《DAM—50Kw中波广播发射机循环调制编码器的作用与工作原理》
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[摘 要]本文主要介绍哈广的DAM-50Kw数字中波广播发射机循环调制编码器的作用及工作原理.通过对此方面的介绍希望和同行工作者共同学习和加深了解,共同做好广播发射机运行和维护工作.
[关键字]循环调制编码器、作用及工作原理.
中图分类号：TN830 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0131-02
循环调制编码板的作用是通过射频电缆将模数转换器来的12位数字音频信息变换为控制功率放大级中的RF放大器模块“开/关”的控制信号,使发射机产生相应的载波和调制电平.本机使用了两块调制编码器板,它们分别位于功放中、左箱的机柜中.
受循环调制编码器控制的射频功放共有124只,其中119只被称作“大台阶”功放,每个“大台阶”功放提供相等的电压输出供给功率合成器,还有5只被称作“小台阶”功放,分别提供“大台阶”功放输出电压的1/2、1/4、1/8、1/16和1/32.A/D转换器输出的前7位码为119只“大台阶”功放的控制信号,这7位码对应的十进制数即为开通的“大台阶”功放模块的数量.“小台阶”功放由A/D转换器输出的后5位经存贮器直接控制.
功放模块的开/关时间依赖于模块的负载,即开通模块的总数量.若一个模块开通比另一个快时,将会使输出包络产生“尖峰”或“缺口”,编码板上的“调制B-”电源就是用于减少这种现象的出现.
调制B-电源它的作用是通过控制功放模块的开/关时间来减少低噪声输出.开/关时间由工作的模块数而定,在低功率电平（包括调制负峰）只有几个“大台阶”导通时,每个功放负载很轻.当有更多的模块加入工作时,模块的负载电流变大,因而必需使所需的开/关时间变快.在高功率电平上,模块的开通与关闭对负载电流影响变小,因而开/关时间应稍缓.为减少噪声输出,B-电压要随着输出增加而更负,它随“音频+直流”信号作非线性变化.在50kW、M等于1时,B-电压为-2V～-6.5V变化,其中-2V对应M等于1的负峰、-6.5V对应M等于1的正峰.B-电源实际是功放的动态偏置.
当所有的“大台阶”功放（119只）均已导通,而调制信号还继续增加时,与最后一个台阶序号数加1（即120号）相对应的只读存贮器的输出端由低变高.把它送到5只“小台阶”的控制端,使“小台阶”全部导通.这样虽然调制信号还增加,而合成的射频输出已到最大值,即射频功率已被箝位到最大值,直到调制信号降下来为止.如果不这样处理,最后一只“大台阶”（119号）与5只“小台阶”将会交替导通,使射频输出顶部呈现31/32的锯齿交错,而带来难听的声音.
当个别少数射频功放故障时,循环调制编码板将给了它封锁控制信号,同时将控制信号“1”送给其它空闲的功放单元.这不会给调制包络带来失真和噪音,也不影响机器的运行,三大指标不受影响,输出功率维持不变.
功放故障时,循环调制编码上自动进行“补码”.即对故障功放的控制信号通过循环调制编码板的故障退出控制器加到空闲功放模块上.如100号以后的模块,因为这些功放模块在平时不工作.补码工作即使在机器运行中也能自动进行,无须停机.
循环调制编码板将原旧型号电路中的数据输入锁存器、二进制台阶数据控制器、大台阶编码器、大台阶锁存器和故障检测电路等部分集成两片现场可编程逻辑门阵列（FPGA）中,同时又加入了移位循环器和故障自动补码器.
循环调制编码工作原理
数字音频信号由12位数字流组成.12位码是B1～B12,B1是最高位数码,B12为最低位数码,每位码都是二进制形式.例如“011010000110”最后5位“00110”控制二进制模块开关,在这里的情况是1/2台阶和1/4台阶模块是关,1/8、1/16台阶是开,1/32台阶是关.前面7位“0110100”码是控制119个“大台阶”功放模块,这7位二进制码首先一定要进行编码,对应于第一位“大台阶”只有一只功放模块开通,对应于第二位“大台阶”则有第一只模块保持开通外,第二只功放模块也开通,依此类推.如果你将前7位二进制化为十进制数,你就可以知道有多少功放模块“开通”.在本例中二进制数“0110100”对应十进制数52,因此有前面52只“大台阶”功放模块“开通”.前7位大台阶最多能开通127个台阶（在发射机中只用了119个“大台阶”）.在这些大台阶开启的数量确定的同时进行单步移位,（约每30秒钟大台阶循环一遍）形成循环的效果.
循环调制编码板使用静态只读存储器（集成在FPGA中）.当一个存储地址被指定时,该位置上的所有119位数字码就在集成电路的输出端出现,产生一组功放的开关信号.该存储器在生产时就将程序固化在内.
所有从A/D转换板来的12位数字音频数据信号通过集成电阻排R115、R118组成的分压器送到锁存器的（集成在FPGA中）输入端.
由锁存器输出的数据信号的低5位被送入二进制台阶数据锁存器（集成在FPGA中）,二進制台阶数据锁存器输出端将信号送到一组或门并入倒相驱动器.在所有“二进制台阶”和“大台阶”都开通,而音频信号正在增加时,二进制台阶会继续按二进制增加的序列开通并使发射机的射频输出慢慢增加,当下一个“大台阶”开通时会使二进制台阶再一次全部关闭.因此发射机的射频输出会突然跌落近似一个“大台阶”,然后“二进制台阶”再顺序开通并增加射频输出.这种突然跌落的结果会使音频输入信号大到正峰应该切削时产生幅度为31/32“大台阶”的锯齿波,而不是切削的平顶峰.
“削波”信号是移位循环调制器接到第一个不存在的调制编码输出（即第120个功放）,当第120只功放开通信号发生时,移位循环调制器内部产生一个高电平信号,使削波信号为高电平.该信号使二进制小台阶的输出都保持高电平,而不受低5位数字信号变化的控制,从而避免了正峰削顶时产生的锯齿波现象.12位音频数据的高7位被输入只读存储器.在50kW机器中的大台阶数字音频信号只取1～7位码.第8位用于更高功率等级的发射机中.
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编码引用文献:
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