中波广播发送系统概述.ppt

中波广播发送系统概述,陈柏年,中波广播的基本规定,1、频率范围：按照GB201780的规定为526.51606.5 2、发送方式：地面波 3、频道间隔：两个相连频道标称频率为9KHZ 4、标称频率：按照GB201780的规定共有120个编号的标称频率。如江苏人民广播电台使用的中波广播标称频率为585KHZ（7号）、702KHZ（20号）、1314KHZ（88号）和1413KHZ（99号）,5、发射带宽：按照GB201780的规定。使用531KHZ（1号标称频率）时为+4.5KHZ ；使用5401593KHZ（2号至119号标称频率）时为+10KHZ；使用1602KHZ（120号标称频率）时为+4.5 6射率保护率：为保证得到满意的收听质量所需要的欲收信号场强与干扰信号场强的最小比值对同频为26dB；对邻频（9KHZ间隔）为5dB。 7、载频频率偏差允许限度：10HZ 8、同步广播网频率同步制相邻电台允许频偏0.015,发射台的基本任务,1、产生高频振荡电能 2、控制高频振荡电路 3、将已受信息控制的高频振荡电能转换为空间电磁波。,发射台的构成,1、线路设备 2、发射机设备 3、天线设备 4、电源设备 5、机房设备 6、遥控设备,中波广播发送设备的特点,1、高效率：高效率不仅关系到能源节省，而且关系发射机的可靠性的提高。 2、屏调幅方式：屏极调幅电路构成简单，工作稳定，易于维护调整，且直流电压低，效率略高。 3、强制冷却：主要有蒸发冷和风冷。 4、系统繁复：为了发送设备达到大功率和高可靠性的要求。保证安全优质播出。一般发射台均设有十分繁复的系统。如有主备机倒换系统。故障越限报警系统。电网自动倒换系统等。,中波广播发射系统的主要技术指标,1、额定输出功率：这是指发射机在无调制情况下。送至馈线上的原设计规定的载波功率。 2、整机动性效率：发射机通常要给出两种情况下的整机效率。发射机不加调制时，输出的载波功率与整机总输入功率之比的整机效率。当发射机的调制度为m时输出的平均功率与总输入功率之比是调制度为m时的整机功率。 3失真度：失真度是反映发射机输出的射频包络非线性失真的指标。,4、噪声电平：噪声电平是指不加调制时和调制度m=1时。从发射机输出端分别栓波出来的噪声电压与音频电压之比。用分贝表示。 5、频率响应：它是指调制度m=0.5 时，在规定音频范围内。以1KHZ的信号电平作为基准的发射机输出的音频响应。用分贝表示。 6、载波跌落：它是指调制度m=0变到m=1时发射机载波电压下跌的百分数度之差异。 7、调幅度不对称性：它是指调制号信号为正弦波时。发射机输出射频包络正负半周调幅度之差异。 8、附加幅射：它是指发射机产生规定频带之外的幅射。通常包括谐波辐射、寄生辐射和远离所需频带的不需要的互调产物。 9、频率稳定度：它是指发射机保持原设计工作频率的能力，且取决于振荡器的频率稳定度。,小结,一、信息的传输和处理是无线电技术的首要任务。无线电通信是利用电磁波来传递信息的。一个完整的通信系统是由信号源。发送设备。传输设备和由信装置五部分组成。 二、无线电广播是无线电通信的典型应用之一。无线电广播通信系统可概括为发射装置。接收装置和传输媒质所组成。广播发送设备的任务是把欲传送的信息调制在载波上。经天线以电磁波的形式辐射出去。调制的过程是在发送设备中完成的；广播接收设备的任务是选出天线接收的信号加以放大。还原成原来的信息。解调的过程是在接收设备中完成。 三、广播作为一种特殊形式的通信有其自身的特点。从功率等级、调制方式、工作频段和工作条件等角度。可对声音广播发送设备进行不同的分类。中波广播的基本规定是中波广播发射设备的工作准则。广播播出通路可分为直播通路和转播通路,四、发射台的基本任务是：产生高频振荡电能，控制高频振荡电能，将已调的高频振荡电能转换为空间电磁波。发射台的构成要素有线路设备、发射设备、天线设备、电源设备、机房设备、遥控设备等。 五、中波广播发送设备的基本特点是：高效率、屏调幅方式、强制冷却和系统繁复。主要技术指标有：额定输出功率、整机效率、失真度、噪声电平、频率响应、载波跌落、调幅度不对称性、附加辐射和频率稳定度。 六、中波广播发射机的基本组成有五大部分：高频部分、低频部分、电源部分、控制部分。,中波广播指标测试和维护,电声指标的测量及指标等级,一、正负调制系数不对称度 1、定义：当调制系数不对称。其中之一达到95%时，正调制系数与负调制系数之差绝对值，即为发射机的正负调制系数不对称度。 2、测量方法：用1KHZ的正弦波信号，对发射机进行调制，使正负调制系数之一保持在95%，读（计算）出另一调制系数，则正负调制系数不对称度即可按下式计算m=|mp mn | 式中 m正负调制系数不对称度。mp正调制系数 Mn负调制系数,（三）运行技术指标等级表 表91正负调制系数不对称度等级,二、载波跌落,（一）定义：在供电电压保持恒定的条件下，用单一频率的正弦音频对发射机进行调制，使调制系数为100%，则无调制时的载波振幅与调制时的载波振幅的差值，与无调制时的载波振幅之比用百分比表示，即为载波跌落 （二）测量方法：用1KHZ的正弦信号，对发射机进行调制，使调制系数保持在100%，测出线性检波器输出端的直流电压，断开调制信号，测出无调制时线性检波器输出端的直流电压，载波振幅变化即可用下式计算,Rn=(1-Uo1/Uo )*100% 式中 Rn载波跌落 Uo1无调制时线性检波器输 出端的直流电压 Uo100%调制时线性检波器输出端的直流电压 修正系数 注大功率发射机进行调制时，要使供电电压保持恒定是不现实的，可以认为载波振幅的减小是近似正比于线电压的降低，在此情况下载波跌落的计算，可用修正系数进行校正。 = U/U1 式中 U无调制时的电源线电压的有效值 U1100%调制时的电源电压的有效值,（三）指标等级 表92载波跌落指标等级,噪声电平,一、定义：在发射机没有外加调制信号的条件下，其射频信号通过线性检波器后的交流电压有效值与调制系数为100%时检波器输出的交流电压有效值之比，用分贝表示，即为发射机的噪声电平。 二、测量方法：用1KHZ的正弦信号，对发射机进行调制，其调制系数为100%，最低不低于50%，读出线性检波器输出端上的交流电压有效值，断开调制信号，保持输入阻抗不变，再测出噪声分量的交流电压有效值。噪声电平可用下式计算。,噪声电平,N=20Lgm*U/Um（dB） 式中 N噪声电平 m调制系数 U发射机无调制时，线性检波器输出端噪声的电压有效值 Um发射机有调制时，线性检波器输出端的电压有效值,噪声电平,（三）指标等级 表93噪声电平指标等级,振幅/调制频率特性（频率响应）,（一）定义：发射机的调制系统，随输入发射机振幅电平恒定的正弦音频信号的频率而变化的特性，用分贝表示，即振幅/调制频率特性 （二）测量方法：用1KZH的正弦信号，对发射机进行调制。使发射机的调制系数为50%。通过线性检波器，对射频信号进行检波，记录此时检波器输出端的电压有效值。保持调制信号不变，在规定的音频频带内改变调制频率，记录各调制是频率时线性检波器输出端的电压有效值，即可用下式计算出各调制频率的相对电平值。,振幅/调制频率特性（频率响应）,R=20Lg Uf/U1k (dB) 式中 r振幅/调制频率特性 Uf各调制频率时，在线性检波器输出端的电压有效值 U1k1KHZ调制时，在线性检波器输出端的电压有效值。,振幅/调制频率特性（频率响应）,（三）指标等级 表94振幅频率特性指标等级,非线性失真,（一）定义：发射机用单一频率的正弦音频信号调制时，由于高频放大器的非线性和调制器的非线性，此频率会产生各次谐波分量，各次谐波分量的均方根值与基波有效值之比，即为非线性失真。、 （二）、测量方法：发射机分别用100HZ、400HZ、1KHZ、5KHZ的正弦信号进行调制、其调制系数分别为50%和90%，测出各种情况下线性检波器输出端的电压有效值。用滤波器滤除基波，测出各次谐波分量的均方根值。,非线性失真,由于发射机的失真很小，基波电压的有效值远大于各次谐波电压均方根值，可以认为U1,非线性失真,（三）指标等级 表非线性失真指标等级,电声指标的调整及提高,、正负调制系数不对称度 、载波跌落 、噪声电平 、振幅调制频率特性 、非线性失真,引起正负调制系数不对称的原因,1、低频推挽电路的不对称。调幅电路一般为推挽放大器，推挽两臂要做到完全一致是困难的，造成调制幅器两臂增益的不一致。 2、高末调幅级调制特性的非线性。高末调幅级一般为屏极调制，因该能电子管动态运用范围宽，造成调幅特性直线性变差 3、高末级的阴极自生偏压的反馈作用。一些发射机采用阴极自给偏压来保护高末能的电子管。屏极调幅的发射机为了改善调制线性往往又采用栅级自给偏压的所谓二重调制。由于阴极电阻形成的阴极电压的负反馈作用，一方面抵消了栅自给偏对改善调制线性的有利作用；另一方面造成调幅正负周电子管过压程度不同，使屏流变化量发生差异。,正负调制系数不对称的改善措施,1、电子管严格配对使用。 2、电路保持对称。保持推挽两臂电路布局对称。 3、合理调整高末级的工作状态，使其工作在调制特性曲线的直线部分。 4、采用互补式统调。 5、改装高末级阴极线路,引起载波跌落的主要原因,1、高末屏压直流电源内阻。 2、高末电子管工作状态的变化。已调波状态较。较载波状态需向高整电源索取更大的电流。,载波跌落的改善措施,1、降低高压整流电源内阻。 （1）选用正向压降小的高压整流阀 （2）适当加大滤波电容的数值 2、调整高末级的工作状态。 （1）高末级应该选择合适的工作点 （2）改就栅偏电阻的大小，恰当利用栅极自生偏压的调节作用。 3、改就调制方式。将单一的屏极调幅改为多重调幅，以改善调制特性的直线性。,噪声的主要来源,1、直热式阴极交流声。 2、旁热式阴极交流声。 3、大型电子管灯丝交流供电产生交流声。 4、直流电源滤波不良造成交流声。 5、电子管内部的各种噪声 （1）散弹噪声 （2）分配噪声 （3）电离噪声 （4）二次电子发射噪声 （5）感应噪声 6、干扰源对放大器的寄生耦合引起寄生噪声。,噪声的改善措施,1、灯丝交流供电产生交流声的抑制 （1）直热式阴极中心点接地。 （2）旁热式阴极加固定正电压。 （3）高末并联两管灯丝馈电采用差相90度的型接法。 2、推挽两臂平衡，抵消电子管或线路不平衡引起的噪声。 3、改善电容滤波，抑制由此而引起的噪声。 4、改善高功放过激励改善噪声。 5、合理调节屏调机外反馈改善噪声指标。 6、采用合理布局，减少交流电源感应。,引起振幅/调制频率特性变差的原因,1、屏调机调幅级的门网络元件选值或调整不当。 2、切削网络和相移补偿网络选值或调整不合适，使频带收缩过窄在而引起高低音频的下跌。 3、内外反馈中的电抗元件造成相位失真。 4、低频放大器的耦合电容容量偏小使低频响应变差。外壳对地分布电容使高频响应变差。 5、高末级屏极负载回路Q值选择过高 6、高末级电源滤波器出现异态，造成对某个音频频率呈现高阻抗，导致频响在该频率上严重下跌。,振幅/调制频率特性变差的改善措施,1、屏调机调幅网络要设计、调整好，它不但对整机的振幅/调制频率特性有重要影响，而且它相当于一个低通滤波器，还有滤除高音频谐波改善失真的作用。 2、负反馈插入切削网络和相移补偿网络时，尽量兼职到能获得较好的频率响应。 3、合理选择反馈网络中的电元件，使振幅/调制频率特性平坦。 4、选择容量足够大的低频耦合电容，防止容量不足下跌。 5、合理选择高周屏极负载回路的Q值。 6、为防止高末级电源滤波器出现异态，应使滤波器的固有频率远离音频最低频率。,引起非线性失真的主要原因,1、调幅器某级或限放，出现导致失真的异态或原设计的富裕量太小。 2、宽频带负反馈没有起到改善失真的作用，甚至发生了坏作用。 3、被调级的调幅直线性不好。 4、音频系统内的自激振荡引起的失真。,改善非线性失真的措施,1、合理调整低周前级静态工作点，消除正峰、负峰或双向平关头削波失真 2、调整低末级别工作状态改善非线性失真。 3、改善宽频带负反馈网络、切削网络减小偶次谐波失真。 4、调整调幅级的起始屏流或负反馈量，减小三次谐波失真。 5、改善调制线性，减小调制失真。 6、消除自激振荡带来的失真。,小结,一、ZCG1型测试主柜是无线广播电台测量电声指标的成套设备，发射机的正负峰调制不对称度、载波跌落、噪声电平、振幅/调制频率特性，非线性失真均能用该立柜进行测试。测量整机电声指标应从高频末级输出端到馈线输入端的线路上拾取50V的调幅波信号，但不能影响被测发射机的正常工作，并能真实反映发射机的电声指标。,小结,二、调幅广播发射机运行技术指标等级和合格指标如表96所示：,小结,三、低频推挽电路的不平衡及高末调制特性的非线性等原因导致了正负峰调制系数的不对称。通过电子管配对、调整电路布路对称，合理选择高末级的工作状态等措施可改善正负峰调制系数的不对称并。 四、高压电源内阻及高末级工作状态的不合适等原因，导致载波跌落，通常可采取减小高压电源内阻，选择合适的高末级的Rg改善载波跌落,小结,五、电子管内部噪声，灯丝交流供电，直流电源滤波不良及寄生感应等原因引起噪声和交流声。通过提高直流电源的滤波、调整灯丝平衡电位器、灯丝差相供电，选择合理的负反馈、过激励、减小感应等办法可改善整机的噪声电平。 六、高低频切削网络调整不当，反馈电抗元件及耦合电容选择不合适等原因引起了调制频率特性变差。可以通过正确调整高低频切削，合理调整反馈及级间耦合电容等可改善调制频率特性。,小结,七、低频各级工作点不合适，调幅变压器漏感，由于电子管及各级电源电压的变化引起放大器动态范围变小，调制特性的非线性等原因引起了非线失真，因而通过调整低频各级工作状态，调整高末级的调制线性，运用好负反馈等措施来改善非线性失真。,中波广播发射台的其它设备,控制桌的主要功能,1、放大由播控中心用传音系统送来的微不弱音频信号，使之达到规定电平。某些控制桌还有提升补偿网络和衰减网络，对音频信号的频率特性加以调节。 2、对传音线路的外界感应噪声进行隔离，以提高整个广播系统的信噪比。 3、对运行的发射机和有关设备实施遥控、监测、监听和调节，装有电子钟的控制桌还可以实现钟控。 4、对配电电源电压进行自动或手动调节。 5、与播控中心进行地讲通信联络。,控制桌的简要工作原理,（一）、方框图：,控制桌的简要工作原理,（二）输入部份：通常由一个高质量的600： 600音频变压器，一个推拉衰减器和和一个输入监听放大组成。 （三）线路放大部份：为保证线路放大部分的传送质量，常采用晶体管OTL电路或集成运放，其增益约为3050dB可变。 （四）输出部分：输出部份通常为桥式混合网络,监测部分简要工作原理,（五）电源部分：电源部份包括数个真流稳压电源。 （六）监听部分：监听部分常与OTL形式的低频功率放大器，输入，输出监听可由开关切换。 （七）监测部分：监测部分主要用于监测各发射机的工作状态和调幅度。 （八）控制部分：控制部分主要包括遥控开关发射机，手动倒备分开关，应急处理开关等。,控制桌的技术指标,（一）频率响应,控制桌的技术指标,（二）信噪比,控制桌的技术指标,（三）非线性失真,电声指标的维护要点,（1）信噪比的维护：控制桌的信噪比，一般都比较高。造成信噪比下降的主要原因是插件接触不良，某级静态工作状态不当或接地不良。解决办法是对小盒插件定期清洁，检查电路工作状态，改善接地系统。 （2）频响的维护：频率响应不好通常反映为低频段3040HZ的下跌和高频段16K20KHZ的提升或下降，造成低频段下跌的主要原因是各级耦合电容及输出电容容量下降或输入变压器本身低频响应差。经更换变质耦合电容可输出变压器常可解决。,电声指标的维护要点,（三）失真度的维护：产生非线性失真的主要原因，对于OTL电路来讲，是放大器静态工作点不正常，通常可借助失真度仪上的示波管波形，边观察边调整。,音频加工器的作用,作用： 在发射机输出载波功率一定和接收条件一定的情况下，收听节目的响度决定于携有信息的边带功率。音频加工器的功能，就是在广播节目录制的基础上，进一步压缩节目的动态范围，使平均调幅度提高到（4060）%，从而提高平均边带功率扩大服务区，并可防止过调幅和提高杂音指标，增加抗干扰能力。,音频加工器的作用的分类,分类： （1）限制放大器 （2）梯形调制器 （3）射频削波器 （4）音频处理器,同步激励器和样频系统,同步广播简介,中波广播频率范围为525.51606.5KHZ，频道间的间隔是9KHZ，故可空容纳的频道数为120个，为解决中波电台频率分配中存在的同频率分配中存在的同频干扰问题，便提出了同步广播。 同步广播是指参加同步广播的几部发射机用同一个频率（或几个频率）播送同一套节目。根据广播电视标准规定，要求同频广播的各发射机载频频差0.015HZ，此时的保护率为4dB，就能在这到满意的收听效果。,同步广播简介,同步广播的主要优点是，可缩减每套节目所需的频道数目，有利于频率分配，大大减少了因频道拥挤而造成的相互干扰问题，且可以用地波保证较强的电磁场强度。根据可用场强，能比较自由的增设台点，重点提高人口稠密地区场强分布比较均匀的同步网，共覆盖面积在于同等功率的单机覆盖面积。,同步广播的制式,（一）相位同步制（单独激励连续同步）以标频来锁定同步激励器晶体振荡器的频率，而发射台的工作频率由晶体分频后再倍成所需频率。这种形式主要优点是频差趋近于零，故对本振频率稳定度要注不主。缺点是标频需在播音过程中一直播送。因标频信号和音频信号混合迭加成全信号发射，故标频易受音频寄生调幅而造成抖动。,同步广播的制式,（二）频率同步制（单独激励定时校频） 以标频来校准同步激励器晶体振荡频率，每日校准一次， 以保证较小的频差，使频偏0.015HZ。这种制式的主要优点是最多每天只送一次标频，时间约十几发钟。缺点是对本机的晶振稳定要求较高，需要一套较复杂的校频系统。,同步广播的制式,（三）单独激励，原子同步 以原子频率标准作为激励器，不需要标准和监测。这种制式不需校频系统和为校频系统而设的调频网。缺点是造价高昂。目前一般不采用。,中波同步激励器的功用,中波同步激励器，用于中波同步广播，作为同步广播发射机的载频激励信号源。通常每部同步激励器可同时供给四部不同载频频率的发射机所需的激励信号，并且每种激励信号都有两路输出，一主一备自动切换。,同步激励器工作原理,频率同步制校频环方框图,各部分的功能,1、标频形成电路：18K标频正弦信号转化成18K窄脉冲信号作为锁相环的标准信号。 2、鉴相器：将18KHZ标频信号相位与4.608MZH压控振荡经分频后72KHZ的相位进行鉴相，输出相误差电压。 3、环路滤波器：销相环内的低通滤波器用来滤除误差电压中的高频成份和噪声。 4、直流放大器：放大器相误差电压使之具有足够的电压驱动伺服系统工作以提高校频精度。,各部分的功能,5、伺服系统：由方向识别器，脉冲产生器，环形脉冲分配，功率放大器，步进电机等组成。方向识别器，首先识别经放大后误差电压正负极性，然后经正转与门和反转与门分别送入环形脉冲分配器，产生步进电机转动所需的脉冲串，再经功率放大驱动步进电机工作，带动多圈电位器，使加于压控晶振变容管负端的电压改变、达到改就压控晶振频率的目的。,各部分的功能,6、4.068MHZ压控晶体振荡器（VCO）：这是同步激励的标频源。校频时受18KHZ标频同步。其电调电路中变容管接入即为频率调节元件。 7、分频器：将4.608 MHZ输出的正弦波信号经不同分频后分别输出72KHZ和9KHZ矩形脉冲信号。 8、锯齿