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关于中波广播发送技术探析

时间:2022-10-24 20:12:01 浏览量:

摘 要:社会活动的繁荣,促进了广播事业的发展。中波广播发送技术是当前应用范围最为广泛的技术之一。由于信号传输质量稳定,运营成本较低,受到各地无线电发送单位的广泛欢迎。文章围绕中波广播发送技术有关问题进行探讨,阐述了全固态中波发射机的基本构成及工作原理,对中波广播发送领域的新型技术进行了详细介绍。

关键词:中波广播;数字调制;功率合成;发送技术

引言

中波广播发送技术是目前无线电广播领域的主流技术之一。该项技术起步于上个世纪前叶,经历了漫长的发展里程,先后出现了真空电子管、脉宽调制、数字调制等多个发展阶段,几经革新,技术、设备不断发展完善,最终形成了当前信号传送质量高、稳定可靠、整体经济效益良好的中波广播领域优势发送技术。在其发展过程中,每一个发展阶段,都有着属于本阶段的技术特点和受当时技术水平限制的不足。比如最初的真空电子管技术时期,以震动电子管为基础元件,采用模拟调制技术,受当时技术、设备水平的影响,广播发射机信号失真、整机效率不高和自激震荡现象多发等问题十分突出。另外,作为发射机设备核心元件的电子管使用时限相对较短,由此导致发射机日常使用维护压力和成本增加,既加大了技术人员工作量,又不利于经济效益的提高。随着科学技术的进步,脉宽调制技术取代了电子管技术,发射机各项质量技术参数大幅提高,使用寿命明显延长,目前还有很多广播发射站使用脉宽调制技术的发射机,设备工作到目前,状况一直较好。时至今日,中波广播发送技术已经发展到数字调制节航速时代,广播发送质量进一步提高,发射机整机的效率、使用寿命以及运行时的各项参数指标相比脉宽调制技术均实现了阶越式提升。

1 全固态中波发射机的组成与工作原理

全固态发射机是当前中波广播发送技术的主要载体和基本应用设备。详细了解全固态中波发射机的结构组成和工作原理,对充分认识当前中波广播发送技术有着显著的促进效果。按照使用功能,全固态中波发射机共包括电源、射频功率、音频处理和监测控制4个单元。其中,电源负责为系统提供能量,射频功率负责功率放大,音频处理负责对声音信号处理,监测控制负责对系统设备运行情况进行监视与控制。

1.1 电源单元

电源负责为全固态中波发射机的正常运转提供电力支持。一个高压变压器和一个低压变压器组成了电源的基本结构。二者分别负责高压电和低压电的供应,其中,高压电供射频和功率合成单元运转使用,低压电则负责为控制单元等其它部分运转提供电力。发射机的正常稳定工作,离不开可靠稳定的电力支持,特别是中波发送对于电磁干扰非常敏感,所以,中波广播发射机电源必须要具有很强的抗电磁干扰能力。

1.2 射频功率单元

该单元负责发射机功率放大功能。射频振荡器是射频信号的输出装置,信号从振荡器出来后先由放大器放大到一定程度,再按照相应的功率推动功放,然后依照相关处理标准进行信号处理合成。合成信号经过带通滤波电路后通过A/D转换成数字信号输出。需要注意的是,当以数字信号的形式进行广播时,必须使用配套的数字信号接收装置才能正常接收信号。因为这个原因,建议当前国内接收装置多数为模拟信号接收类型,所以音频信号指示使用数字信号的兴衰进行调制,输出时依然使用模拟信号形式。

1.3 音频处理单元

从实现功能上看,音频处理在很大程度上与前面提及的射频处理过程相反。音频处理的最终产品是模拟音频信号,为保证信号质量,避免频谱噪音的干扰,模拟信号输入后先要经过低通滤波器消除非必要的频率部分。然后设备依照相应规范对信号进行采样处理,得到离散数字信号。之后在对信号进行调制调解处理,从而都得需要的音频信号。

1.4 监测控制单元

中波广播发送是个非常复杂、精细的过程,为保证发送过程正常稳定,信号传送质量可靠,各项技术指标达标,必须对设备运行情况予以全面监测与控制,实现这个功能的单元就监测控制单元,该单元具体负责发射机整机设备运行时的各项参数以及故障现象的监测工作。

音频信号处理是全固态中波发射机工作的核心所在。音频信号在处理过程中,先后经过功率放大、信号合成阶段。使用数字调幅技术也是使用类似的方法进行数字信号处理,其具体步骤包括A/D模数转换、调制编码、功率合成、滤波输出等。

2 中波广播发送新技术介绍

2.1 循环调制技术

循环调制技术是一种新型发射机调制工作方法,旨在通过合理安排调制负荷,降低调制过程中散发的热量水平,达到提高设备使用寿命,减轻运行维护压力的目的。在具体应用过程中,循环调制技术还具有自动检测功放单元故障,并对其进行自动处理,同时记录故障排除过程的功能。在该技术的支持下,一旦功放单元发生异常问题,在故障处理机制启动的同时,备用功放单元会立即进入工作状态,从而保证中波广播发送的连续与稳定,提高系统的抗故障能力。

2.2 浮动载波技术

循环调制技术中对备用发射机的使用成本较高,针对这一问题,技术人员开发出了浮动载波技术。该技术在经济性指标方面明显提高,对于调幅广播对场所的需求以及广播效果方面的问题也进行了明显改进,电能消耗显著降低。

2.3 直接数字频率合成(DDS)技术

频率合成技术也是中波发送领域较为常见的应用技术之一。使用数字合成技术的称之为直接数字频率合成技术。该技术以晶体振荡器作为基准频率产生装置,由于具有温度补偿功能,其产生的频率信号精度极高。信号产生后依次经过倍频电路的倍频处理和数字频率合成处理后,得到需要的频率。目前的DDS技术存在频偏大指标差的缺陷,但在外部频率合成器的辅助下,频偏低于1赫兹,达到甲级标准。

2.4 数字音频接口技术

数字音频广播是音频广播的主流发展趋势,为保证数字音频信号和模拟音频信号间的顺畅转换,数字音频接口技术应运而生。该技术与数字频率合成技术相互配合使得数字音频广播得以实现。

2.5 可编程逻辑门阵列技术

可编程逻辑门阵列技术是电子集成芯片技术高度发展的结果,其通过使用可编程逻辑门阵列改进原有的数字发射技术,弥补了芯片储存空间有限的缺陷,提高了分立门电路的可靠性。

2.6 微机智能控制技术

计算机技术在中波广播领域中的应用,促进了中波广播发送事业的飞速发展,特别是在发射设备智能化、自动化控制方面,有着至关重要的作用。随着计算机技术与中波广播发送技术结合的日渐完善,计算机已经成为中波广播发送的基本载体。相对于传统的人工控制方式,计算机控制可以满足更加复杂的控制与管理,是今后中波发射技术的研究方向。

3 结束语

中波广播发送技术凭借其优异的性能,势必会占据今后主流广播发射技术主流位置很长一段时间。深入研究中波广播发射和全固态中波发射机应用技术有关问题,对于提高广播工作质量和效率,增强广播稳定性和安全性,促进我国广播事业的健康发展有着十分重要的积极作用。

参考文献

[1]李飞,吕毅.全固态中波广播发射机维护技术探析[J].数字技术与应用,2013.

[2]潘攀.中波广播监测的技术要点[J].广播与电视技术,2010(5).

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