全固态1KW PDM广播发射机指标的测量和调整方法

全固态1KW PDM广播发射机指标的测量和调整方法

刘向阳

陕西省广播电视局兴平广播转播台  陕西·兴平 713100

【摘要】随着广播事业的不断发展，1KW PDM全固态中波广播发射机在全国中、发射台得到了广泛应用，其具有体积小、耗能低、效率高、维护方便等优点。在长期使用过程中，由于天馈线系统受环境影响，阻抗变化，加上设备元器件老化量变等多种原因，造成广播发射机指标变差而达不到甲级标准，致使发射机技术指标等级下降，特此就1KW PDM全固态广播发射机技术指标调试办法进行分析探讨，仅供参考。

【关键词】谐波失真 信噪比 频率响应

中波发射机的三大电声指标指的是信噪比、谐波失真和音频频率响应,三大指标是衡量一部发射机工作质量的基本标准.优质的电声指标是一代代广播人始终追求的目标。

影响三大指标的因素很多，如射频激励信号、射频功放板、脉宽调制器、调制器、输出网络和天馈线匹配网络失谐、电源纹波、接地等都会对发射机的失真、信噪比和频率响应产生影响，广播发射机工作状态良好，各个附属部分数据正确，一般情况下三大指标明显高于行业甲级标准。

一、中波调幅广播发射机三大指标的定义

1.谐波失真

发射机使用单一频率的正弦波信号调幅时，由于高频放大器和调制器的非线性，会产生各次谐波分量，各次谐波分量的均方根值之和与基波有效值之比，即为谐波失真。谐波失真要求甲级≤3％ 乙级≤5％≤7丙级。

2.信噪比

发射机调幅度为100%时线性检波器输出的交流电压有效值，与没有外加调制信号时线性检波器输出的交流电压有效值之比，单位为dB。信噪比要求甲级≥60dB乙级≥56dB丙级≥52dB。

3.音频频率响应

发射机的调幅度，随输入发射机恒定振幅的正弦音频信号频率变化而变化的特性，单位：dB 。音频率响应甲级【-0.5～+0.5 】乙级【-1～+1 】丙级【2～+2】

二、影响三大指标主要因素及测试调整方法

下面简述全固态发射机三大指标调整的常用方法：

如果测量发现发射机指标不达标，首先检查稳压电源柜和发射机的接地是否牢靠，接地不良，会导致各种外部干扰造成信噪比、失真和频响变差；检查发射机的工作状态和微机控制系统的告警信息，根据发射机的工作状态和告警信息，分析问题，解决发射机存在的硬件故障；全固态发射机具有技术成熟，性能指标优良，工作效率高等特点，如果没有硬件故障，只要按技术要求将发射机工作状态调试正常，一般情况下三大指标明显高于行业甲级标准。所以在技术指标调试时主要是解决硬件故障和调整工作状

三、中波广播发射机失真度指标数值调整

广播发射机失真度指标测试值数值增大，发射机等级由甲级降为乙级或者更差。

分析:发射机的信号产生失真，是由于发射机输出信号中产生谐波频率造成的，谐波频率的产生分为内因和外因，内因主要是由于放大、调制等加工过程中，采用晶体管、集成电路等非线性元件造成的;外因主要是由于匹配网络没有调整到最佳点，阻带衰减不足，通带内带宽较窄，受邻频影响，在机器内产生谐波频率造成的。

调整:用网络分析仪器对天线调配网络进行重新调整，对发射机内部带通滤波器进行微调，通过带通滤波器降低谐波频率的影响，达到降低发射机失真度的目的。

带通滤波器由L2、C5、L3、C6组成 (附图1)，兼有阻抗变换作用。带通滤波器的负载阻抗通常为50Q。

L2和C5串联谐振于工作频率，L3和C6并联谐振于工作频率，调整L2使得由场效应管构成的高频功率放大器的负载阻抗为纯电阻，因而克服了合成变压器和功率放大器的输出变压器以及双抽头的电感L3带来的漏感的影响。L3的抽头是用来作阻抗调整用的，由此可见，带通滤波器的输入阻抗是小于负载阻抗的。

由于天线系统受到环境变化影响，天线阻抗数值发生改变，本频和边频的实际阻抗值也发生改变，导致高频功率放大器的负载阻抗变化，不再为纯电阻，所以，通过调整L2使高频功率放大器的负载阻抗为纯电阻，达到放大器的负载阻抗与本频和边频的实际阻抗相匹配的目的。

四、广播发射机频率响应调整

频率响应的好坏，是由频率失真的大小衡量的，造成频率失真的原因是由于放大器电路内包含的电抗元件对不同频率呈现出不同的电阻值，所以放大器对输入信号中的各频率分量具有不同的放大倍数，致使输出信号中频率分量的震幅失去原有的比例关系造成的。所以，电路中阻值变化是频率响应变化的主要原因，而低通滤波器的特性优劣可以改善频率响应的指标好坏。

调整:由于频率响应指标的变化较小，仅高频段一项不达标，所以考虑对发射机内部低通滤波器进行微调，达到降低发射机频率响应数值，提高发射机等级的目的。

（1）低 通 滤 波 器 由 作用是滤除负载波及其边带，

（2）从调宽脉冲中解调出音频信号去调制高频功放末级。L2和C2、L3和C3并联谐振，C23~C30与功放场效应管相连，起到滤除负载波及其边带作用。C23~C26与C27~C30分别与两组功放相连接，分别调整两组电容的大小，就能达到改善频率响应指标的目的。

五、信噪比调整

脉宽调制器是1KWPDM发射机的核心，PDM的第一次调制就是在脉宽调制器里完成，诸多的保护也在脉宽调制器里完成。

(1)音频信号的处理调整

平衡的音频信号经跟随器送到运放的同相端和反向端，在输出端转换成单端输出音频信号。其用作调整共模噪声抑制，调整平衡，用以降低整机噪声和失真。低通滤波器调整，可滤除高频噪音。

（2）三角波信号的频率调整

三角波信号的频率固定于72kHz，恰好可以被输出带通网络滤除,如果三角波信号的频率太低或幅度太大，则带通网络就不可能将其全部滤除，由此会产生不需要的寄生信号.

（3）发射机主整电源检查调整

发射机主整电源，采用变压器变压，12相整流器整流，电源纹波很小；但全固态发射机因主整电流很大，这种大容量的滤波电容会在工作一段时间后，有些电容器量明显下降，从而使纹波增大，信噪比变差。

测量调整办法：用示波器（电压太高可以使用高压探头）检查整流滤波后的直流电压，观察直流波形有没有纹波，主要是600Hz纹波，如果较大，检查滤波电容有没发热、鼓起等现象，如果有，直接更换解决，如果没有，可以用万用表对电容进行充放电检查，当然，用 LCR测试仪检查电容的容量更好。

六、其他原因造成的信噪比差

（1）射频激励不足，功放器故障，失真和噪声电平明显变差。

（2）输出调谐网络或天馈系统失谐.天线零位，滤波器零位和反射功率变大，失真和信噪比变差。

（3）发射机输出网络失谐

随着天线阻抗变化会略有失谐，在失谐情况下，对失真、信噪比和频响三大指标均有影响，条件允许情况下，应对发射机输出网络用矢量分析仪进行测量调整，再开机热调，此时的调整为微调，微调后确保功放板、功放磁环及效益线圈无过热现象。

（4）天调网络（失谐和带宽太窄）

如果发射机调谐无误，但信噪比和失真比较差，那么就有可能是边带负载不良引起的；

在天调室断开馈线和天调网络的连接，先用示波器检查天调网络的输入端高频回馈电压大小，用矢量分析仪检查天调网络匹配情况和带宽，调整天调网络相应的电感和电容，使网络配和带宽达到要求,反复调整，直到达到要求为止。

连接馈线和天调网络，用矢量分析仪在机房馈线输入口测量天调网络，如果还达不到要求，检查馈线接头是否氧化接触不良的问题。

由于馈线和天线阻抗会受气候、季节和温度的影响而变化，平时维护时多注意观察滤波器零位、天线零位和反射功率，如果有较小增大，通过反复调节面板的网络调谐和负载调谐使滤波器零位、天线零位和反射功率保持最小，保证发射机工作良好。

（5）测试仪器原因

在使用MD2000音频综合测试仪测试10kW DAM中波调幅广播发射机时发现，测量仪器的射频输入对指标测试有一定的影响，建议在自动测试指标时，射频输入电平300mv～500mv找最佳测试点，上下两路音频输出可以轮换测试，如果指标不达标，再找发射机的原因。

（6）他原因造成的信噪比差

集成元器件虚焊、功放模块插件接触不良，元器件的噪声，发射机中场效应管，阻容元件发热，电容变质失效，都会导致信噪比下降。

    检查功率放大板、调制板等板卡上的器件温度是否有过热现象，电解电容有无变形、射频功率放大器金手指有无氧化发黑接触不良等问题，如果有及时处理，使发射机工作最佳状态下。

检查稳压电源柜和发射机的接地是否牢靠，接地不良会导致各种外部干扰造成信噪比、失真和频响变差，尤其对信噪比影响最大；

检查发射机的工作状态和微机控制系统的告警信息，根据发射机的工作状态和告警信息，分析发射机出现的问题，解决发射机存在的硬件故障；

小 结︰1kW PDM全固态中波调幅广播发射机具有技术成熟，性能指标优良，工作效率高等特点，如果没有硬件故障，只要按技术要求将发射机工作状态调试正常，一般情况下三大指标明显高于行业甲级标准。所以在技术指标调试时主要是解决硬件故障和调整工作状态。

三大指标中，频率响应指标最稳定。造成信噪比和失真度变差的最常见原因是射频放大器损坏、槽路失谐和天调网络失配，所以日常维护时，多检查射频放大器、发射机输出网络和天调网络，发现问题及时处理，广播发射机三大指标测试结果甲级状态是衡量广播发射机处于良好的工作状态的基本标准，是保证广播发射机能够稳定可靠的有效运转有力保障。

附︰中波调幅广播发射机技术指标规范

根据中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T 225-2007,中波调幅广播发射机技术标准如下表所示：

参考文献︰

[1]解苏汉.DX中波发射机与天馈网络.陕西科学技术出版社2013.

[2]付永生.试析全固态中波发射机天调网络的防雷策略[J].2019,

[3]余世雄.中波广播双频共塔天调网络技术研究[J].电声技电声技术,2019