数字调频发射机工作原理剖析与故障维修精要

  ,何霞

新疆维吾尔自治区广播电视局91618台

摘要：数字调频发射机是集智能控制系统、先进的（DSP）调制技术与功率合成技术于一体的新型广播发射机，具有保真度高、工作稳定、人机交互性好和保护功能完善的特点，正逐步替代传统的模拟调频发射机。本文对数字调频发射机整机的电路组成和工作原理进行剖析，并对数字调频发射机常见故障原因和维修要点进行分析论述。

关键词：数字调频发射机；工作原理；故障原因；维修要点

1 电路组成

数字调频发射机整机由音频处理电路、激励器、带通滤波器、功率放大器、低通滤波、人机交互处理器、对外接口电路和电源电路等电路组成。有些数字调频发射机将信号输入、信号处理和频率合成电路集中一起，统称激励器，加上功放、耦合器和天线就是一套调频发射系统。数字调频发射机整机电路组成如图1所示。

2 工作原理
    2.1 激励器

在激励器内，可完成多路信号输入、信号选择切换、音频限幅、预加重、数字编码处理，将各种模式的音频信号转变成数字信号，并进行编码、调制处理，输出的数字信号送到激励器内部放大器进行放大，最后通过低通滤波器送往调频发射机功率放大器。从激励器电路组成来看，激励器就是一台小型的调频发射机，加上耦合器和天线就可以组成一个小功率发射系统。图2所示是一台300W数字调频发射机激励器内部组成方框图。

2.2.1 音频输入单元

在图2中可以看到，音频输入可以有多种方式，可以输入模拟信号和数字立体声信号。通过音频信号智能选择电路选择出需要处理的信号类型。当输入的音频幅度过大时，音频限幅电路可以减小输出基带信号的大小；当输入的信号小于标称电平时，限幅器可以提升输出基带信号，保证了调制信号的稳定性。通过软开关方式， 实现对立体信号左右声道的有效处理，且能与导频信号进行有效混合。

2.2.2数字信号处理单元

数字信号处理单元是基于DSP技术，通过软件对信号进行数字化处理的电路，是新型数字调频发射机的核心，利用55OMHz（DSP)处理芯片,实现对输入信号的增益控制、数字滤波、预加重和立体声解码处理，形成的数字信号送入到数字频率合成器，最后形成射频信号。

这里需要特别指出的是，数字化调频技术和半数字化、模拟化调整技术是不一样的。模拟化调制一般采用压控振荡器和锁相环调制技术，也就是“VCO+PLL”模式；半数字化调制一般采用的是数字信号处理器和压控振荡器技术，也就是“DSP+PLL”模式；而数字化调制采用的是数字处理器和直接数字频率合成器技术，也就是“DSP+DDS”模式

2.2.3 人机交互单元

新型数字调频发射机都带有人机交互式处理系统和对外通讯接口，通过人机交互可实现激励器的各项操作；通过对外接口，可实现激励器的远程监测控制。

与传统的模拟发射机相比，数字调频发射机最显著的特点是先进的控制电路、完善的保护电路和人性化的操作界面。发射机的监控模块负责监控发射机的工作状态，当电路出现异态时，控制电路采取相应的动作保护，确保激励系统工作在最佳状态。面板上的显示部分可以显示发射机的各种运行参数，技术人员可以通过查看参数变化情况来判断发射机是否工作正常。触屏功能可以让操作者完成指令输入、脉冲编码设置、串口调整等功能。为了方便远程监控管理操作，发射机还具备远程连接功能，可以借助网络完成发射机的各项操作。

2.2.4 功率放大器及低通滤波器

前面提到，激励器本身就可以当做一台小功率发射机，但是，如果不加功率放大器，输出功率太小，满足不了发射要求。功率放大器的作用是对激励器信号进行放大，用于满足功率设计要求。低通滤波器的作用是滤除放大电路产生的杂波信号，滤波后的射频大功率信号通过定向耦合器送往发射天线。

3 数字调频广播发射机维修要点

数字调频广播发射机是由若干个功能电路按照信号流程组合而成，电路与电路之间具有一定的逻辑性，只有掌握了工作原理才能有的放矢的进行维修。无论是那种型号的发射机，电路的组成和工作原理都是按照信号流程规律形成的。作为技术人员，应掌握发射机的理论知识、电路组成结构和电路工作原理，避免东一榔头西一斧子的野蛮维修行为。维修数字调制发射机时，应注意以下几个维修要点。

3.1检修前的准备工作

为了不影响正常播出，如果有备机的话，出故障时，应第一时间切换发射机，维持正常播出。如果出现故障时，伴随有打火、冒烟或强烈的焦糊味，切记不要再随意开机，应查明原因后再开机，避免更大的事故产生。在进行维修之前，还要了解正常工作时，发射机控制面板上指示灯正常显示状态；各电压、电流、功率表头指示情况以及发射机内部主要电路上的工作参数。只有了解了正常状态，才能在故障发生时对异常状态原因进行分析。准备好待修发射机的图纸资料和各种维修工具、仪器仪表。

3.2 掌握故障维修流程

数字调频发射机的信号流程为：外部信号→音频选择切换电路→数字处理器→数字调制器→带通滤波器

→功率放大器→耦合器→天线。掌握了信号流程，才能根据故障现象判断故障部位。例如：入射功率下降或无功率，应检查激励器到功放的输入端相关电路是否正常；输出功率及功放电流突然增大，应检查控制电路和负载反馈保护电路是否正常。

3.3直观检查法

有些故障，我们不一定要使用测量工具，可以先使用人体感官法，预先研判一下故障发生的部位。看一看有没有烧焦、冒烟、变形、变色、松动的器件；听一听有没有机械异响和信号交流声或失真声音；闻一闻有没有焦糊味、胶木味和其他异常气味；摸一摸电源变压器、功率放大管（注意安全）散热器、大电流插排、风机等有没有温度过高情况。人体感官法是常用的维修方式，往往能起到事半功倍的作用。

3.4 仪器仪表检查法

使用三用表测量关键点的电压、电流和对地电阻可以确任电路的直流工作点是否正常。直流电位检查可以说是最为简捷、快速、有效的检修方式之一，很多故障都是通过测量直流工作点的正常与否发现故障原因的。电阻检查法通常是在关机状态下进行的。通过测量电路关键节点的对地电阻来确定是否存在短路或漏电故障，测量元器件的内部阻值可以定性元器件的好坏。使用示波器测量关键点的交流电压、波形可以确认交流工作点和信号波形是否正常。

3.5 检修注意事项

如果检修的部位为带高压电部位，应先切断电源，如果必须带点测量的话，一定要做好安全防范措施，防止触电。如果发现保险丝熔断，一定还要检查保险丝之后的电路是否还有损坏的器件。在未查出故障之前，不要随意调整电路上的可调电阻、拨码开关可调电感和可调电容器件。更换损坏的器件，一定要使用原型号的或经过验证可以使用的器件。检修结束后，应拆除安全接地棒，安装好各种保护装置，通电上高压时应注意有没有异常问题出现，如有异常立即关机。

4 结束语

本文对新型数字调频发射机激励器的工作原理和常见故障维修进行了论述，作为调频广播发射台的技术人员，熟悉发射机结构原理，掌握常见故障维修方法，是做好技术维护工作的基本要求，当发射机出现故障时，能够按照所掌握的理论和技能，快速准确的排除发射机故障，确保安全播出不出问题。

参考文献

[1]马利平，王雅琴.全固态调频广播发射机故障分析与处理.内蒙古广播与电视技术，2009，02.

[2]曾雪强.广播固态发射机故障检测与思考.改革与开放，2010，14.

[3]赵伟．全固态调频立体声广播发射机操作．维护与测试[M]．中国广播电视出版社，2002.