谋Ａ粢徊糠州d波功率。通常情況下，載波功率初始值應(yīng)該選擇高于50%較為合適。例如：當(dāng)選取的載波功率初始值定為55%，如果再加上調(diào)制信號(hào)時(shí)，隨著廣播信號(hào)的動(dòng)態(tài)電平的大小變化，載波功率就會(huì)在55%～100%之間波動(dòng)，此時(shí)節(jié)省的載波功率大概在60%～0。

日常應(yīng)用中，浮動(dòng)載波調(diào)幅廣播的載波電壓在運(yùn)行過(guò)程中平均值為70%～80%，所以平均節(jié)約的載波功率為36%～51%。由此可見(jiàn)，浮動(dòng)載波技術(shù)在節(jié)能減耗方便有比較好的效果，可以在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步為高頻率的調(diào)幅發(fā)射機(jī)提供的良好的發(fā)展機(jī)遇，極大地促進(jìn)了它的不斷更新?lián)Q代、新產(chǎn)品相繼出現(xiàn)。其中數(shù)字調(diào)幅波發(fā)射機(jī)更是憑借其完整的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、出色的節(jié)能減耗、高效的工作效率、優(yōu)質(zhì)的工作質(zhì)量、卓越的機(jī)器性能、特有的音頻處理方法，使數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)了浮動(dòng)載波技術(shù)，得到了廣大廣播工作者的青睞和認(rèn)同，并在廣播系統(tǒng)中得到廣泛地應(yīng)用和推廣，成為日常發(fā)射任務(wù)中不可或缺的一項(xiàng)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］李棟．浮動(dòng)載波調(diào)幅技術(shù)及裝置［P］．中國(guó)，861010906，1988．

［2］張丕灶．?dāng)?shù)字式調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)［M］．廈門(mén):廈門(mén)大學(xué)出版社，2002．

1 張南，付鵬：《中波發(fā)射機(jī)浮動(dòng)載波技術(shù)的電路分析》《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》2014年11期

2 韓武建，左寶健，王立新：《浮動(dòng)載波技術(shù)在數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)上的應(yīng)用》《現(xiàn)代電子技術(shù)》2011年第34卷15期