數(shù)字式調(diào)幅中波廣播發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)原理詳解

1、數(shù)字式調(diào)幅中波廣播發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)原理詳解 數(shù)字式調(diào)幅發(fā)射機與傳統(tǒng)技術(shù)制式的發(fā)射機相比在調(diào)制方 式理念上有很大的突破， 它不是直接用音頻信號去調(diào)制高頻載波 信號，而是將音頻信號經(jīng)過處理轉(zhuǎn)化為一種控制末級功放模塊開 關(guān)的控制信號， 通過控制不同數(shù)量及輸出信號幅度不等的功放模 塊工作與否來實現(xiàn)調(diào)制。 正因為如此， 對于數(shù)字式調(diào)幅發(fā)射機來 說，由功放級射頻功率合成器輸出的信號， 并不是我們最終要發(fā) 射出去的典型調(diào)幅波， 而是一種具有量化臺階的調(diào)幅波信號， 這 是由發(fā)射機的數(shù)字式調(diào)幅決定的。 這種具有量化臺階的調(diào)幅波信 號，除了包含我們所需要的載波已調(diào)波成分外， 還有其它一些成 分，如諧波、互調(diào)波等。這

2、些不需要的頻率成分都要濾掉，以輸 出光滑的沒有量化臺階的典型調(diào)幅波， 并最終通過發(fā)射天線有效 的發(fā)送出去。 此外輸出網(wǎng)絡(luò)還要實現(xiàn)功率合成器的輸出阻抗和饋線的阻 抗匹配及防雷等功能。 發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡(luò)有三大作用，分別是：（1）濾除不需要 的雜波成分， 輸出光滑典型的調(diào)幅波。 （ 2）實現(xiàn)阻抗匹配。 （3） 防雷。 發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡(luò)由二階帶通網(wǎng)絡(luò)（A部分）與T型阻抗匹 配網(wǎng)絡(luò)（B部分）兩部分組成。A部分即二階帶通網(wǎng)絡(luò)部分是由 L101和C101、L102和C102組成的二階巴特沃斯濾波器。B部分 即T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)，由 L103、L104、L105和C104組成。 1 濾波 濾波器需要濾除哪些諧波

3、信號呢？是怎樣進行濾波的呢？ ( 1 )濾除音頻通帶外不需要的頻譜成分，主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換的 取樣頻率及其各種組合頻率成分。 帶通濾波器僅讓載波和它的通 頻帶通過， 濾除其它諧波和雜散波。 如果音頻信號的最高頻率為 fm,而抽樣頻率為fs，則需要濾除的頻譜成分為(nfs-fm ) (nfs+fm )，在數(shù)字式調(diào)幅發(fā)射機中，fs的頻率為幾百KHz,因 而 fs-fm 離 fm 很遠。( 2)濾除三次諧波。 濾除音頻通帶外不需要的頻譜成分需要用到二階帶通網(wǎng)絡(luò), 發(fā)射機的二階帶通網(wǎng)絡(luò)是二階巴特沃斯濾波器。 它的特點是通頻 帶內(nèi)的頻率響應(yīng)曲線最大限度平坦, 沒有起伏, 而在阻頻帶則逐 漸下降為零。

4、正因為如此，在f0 10KHz的頻帶內(nèi)它的響應(yīng)平坦， 只有土 0.5dB, 3dB帶寬為lOOKHz帶內(nèi)起伏低，在振幅的對數(shù) 對角頻率的波特圖上， 從某一邊界角頻率開始， 振幅隨著角頻率 的增加而逐步減少，趨向負無窮大，非常適合平滑濾波。 濾除三次諧波需要T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。由于二階帶通濾波器 的回路Q值選的較低，通頻帶較寬，因而濾波器的選擇性受到限 制，對雜波中的三次諧波的抑制程度不大， 不能很好的將輸出信 號中的三次諧波濾除。通過公式 U(t) =4E/ n (sin 3 t+1/3sin3 3 t+1/5sin5 3 t+1/ (2n-1 ) sin (2n-1 ) ),我們可以看出,第一

5、項是基波,其余為奇次高次諧 波，且三次諧波的振幅最大，達到 4E/3 n，需要濾除。讓B部 分的L104和C104支路串聯(lián)諧振于三次諧波， 就能讓三次諧波接 地，濾掉三次諧波，保證發(fā)射機整機雜波輻射要求和安全播出。 2 阻抗匹配 將射頻功率合成器低輸出阻抗轉(zhuǎn)換成檢測器所需的50 Q純 阻。我們知道功率合成器的輸出阻抗約為4Q，而饋線的阻抗為 50Q純阻，為了使發(fā)射機輸出口與饋線的阻抗匹配，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） 抽頭阻抗變比關(guān)系實現(xiàn)的。適當選擇L102的連接點（抽頭）的 位置，可使得從合成器往輸出網(wǎng)絡(luò)看去阻抗為4Q,而從射頻輸 出檢測點往帶通

6、濾波器看去的阻抗為50 Q,從而獲得阻抗匹配。 功率合成器的輸出口阻抗經(jīng)帶通濾波器進行阻抗變換后所獲得 的輸出阻抗通常也不會正好等于饋線的阻抗， 就是說帶通濾波器 不能很好的實現(xiàn)阻抗匹配。 在帶通濾波器輸出端與饋線之間還需 要接入一個阻抗微調(diào)電路。輸出網(wǎng)絡(luò)中的B部分就能實現(xiàn)阻抗微 調(diào)功能。由于L104、C104串聯(lián)諧振于三次諧波，所以L104、C104 支路對于載頻來說就呈現(xiàn)容性， 可看作一個等效電容。 這個等效 電容與L103、L105組成T型網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)整L103、L105進行阻 抗微調(diào)，就可以達到阻抗匹配的作用。實際應(yīng)用中，L103就是 調(diào)諧，L105就是調(diào)載，當發(fā)射機天線網(wǎng)絡(luò)零位過高時，可以通 過調(diào)整調(diào)諧調(diào)載旋鈕調(diào)低天線零位數(shù)值。 3 防雷 當天線遭到雷擊時，天線阻抗由于塔基放電球放電而被短 路。這時功放電路里會產(chǎn)生過大的瞬時電壓、 電流而損壞功放模 塊。所以要求阻抗微調(diào)網(wǎng)絡(luò)還應(yīng)有抗雷擊作用， 如果適當選擇網(wǎng) 絡(luò)元件的參考值， 使得天線阻抗因雷擊被短路時等效到功率合成 器輸出端的等效負載阻抗呈感性且感抗值為50Q，就可以起到 防雷保護功放管的作用。 輸出網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字發(fā)射機的重要組成部分， 它的工作狀態(tài)的好 壞直接影響到發(fā)射機能否滿功率輸出，功放模塊能否穩(wěn)定工作， 發(fā)射機在雷雨天氣中工作的安全性， 發(fā)射機的信噪比等。 各功放 模塊輸出的能量合成一起形成高電壓大電流的高頻射