数字式调幅中波广播发射机输出网络原理详解

1、数字式调幅中波广播发射机输出网络原理详解 数字式调幅发射机与传统技术制式的发射机相比在调制方 式理念上有很大的突破， 它不是直接用音频信号去调制高频载波 信号，而是将音频信号经过处理转化为一种控制末级功放模块开 关的控制信号， 通过控制不同数量及输出信号幅度不等的功放模 块工作与否来实现调制。 正因为如此， 对于数字式调幅发射机来 说，由功放级射频功率合成器输出的信号， 并不是我们最终要发 射出去的典型调幅波， 而是一种具有量化台阶的调幅波信号， 这 是由发射机的数字式调幅决定的。 这种具有量化台阶的调幅波信 号，除了包含我们所需要的载波已调波成分外， 还有其它一些成 分，如谐波、互调波等。这

2、些不需要的频率成分都要滤掉，以输 出光滑的没有量化台阶的典型调幅波， 并最终通过发射天线有效 的发送出去。 此外输出网络还要实现功率合成器的输出阻抗和馈线的阻 抗匹配及防雷等功能。 发射机的输出网络有三大作用，分别是：（1）滤除不需要 的杂波成分， 输出光滑典型的调幅波。 （ 2）实现阻抗匹配。 （3） 防雷。 发射机的输出网络由二阶带通网络（A部分）与T型阻抗匹 配网络（B部分）两部分组成。A部分即二阶带通网络部分是由 L101和C101、L102和C102组成的二阶巴特沃斯滤波器。B部分 即T型阻抗匹配网络，由 L103、L104、L105和C104组成。 1 滤波 滤波器需要滤除哪些谐波

3、信号呢？是怎样进行滤波的呢？ ( 1 )滤除音频通带外不需要的频谱成分，主要包括 A/D 转换的 取样频率及其各种组合频率成分。 带通滤波器仅让载波和它的通 频带通过， 滤除其它谐波和杂散波。 如果音频信号的最高频率为 fm,而抽样频率为fs，则需要滤除的频谱成分为(nfs-fm ) (nfs+fm )，在数字式调幅发射机中，fs的频率为几百KHz,因 而 fs-fm 离 fm 很远。( 2)滤除三次谐波。 滤除音频通带外不需要的频谱成分需要用到二阶带通网络, 发射机的二阶带通网络是二阶巴特沃斯滤波器。 它的特点是通频 带内的频率响应曲线最大限度平坦, 没有起伏, 而在阻频带则逐 渐下降为零。

4、正因为如此，在f0 10KHz的频带内它的响应平坦， 只有土 0.5dB, 3dB带宽为lOOKHz带内起伏低，在振幅的对数 对角频率的波特图上， 从某一边界角频率开始， 振幅随着角频率 的增加而逐步减少，趋向负无穷大，非常适合平滑滤波。 滤除三次谐波需要T型阻抗匹配网络。由于二阶带通滤波器 的回路Q值选的较低，通频带较宽，因而滤波器的选择性受到限 制，对杂波中的三次谐波的抑制程度不大， 不能很好的将输出信 号中的三次谐波滤除。通过公式 U(t) =4E/ n (sin 3 t+1/3sin3 3 t+1/5sin5 3 t+1/ (2n-1 ) sin (2n-1 ) ),我们可以看出,第一

5、项是基波,其余为奇次高次谐 波，且三次谐波的振幅最大，达到 4E/3 n，需要滤除。让B部 分的L104和C104支路串联谐振于三次谐波， 就能让三次谐波接 地，滤掉三次谐波，保证发射机整机杂波辐射要求和安全播出。 2 阻抗匹配 将射频功率合成器低输出阻抗转换成检测器所需的50 Q纯 阻。我们知道功率合成器的输出阻抗约为4Q，而馈线的阻抗为 50Q纯阻，为了使发射机输出口与馈线的阻抗匹配，所以A部 分就要起到阻抗匹配功能。阻抗匹配是利用回路（L102、C102） 抽头阻抗变比关系实现的。适当选择L102的连接点（抽头）的 位置，可使得从合成器往输出网络看去阻抗为4Q,而从射频输 出检测点往带通

6、滤波器看去的阻抗为50 Q,从而获得阻抗匹配。 功率合成器的输出口阻抗经带通滤波器进行阻抗变换后所获得 的输出阻抗通常也不会正好等于馈线的阻抗， 就是说带通滤波器 不能很好的实现阻抗匹配。 在带通滤波器输出端与馈线之间还需 要接入一个阻抗微调电路。输出网络中的B部分就能实现阻抗微 调功能。由于L104、C104串联谐振于三次谐波，所以L104、C104 支路对于载频来说就呈现容性， 可看作一个等效电容。 这个等效 电容与L103、L105组成T型网络，通过调整L103、L105进行阻 抗微调，就可以达到阻抗匹配的作用。实际应用中，L103就是 调谐，L105就是调载，当发射机天线网络零位过高时，可以通 过调整调谐调载旋钮调低天线零位数值。 3 防雷 当天线遭到雷击时，天线阻抗由于塔基放电球放电而被短 路。这时功放电路里会产生过大的瞬时电压、 电流而损坏功放模 块。所以要求阻抗微调网络还应有抗雷击作用， 如果适当选择网 络元件的参考值， 使得天线阻抗因雷击被短路时等效到功率合成 器输出端的等效负载阻抗呈感性且感抗值为50Q，就可以起到 防雷保护功放管的作用。 输出网络是数字发射机的重要组成部分， 它的工作状态的好 坏直接影响到发射机能否满功率输出，功放模块能否稳定工作， 发射机在雷雨天气中工作的安全性， 发射机的信噪比等。 各功放 模块输出的能量合成一起形成高电压大电流的高频射