简析中波模拟发射机与数字发射机的不同及优缺点

何明芳

云南省广播电视局曲靖691台  麒麟区655000

摘 要: 当前，模拟发射机技术普遍运用在中波发射系统中，数字发射机也逐渐兴起，随着技术的不断革新，甚至可能取代模拟发射机技术，成为主要的中波广播发射机技术。本文将分别对某台的模拟发射机和数字发射机的原理进行阐述，然后针对两者的不同点以及优缺点进行详细分析。

关键词: 模拟发射机数字发射机  比较 优缺点

1 模拟发射机

中波发射机按发送方式分为数字发射机和模拟发射机，2000年起，循环调制调幅广播发射机已成为主要的发射机。以北京北广科技10KW调幅中波广播发射机为例，该机完全取消了调制级，它将音频模拟信号经过模数转换、调制编码，而后产生数字音频信号，用此数字音频信号去控制开启或关闭射频功放模块，并以功率合成的方式在末级的合成变压器中实现高电平的数模转换，并通过带通滤波器的滤波产生调幅波。此发射机的核心射频系统采用高效的丁类开关电路和功率合成器，其中的M0S场效应管损耗小，整机效率高，而且它的控制电路、保护系统和末端输出（T型匹配）网络别具一格的设计，大大提高了发射机的安全性和稳定性，收听效果也有显著提高，它的动力供给电源系统采用高效低耗的R型电源变压器和十二相全波整流电路，节省了电源损耗，节传信号数字化传输如图一所示：

图一 节传信号传输系统图

2 数字发射机

数字发射机和模拟发射机的原理是一样的，但两发射系统的区别是在发射机前端增加激励器和服务器，激励器和服务器在整个发射系统中占据着核心位置，增加服务器可完整保护音频数据信息，具有安全特性，后加入DRM调制激励器，调整其基带与数据使其适应发射机需求，当DRM编码调制器产生的DRM基带信号为i/q分量信号，i/q信号为数字信号，经过频率合成器时，进行相应的相位运算，并直接对数字频率合成器(dds)产生的射频载波信号进行相位调制，相位调制后的射频载波馈入发射机，当发射机的振荡频率经处置后变为发射机的工作频率，产生的信号经过放大和分配后，作为RF激励信号送到RF功率放大器，而音频调制信号经音频处理器处理后，送到A/D转换器变为48比特的数字信号，再经过编码，变为RF放大器开通与关断的控制信号。开通的RF放大器的输出电压经过合成器合成，经中心频率后变为二进制的脉冲信号，最后经带通滤波器滤除不需要的频谱成分成为均匀的脉冲信号（即数字信号）。

3 模拟发射机与数字发射机的不同

相比较模拟发射机与数字发射机有着明显的差异。一是两者发出的信号不同：一个是连续的模拟信号；一个是不连续的、离散的数字信号。二是信号传输方式不同：模拟信号是用模拟量的电压或电流来表示的电磁波信号；数字信号是通过0和1的数字构成数字流信号，波形图如图二、图三所示：

图二 模拟信号              图三 数字信号

相同条件下，收听时发现，通过模拟发射机发射出的电声信号在终端接收时，有时会产生噪音、信号不稳定现象，但数字发射机发射出的信号比模拟发射机的效果更好，在终端接收时很少出现类似情况，而且数字发射机的信号覆盖范围比模拟发射机的覆盖范围要大得多，而且同一条件下，数字发射机的场强效果比模拟好的多，覆盖场强如表一所示：

表一 场强测试记录表

播出 频率		990KHz	发射功率	10KW	转播节目	××新闻广播
测试 仪器		中波场强仪，型号：PNA3940,  GPSmap60CS
测试 时间		2024年2月8日
场强测试记录
距离	模拟发射机场强值(dB)	数字发  射机场强值(dB)	经玮度
1km	87.4	91.1	北纬25°28'16"，东经103°47'19"
	99.1	100.8	北纬25°28'29"，东经103°47'36"
	91.3	92.5	北纬25°27'36"，东经103°47'32"
	102.1	103.3	北纬25°28'6"，东经103°47'1"
10km	67.4	68.4	北纬25°14'30"，东经103°30'21"
	70.2	71.9	北纬25°16'32"，东经103°30'17"
	68.4	69.3	北纬25°17'28"，东经103°31'18"
	75.6	76.7	北纬25°19'20"，东经103°30'28"
20km	62.7	63.8	北纬25°24'31"，东经103°2'22"
	70.3	71.6	北纬25°26'29"，东经103°3'20"
	63.4	64.2	北纬25°17'25"，东经104°2'23"
	64.8	66.5	北纬25°16'27"，东经103°2'20"

4 结论

研究发现，数字发射机与模拟发射机相比较具有以下优点：

（1）相同带宽、波段下，数字发射机的音质更好，可以达到调频（FM）单音道广播的质量。如果带宽增加，还可以达到 CD级的质量。

（2）模拟发射机的信号传输优点是直观且容易实现，但缺点是保密性差，抗干扰能力弱。但数字发射机可以做到增强保密性，提高抗干扰能力。当音频

信号经A/D变换后，可以先进行加密处理，再进行传输，在接收端进行解密后再经D/A变换还原成模拟信号，确保了信号的安全、稳定。

发射机存在四大部分整机功能模块，会有数模干扰、射频干扰、电源干扰等等，最终影响音频失真度，信噪比，但数字发射机的抗干扰能力更强，它能提高调幅波段信号传送的可靠性，保证到音频系统转换前端是几乎无干扰的。

（3）在相同覆盖的条件下，数字调幅发射机比模拟调幅发射机的功率低（降低大约 2/3的发射功率)，节约了电源消耗，并减少了电磁污染，工作效率得到提高，经济效益得到提升，环境得到改善。

（4）数字发射机在使用时可以充分利用现有的中、短波频谱资源，不需要重新进行频率划分。

（5）数字发射机能与模拟信号传送兼容，实现同步转播的特点。即在所规定的带宽内，同时传送模拟信号和数字信号时，两信道间无互扰、串音现象，它比较容易实现从模拟广播到全数字广播的可靠过渡，技术上兼容了模拟、数字用户的接收。

（6）数字发射机发射出的信号比模拟发射机的穿透能力和绕射能力更强，所以发现它的覆盖范围更大，场强更强。

（7）数字管理的服务器能够提供附加业务和数据传输。所以数字发射机在原有的脉宽调制（PDM）、脉冲阶梯调制（PSM）、DX系列、模拟发射机的情况下，只需增加数字内容服务器和数字调制器以及进行必要的部分改动，如更换发射机中模拟频率合成器为数字频率合成器等，就可改装为数字发射机，这样改装效果好，投资低。