10kW中波发射机音频前端信号系统研究

朱佳佳

新疆维吾尔自治区广播电视局节目传输中心2074台836299

摘要：发射机房中，中波发射机音前端信号系统是非常重要的，它的可靠性、稳定性、安全性直接关系着发射台站工作是否能顺利开展，而且对安全播出、优质播出也有直接的影响，所以前端音频信号系统的合理化设计十分重要。

关键词：10kW；中波发射机；信号系统

通过考查转播发射相关工作情况，结合这几年的探索结果，发现现今投入使用的发射机前端音频信号系统已经具备了稳定性强、可靠性高、能安全运行等特点，满足了各项技术指标要求。

首先说一下音频前端信号系统的总的流程，各个信道的信号到达对应的接收器，接收器解调这些信号，获得需要的音频信号，这些音频信号即为发送器传输的信号源，信号源通过阻抗转换器输入到音频切换器，音频切换器自动选择最佳信号源，再将其从切换器输出到音频处理器，最佳信号源经过音频处理器处理，进入到音频矩阵切换器，形成音频矩阵。为了完成发送与重新转播，切换器使用的音频信号还将被发送到主发送器和辅发送器。这里对发射机音频前端信号系统的核心组成部分进行说明。

1接收设备

接收设备被设置在通信链路的目的端，负责接收信号、处理信号或转换信号，用于本地发送站备用。现今，我们有卫星接收机和有线电视接收机这两种接收设备。两台卫星接收机（DVS--2018ABS和WS--3688G）负责接收卫星信号，并解调本台需要的音频信号，一台输出主信号源，一台输出一路备用信号源，主信号源作为中继传输的信号源。有线电视接收机负责接收有线电视信号，并解调本站需要的音频信号，作为二路备用信号，也是本站广播的信号源。

2音频阻抗转换器

阻抗变换器的功能是实现阻抗匹配。不同音频设备的阻抗如果不匹配，就会产生自激或无声，如果匹配则会得到最大的信噪比和功率，因此，需要在各种音频设备之间使用阻抗变换器，以便把不平衡输入转换成平衡输出，或者把平衡输入转换成不平衡输出。

以某单位的MD2302音频阻抗转换器为例，它采用的是专用集成电路设计，具有技术指标高、可靠性强等优点。其内有4个转换模块，可以实现同时对4路音频信号进行处理，每组1个转换模块，各组输入接口、阻抗开关、增益电位器和输出接口都相同，不平衡音频信号通过输入接口输入，输入阻抗经过输入阻抗开关设置，可以设置为L、M、H（低、中、高）三档，再输出时就是平衡信号，输出阻抗设置为600Ω，输出大小可以通过增益电位器微调。输入信号在接600Ω负载时，其输出幅度与输入幅度相等。

3音频切换器

音频切换器主要负责在多路输入的音频信号中选择一路进行输出，目的是控制多路输入信号之间的切换。以某单位的MD0401A+音频应急切换器为例，该切换器可以四路音频输入、四路输出。通常，1路是主用信号，其输入信号是卫星接收机输出的音频信号；2路是备用的卫星接收机输出的音频信号；3路是有线电视接收机输出的备用信号；4路是无信号状态，用于防范非法信号入侵时手动切换。该音频切换器分为自动切换与手动切换两种工作方式，两种方式相互独立。如果采用自动工作方式，自动接通1路主用信号，如果主用信号中断，设备自动切换到2路备路1；如果备路1无信号，设备自动切换到3路备路2，如果备路2仍无信号，设备自动切换到4路备路3，如果以上4路全无信号，输出通道则切换到1路。如果主路信号得以恢复，信号输出均切换到主路信号。如果设备断电，设备就会自动连接主路信号与输出1。如果采用手动工作方式，则根据实际需求选择1主路、2备路、3备路音频信号或4路无信号作为输入，通常只在特殊情况或应急时使用。

MD0401A+音频切换器的控制面板通过动态指示发光管能非常直观地显示各路输入信号和输出信号，操作简单，使用方便。它还有RS323串行通讯接口，方便计算机或外部控制设备对其进行操控，组成自动切换系统。

4音频处理器

一般来说，我们主要在传输音频之前利用音频处理器来对其进行处理操作。尤其是有些音频的节目信号的变化范围非常大，很不稳定，不易读取，这时通过音频处理器就可以将其过大的信号进行压缩，使其变为有限幅度。音频处理器还有一大优点就是它可以在输出过程中将信号峰值变为固定值，同时该值不随输入信号的变化影响，这就实现了发射机平均调制的有效改善，避免了瞬时过冲现象的出现。

一般来说，我们常用音频处理器来进行电平调节、压缩、和削波，这几个功能就保证了无论是缓慢变化的信号还是瞬态信号，都可以及时有效地进行处理，音频的响度也可以进行一定程度的调节改变，实现方式是对信号进行压缩控制。同时我们还增加了平峰比，可以实现平稳、可靠地调制，防止出现过调制，从而保证设备的平稳安全。

台站使用的调幅音频处理器型号为MD6300，它同时具有一路和两路输出两种功能，其中前者主要是掉电直通式，在处理器前面的板子上共有5条LED光柱，不同的光柱代表的不同音频处理器的处理功能，分别为音频处理器AGC电路的增益及低音、中音、高音和输出的电平。同时有1个LCD（液晶屏）和3个按键，通过不同的按键可以具体的设置和调节音频处理器的各项参数。

我们需要注意的是，使用该音频处理器时，一定要设置好起控点，一个科学合理的起控点是操作的关键。其中需要注意把输入音频电平控制在0dB~±10dB范围之内，MD6300在此范围内可以有效运行。使用MD6300音频处理器基本不需要用户调节太多参数和设置，一般其在通电后就会自动初始化并装载上次记录的参数，之后就可以进入工作状态，操作十分简单便捷。除此之外，MD6300的串行通信接口能够实现与计算机设备组合，形成自动控制系统。

5音频矩阵切换器

有时会出现多个信号同时输入，这时就需要音频矩阵切换器，我们主要使用它来对这些信号进行分析，进行综合分析和选择，确定输出信号。

本文所说的MD0804D音频矩阵切换器一共有8个输入通道，分别用阿拉伯数字1-8来表示，同时音频信号输出通道共有4个，分别用英文字母A-D来表示，这些通道就可以保证能够灵活的切换与选择音频信号、检测信号。其中有一个部分称作音频信号发生器，它的存在可以实现随时切换与选择音频处理器输出的两个音频信号。控制模式主要是YX键，其中输出通道键为Y（A-D），与之相对的，输入通道键为X（1、2、3……）。一般来说，我们用输出通道键切换信号，之后当显示窗口开始闪烁后，操作输入通道键，完成切换。之后显示窗的数值将会发生改变，并且之后开机将会自动按照已设置好的操作进行设置和运行。除此之外，该切换器还有一个功能，就是可以实现断电直通。也就是说，当发生断电状况时，输入信号将会自动选择输出口进行输出，此时信号的输入口将与输出口一一对应。

另一方面，台站通过努力保证由智能一体化电源对音频信号系统和发射机进行统一供电，使得供电稳定有效，避免意外状况的出现。此外还引入了音频信号防雷器，保护卫星接收机信号的输入输出端都能够良好、安全的运行，免受雷电的干扰。综上，可以保证台站信号系统实现良好、平稳、安全可靠地运行，保证音频信号质量优良，实现发射台安全、高质量的播出。

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