精密调频同步广播原理概述

孙伟

（国家新闻出版广电总局七二四台，陕西宝鸡722400）

精密调频同步广播原理概述

孙伟

（国家新闻出版广电总局七二四台，陕西宝鸡722400）

分析了调频同步广播存在的技术问题，并提出技术解决方案。

同频；同相；同调制度；数字立体声调频调制器；GPS基准源；同步激励器

引言

调频广播，由于其电声指标优越，频带较宽，便于传输高保真立体声信息，因此，80年代以来调频立体声广播得到了迅速发展。

随着听众审美情趣的提高，对调频广播节目的需求也随之增大。一方面，广播界采用不断增加节目套数的方法来满足听众的需求，但随之而来的问题是频率资源日趋紧张。如何充分利用频率资源，促使业内人士不得不进行认真考虑。另一方面，交通的日益发达，尤其是高速公路和高等级公路的快速发展，使人们对在移动中接收交通信息及其他广播节目有了更高的需求。

同步广播技术可以大幅度提高频率资源的利用率，按我国的频率规划，每个省每套节目分配三个频率计算，可以节约频率资源1/2以上，并在使用频率上有效对抗干扰。同时，同步广播在降低发射设备订购和调配成本、减少频率协调周期和费用、建立广播节目统一的频道形象等方面都起到明显的作用。

1　存在技术问题

所谓调频同步广播技术，就是具有重叠服务区，使用同一载频、同时同相位同一节目广播的调频发射系统［1］。与中波同步广播不同，两个调频信号的叠加要比两个调幅信号叠加复杂得多，不仅合成信号的振幅发生变化，更重要的是合成信号的瞬时频率也发生变化。因此，调频同步广播技术要比调幅同步广播技术更严苛，调频同步广播技术可以归纳为“三同”，即同频、同相、同调制度。

1）同频：要求发射机载频一致，相邻发射机之间的频率差足够小，如载频有偏差，会产生差拍干扰；2）同相：要求两个已调信号到达接收机应相同，相邻发射机发出的已调波在相干区的相位差足够小，若有时延差，经过在接收机的叠加，解调后会产生失真、混响和互调衍生物。这种失真程度与时延差和调制频率有关。时延相同产生失真最小；3）同调制度：相邻发射机的调制度差足够小，即保持两台的频偏一致。若不一致，叠加信号在接收机解调后也会产生附加失真和衍生成分。这种失真与调制度偏差和调制度频率有关。当调制度相同时这种附加失真最小。

2　技术解决方案

用共源调制法解决调频同步广播中的“三同”问题。

共源法调频同步广播技术，利用微波链路实现了调频同步广播节目信号的已调信号传输，保证了各同步电台之间的瞬时频偏一致（频偏只决定首站调制度，其他各站通过微波差转，相位、频偏不变），采用自主开发的GPS频率基准源技术，使各同步电台之间载波精密锁定，解决了在信号传输过程中的信号进延、频偏不一致和信号幅度比不能控制的难题，实现了调频精密同步广播。现场收听，固定和移动接收，质量良好，主管评价优于4分；在等场强区接收，略有干扰，主观评价优于3分，同频保护率趋于0 dB（行业规范要求：6 dB），保证了调频单频网的无缝覆盖，可以实现真正意义上的“调频同步广播”。

3　调频同步广播系统组网解决方案

3.1系统技术要点

调频同步广播的关键在于“三同”，这也是本系统的优势所在。

1）各发射台输出载频严格锁定专用GPS模块输出的高精度10 MHz频标，确保“同频”。

相对频差F＜10-11Hz，F→0Hz。

2）采用自主研制的数字激励器替代传统的模拟激励器，并具有随路音频信令的数字化音频传输链路，确保“同调制度”。

绝对调制度偏差＜3 Hz。

相对调制度偏差Δ M→0Hz（由于数字激励器工作的一致性）。

3）音频延时数字调整

相对音频时延偏差T→1μ s。

调整范围0～300 ms（考虑到卫星瞬间的时延240 ms）。

3.2系统特点

1）组网所用激励器位数字激励器，其实现采用了DSP+DDS技术；音频一延时、音频编码、射频调制均为数字实现。2）随路音频信令将同步时标符合在音频流中与GPS提供的IPPS时标校准，确保各发射站点之间的音频相对时延固定。3）随路音频信令可检测、补偿，数据链路由于路由变化、同步滑动、数据复用等造成的延时变化。在电信、卫星、光纤网络中传输均能保证时延的一致性。4）系统锁定于高精度的GPS频标。5）关键设备采用大规模集成电路，实现简单、数字化程度高；另一方面他们自带故障检测、告警和修复功能，确保系统运行高度稳定。

3.3系统构成

系统采用的是一对多点的覆盖方式。广播电台的音频工作站送出音频流，系统前端负责分法音频流到同步覆盖网中各发射机。根据实际情况的不同，音频传输可以通过多种方式：卫星、电信、光纤和微波中继等网络均可。按照中继方式的不同系统相应分成四种传输子系统：FMGX—S（卫星中继）、SDH网络（AESE1）、FMGX—F（光纤中继）和FMGX—M（微波中继）。

［1］方德奎.广播发射实用技术［M］.北京：中国广播电视出版社，2005: 129-131.

（编辑：王璐）

Principle of Precision FM Synchronous Broadcasting

Sun Wei
（State Press and Publication Administration of radio，Baoji Shaanxi 722400）

This paper analyzes problems exiting in frequency simultaneously broadcast，and raises countermeasures.

same frequency；phase；coherent system；sigital stereo FM modulator；GPS reference source；synchronous exciter

TN934

A

2095-0748（2016）10-0078-02

10.16525/j.cnki.14-1362/n.2016.10.32

2016-04-16

孙伟（1984—），男，陕西宝鸡人，毕业于西北工业大学计算机科学与技术，助理工程师，现工作于国家新闻出版广电总局七二四台。