《调频发射机讲》PPT课件

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:50s(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)Sint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,PA1PA20,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,PA1PA10,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,PA1PA6,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,PA1PA2,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链没有调制特性的飘移