《调频发射机讲稿》PPT课件.ppt

1、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

2、、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-P 2.2 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

3、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R M=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19 KHz P=p Sin/2 t 立体声复合信号A的

4、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1Hz 4) 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40dB 6) 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,3.1 FM激励器 3.2 FM功放单元 3.3 无源

5、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,4.1 FM 10KW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,PA4,4

6、0,FM10KW发射机方框原理图,4.2 FM 5KW发射机,5KW-A,GME1F53A,FM 5KW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,FM 5KW 发射机方框原理图,4.3 FM 3KW发射机,3KW-A/B,GME1F33B,GME1F33A,FM 3KW发射机组成部件,定 向 耦 合 器,低 通 滤 波 器

7、,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,PA5,42,3KW FM 发射机方框原理图,4.4 FM 1KW发射机,GME1F13E,GME1F13D,FM 1KW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,FM 1KW 发射机组成部件,定 向 耦

8、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-485,1KW FM 发射机方框图,48V,PA1,PA2,43,FM 650W 功放原理图,44,FM 650W 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,5.1 RVR FM激励器,30W额定输出 2U标准机箱 单声/立体声L-R/MPX/SCA输入

9、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,5.2 GME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,5.3 GME 数字激励器,3/6/10/30W额定输出 直接数字音频输入AES/EBU、S/PDIF DDS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

10、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

11、护方便，提供放大器主要工作参数取样、指示、状态显示等,6.1 FM 650W功放,50,方框原理图,50,650W功放结构,6.2 FM 1200W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

12、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

13、 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

14、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,4 8 5 接口,4 8 5 接口,4 8 5 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