TSW2500短波发射机实现DRM广播的改造原理和方法

2016-09-19王小龙国家新闻出版广电总局594台陕西咸阳712000

新媒体研究 2016年16期

关键词：调幅末级发射机

王小龙国家新闻出版广电总局594台，陕西咸阳 712000

王小龙
国家新闻出版广电总局594台，陕西咸阳 712000

文章介绍了调幅广播发射机实现DRM数字广播的改造原理，详述了TSW2500 500 kW短波发射机改造为DRM广播工程改造方法，并简述了改造后的播出效果。

DRM；发射机；改造方法

随着数字互联网技术的发展，调幅广播因其信号传输发射成本高，声音接收质量差，抗干扰能力弱等缺点，越发不能满足社会日益发展的需求。在此背景下，数字调幅广播应运而生，成为调幅广播未来发展的方向。

1　改造原理

现有的短波调幅发射机，工作原理如图1所示。

图1　调幅发射机原理图

图1中，数字音频信号经过音频处理器压缩及均衡处理后，根据音周电平的高低，PSM控制系统控制相应数量的功率模块通断，某一时刻功率模块叠加后的输出电压，代表瞬时音周的变化；频率合成器产生的载波频率，经过宽放和高前级电子管功率放大，送入高末级电子管栅阴间。音频与载波在高末电子管调制输出。

DRM广播发射机框图如图2所示。

图2　DRM发射机简图

图2中，音频及其他数据业务，经过数字调制器处理后，变为COFDM基带信号，经过信号分离器后，基带信号变为幅度和相位分量信号，后在发射机高末级调制输出。

图1和图2对比，发射机高末级调制及输出网络一致，主要区别是音频节目源，以及前段信号的预处理不同，DRM广播音频及其他数据业务需在数字调制及编码器中预处理，分离出信号的幅度和相位分量，通过音频和射频通路，分别送入发射机高末级调制输出。DRM发射机具体结构如图3所示。

图3　模拟AM发射机发射DRM信号框图

图3中，数字编码器产生的COFDM基带信号，其包络分量，送到发射机的音频放大通路中；数字调制器产生的基带信号分解为同相和正交分量两路信号，通过数字频率合成器，将I、Q信号变换为调相波信号，送到发射机的载波通道。包络信号和载波信号在发射机高末级调制，通过输出网络输出给天线。

根据DRM发射机框图，普通调幅发射机改造为DRM广播，主要从以下几方面加以改造。

1）新增发射机控制部分的数字编码器与调制器。

2）基带信号的幅度分量，传送至发射机音频通道，需进行改造。

3）基带信号分解为同相分量和正交分量，通过数字频率合成器变换为射频信号的相位分量，作为激励信号送到发射机的激励通道，需进行改造。

4）采取相应的延时措施，保证幅度和相位变化分量同时到达发射机高末级，需进行改造。

2　改造方法

本文具体以THALES公司的TSW2500 500 kW短波发射机为例，着重说明模拟调幅广播发射机实现DRM播出的改造方法。

2.1音频通路改造

TSW2500 500 kW发射机音频信号经过Skywave2000系统的数字化处理，分别送给PSM控制器和数字频率合成器。如图4所示。

图4　音频改造原理

数字音频进行信源和信道编码，编码后输出的信号为：A（t）=ACOS（wt+ф），其中、ф（t） =arctgq/I。一路I/Q信号送给PSM控制系统YCP23（音频相位和幅度处理）板，计算出音频信号的幅度：，根据幅度A的大小，PSM控制系统的YCP16接通相应数量的功率模块，完成音频电压的模拟。

另一路I/Q信号，通过数字频率合成器，计算出I/Q信号的相位ф（t）=arctgq/I，根据相位信号对射频载波调相。

两路信号通过各自运算处理后，在发射机高末管上调制。为了使两路I/Q信号在相同的时间到达高末管，幅度和相位信号不失真的在高末管上进行合成，必须对其中的一路信号进行时间延时处理，然后经过滤波、阻抗匹配后送给天线发射。此过程在Skywave2000系统中完成。

2.2PSM系统改造

图5是数字DRM广播模式时的PSM控制体统方框图。

图5中，DRM广播时，PSM输入的是数字信号，PSM控制系统的控制板卡为：YCP16YCP24YCP08 YCP14YCP23YCP17YCP18。YCP16/24板计算出需要开启的功率模块数，通过YCP1718板光纤接口板，输出至1-26号功率模块，合成高末屏极的音频电压。

PSM控制系统更换以下板卡的芯片。

图5　DRM模式

更换YCP16板A3，型号为：EPM7160，EPLD。更换SCS01-YCP16：A12、A13芯片，型号为27C256，EPROM。

更换YCP17YCP18板A3A4，型号为分别为EPM7160、EPM5064。

A3芯片功能：接收打开或关闭模块的地址，根据模块的好坏以及台阶电压等，通过内部的逻辑判断发出ON、OFF的命令送给模块。A4：根据模块的信息，返回给算法板一些相关的信息。

同时还需更换部分顺序控制系统芯片，如下。

YCS03板：更换芯片A39，型号为：EPM5128，它主要是与PSM控制有关的逻辑。

SCS01-YCS04板：更换A12、A13两块存储芯片，型号：27C256，它存储的是用户管理程序，其中A12设置为RAM；A13用于进行各种测试。

2.3低通滤波器的改造

TSW2500发射机低通滤波器输出通路，如图6所示。

图6　滤波器改造原理

图6中，当发射机工作于AM时，KS41B不动作，KS41B：24 kV接触器断开，L452滤波线圈接入屏极供电路，KS41A动作，KS41A：24 kV接触器闭合，C454滤波电容接入；当发射机DRM时，KS41B动作，KS41B：24 kV接触器闭合，L452滤波线圈被短路，KS41A不动作，KS41A：24 kV接触器断开，C454滤波电容被断开。两种工作模式下，滤波通路不同，AM时：L452和C454参与工作；DRM时：L452和C454被甩开。同时L450的电感量应改为0.08 mH。

KS41A/B继电器由发射机的ECOS2软件指令控制，选择工作方式DRM/DSB后，KS41A/B模式开关将自动进行切换。在滤波通路的改造中，发射机输出网络的滤波电感通过以上三方面的改造后，TSW2500型500 kW短波调幅发射机可实现DRM播出。