《调频发射机讲稿》PPT课件.ppt

FM广播发射机 简介 1 概述 1 1调频广播的优越性补充中频广播频率的不足中频广播频道拥挤 互相干扰严重 影响广播质量使用调频广播提高广播质量由于人为干扰的日益增加 使中频广播的质量更为下降 而调频广播的抗干扰性强调频广播频带宽 可进行高质量的广播调频广播可实现单声 立体声广播 多节目广播 数据广播 1 2调频广播发射机的特点模拟机采用锁相环路式频率合成器 变容二极管直接调频方式 数字机采用DDS线性调频方式实现全固态化 宽带化 易实现N 1系统固态功放效率高 热损耗小 冷却系统简单功耗小并联冗余设计 热插拔设计 可实现零停播率标准化 系列化 模块化设计操作简单 维护方便供电电源采用低压大电流开关电源 安全可靠监控系统智能化维护操作方便适合于SCA及RDS功能的扩展可实现同步网 以节省频率资源 方便移动接收 减少电磁污染 以冗余复盖提高服务质量 38 2 模拟FM广播主要技术规范 2 1通用要求射频频率范围 87 108 MHz 按0 1MHz频率间隔设置电台主载波调制方式 FM 最大频偏 75KHz音频信号的频率范围 30 15K Hz音频输入电平 2VP P2 2单声广播用 30 15K Hz音频信号对射频主载波进行调制 预加重时间常数 50 s 100 调制时的频偏为 75KHz 音频通道的频率响应 0 5dB 在不加重不去重的情况下 信噪比 60dB 输入1KHz音频信号 75KHz频偏 预加重 2 模拟FM广播主要技术规范 2 3立体声广播采用导频制 射频主载波的调制信号为立体声复合信号2 3 1立体声复合信号的基带图 2 3 2立体声复合信号的组成主信道信号M 左声道信号L和右声道信号的和信号RM L R副信道信号S 左声道信号和右声道信号的差信号对副载波 导频信号的二倍频 进行抑制载波的双边带调幅而产生的 23 53 KHz基带信号S L R Sin t导频信号P 频率为19KHzP pSin 2t立体声复合信号A的表达式 A M S P其中A L R M S P 相应的信号电压 副载波的角频率p 导频信号的最大振幅 2 3 3立体声广播主要技术指标1 调制度 信号M S最大为 75KHz调制度的90 19KHz导频为 75KHz的8 10 2 立体声广播左右声道技术指标同单声道3 导频信号允许的频率偏差 1Hz4 调制S信号的38KHz残余分量对射频主载波的调制度 1 5 在100 调制度时 左右信道信号间的分离度 40dB6 在55 调制 其中导频为10 时 左右信道信号间的电平差 1dB 3 FM发射机系统组成 3 1FM激励器3 2FM功放单元3 3无源部件包括功率合成器 功率分配器 低通滤波器 定向耦合器3 4配电及供电电源3 5计算机监控系统3 6冷却系统 4 GME1FXXX系列发射机 GME1F13C D E 4 1FM10KW发射机 10KW FM10KW发射机组成部件 定向耦合器 低通滤波器 十合成 十合成 二合成 十分配 十分配 二分配 主备切换 主激励器 备激励器 A A PA1 PA20 微处理控制和显示单元 风冷 开关电源 开关电源 1 8 PA1 PA20 电源分配 A B C O RS 485 48V PA3 PA19 PA2 PA4 40 FM10KW发射机方框原理图 4 2FM5KW发射机 5KW A GME1F53A FM5KW发射机组成部件 定向耦合器 低通滤波器 十合成 十分配 主备切换 主激励器 备激励器 A A PA1 PA10 微处理控制和显示单元 风冷 开关电源 开关电源 1 4 PA1 PA10 电源分配 A B C O RS 485 48V PA2 PA3 PA8 PA9 41 FM5KW发射机方框原理图 4 3FM3KW发射机 3KW A B GME1F33B GME1F33A FM3KW发射机组成部件 定向耦合器 低通滤波器 六合成 六分配 主备切换 主激励器 备激励器 A A PA1 PA6 微处理控制和显示单元 风冷 开关电源 开关电源 1 3 PA1 PA6 电源分配 A B C O RS 485 48V PA2 PA3 PA4 PA5 42 3KWFM发射机方框原理图 4 4FM1KW发射机 GME1F13E GME1F13D FM1KW发射机类别 GME1F13C 单激励器 非热插拔PA 无智能化接口GME1F13D 单激励器 非热插拔PA 智能化接口GME1F13E 单 双激励器 热插拔PA 热插拔电源 智能化接口 FM1KW发射机组成部件 定向耦合器 低通滤波器 二合成 二分配 主备切换 主激励器 备激励器 A A 微处理控制和显示单元 风冷 开关电源 1 PA1 PA2 电源分配 A B C O RS 485 1KWFM发射机方框图 48V PA1 PA2 43 FM650W功放原理图 44 FM650W功放原理图 5 FM激励器 激励器功能音频信号的处理立体声编码FM调制RF放大系统监控激励器类型模拟立体声激励器 RVR激励器 GME模拟激励器GME数字FM激励器 5 1RVRFM激励器 30W额定输出2U标准机箱单声 立体声L R MPX SCA输入LCD显示软件调节内部设置RS232 485接口 RVR激励器方框原理图 音频多工 立体声编码器 PLL 调制器 射频功放 LPF 直流开关电源 RF出 RDS SCA1 SCA2 SCA3 L R 220V 音频处理单元 5 2GME模拟激励器 3 6 10 30W额定输出微处理器控制单声 立体声L R MPX SCA输入LCD显示软件调节内部设置RS232 485接口 5 3GME数字激励器 3 6 10 30W额定输出直接数字音频输入AES EBU S PDIFDDS直接数字调制 频率稳定度 1x10 9 外部参考 1KHz步进辅助L R SCA输入LCD参数显示软件调节内部设置RS232接口信噪比 80dB立体声分离度 60dB失真 0 03 GME数字激励器方框原理图 LEFT RIGHT A D DSP FPGA AES3 1 AES3 2 1PPS 10MHz POWER SUPPLY ARM DISPL RS232 RS485 POWERAMP BANDPASS DDS LOCALOSC ALC INTERFACE 6 RF功率放大器 选用MOTOROLA产MOS场效应管作功放管为了提高放大器增益 采用两级级联放大器末级采用两个放大器并联工作 以增加放大器输出功率具有过激励 过热 驻波比大等保护功能为了维护方便 提供放大器主要工作参数取样 指示 状态显示等 6 1FM650W功放 50 方框原理图 50 650W功放结构 6 2FM1200W功放 两个独立的600W插 拔结构65 效率宽带化设计内置保护电路 7 无源部件 7 1功率分配器 将一路RF信号功率均匀地互不影响地同时分配给多路负载 且要求各路之间保持良好的隔离度 输入输出端匹配良好 插入损耗小FM3KW机用六路分配器 如图所示 7 2功率合成器 合成器将多个放大器输出的RF信号功率相加 以获得更大功率的RF信号 功率合成器和分配器是可逆的FM3KW机用六路合成器 如图所示 7 3输出滤波器 用来抑制带外无用发射 椭圆函数低通滤波器低插入损耗良好带外抑制能力良好输入 输出VSWR 7 4定向耦合器 用来整机RF监测与保护 入射取样输出功率监测AGC取样用户监测口反射取样反射功率监测VSWR保护 8 智能化监控系统 功能收集 存储发射机的有关数据 如输出功率 VSWR 各功放模块的电流 各直流开关电源的电流 风压 工作温度 平衡功率 显示和调阅数据绘制发射机的状态参数随时间变化的曲线监控发射机的运行状态 并生成数据报表故障自动记录 越限报警对调频发射机进行开关控制组成主控单元电控单元配电单元 发射机主控单元 RS 485 RS 485 本地PC机 功放1数据采集 功放n数据采集 电控测控模块 RS 485 功放电源1 功放电源n 发射机监控系统框图 激励器管理模块 RVR主激励器 RVR备激励器 48 8 1发射机主控单元主控单元是发射机监控系统的中心监控单元 负责协调整机监控系统的工作 同时对外提供与上位机的通信接口 硬件组成 两个RS 485接口 一个用于与各单元测控模块通讯 另一个用于与PC机通讯 一个32K存储器一个实时时钟一个模拟开关及A D变换器一个16位单行液晶显示器一个5按键小键盘 可实现简单的人机对话一个看门狗 确保单片机不死机 49 多路开关 液晶显示 面板按键 存储器 看门狗 缺相监视 实时时钟 RS 485 RS 485 A B C 模拟量 各单元测控模块 上级PC机 单片机 主控单元结构框图 激励器管理 功放 机架测控 50 8 2电控及配电单元主要功能 1 控制整机电源及风机的开关机 2 收集开关电源的状态数据并与主控单元通讯 8 3各单元测控模块激励器管理模块与主控单元通讯功放数据采集模块与主控单元通讯电源管理模块与电控单元通讯 单片机 数据存储器 通信指示 看门狗 485接口 485接口 485接口 RVR主激励器 RVR备激励器 主控单元 激励器管理模块结构图 52 本机地址 单片机 功放数据采集板结构框图 RS 485 看门狗 多路开关 多路开关 状态量 模拟量 工作状态指示 主控单元 53 整机开关 RS 485 风机开关 主控单元 单片机 电控模块结构框图 电源测控板 RS 485 看门狗 面板按键 模数转换 风压检测 54 9关于数字调频发射机用32 bit数字控制振荡器 NCO 在数字域内直接产生调频信号采用标准的AES EBU接口 可与数字微波设备直接相连不需要附加的D A 或A D 转换 直接构成数字信号传输