DAM中波广播发射机模拟输入电路的分析

摘 要：DAM中波发射机的音频处理器输出的调制音频信号被模拟输入电路进行阻抗变换和滤波后，后加入一个负的直流电压后生成“音频+直流”信号，调制电平由该信号的音频决定，载波功率由引入的负的直流信号决定。

关键词：音频+直流；数控衰减；浮动载波

中图分类号：TN931 文献标志码：A

1 电路结构

数控衰减器是模拟输入电路的重要器件，它负责处理控制板电路输入的BCD，载波功率电平的调节依赖于以“0.000—0.999”编码的BCD码形成的功率因子。变化的大台阶信号同步由模拟输入电路上的三角波（72 kHz）完成，通过将其加载在“音频+直流”信号上，确保了低电平信号的分辨率，最后由射频通道的低通滤波器将72 kHz三角波滤除。采用这种辅助数字增长技术，能使数字音频信息达到13 bit～14 bit。此外“音频+直流”信号也受到直流稳压电源电路的补偿电路的影响，用于弥补三相电源的电流变化。同时模拟输入电路具有“音频+直流”信号调制B-电源的功能，用于改善大电流信号下的功放管开关速度，和补偿通道损耗而设置的最大功率电平调整等。

模拟输入电路包括防止音频过冲的贝塞尔滤波器电路、平衡式无变压器音频输入级电路、浮动载波与最大功率调整电路、功率补偿稳定电路、控制功率数字信号电路、改善发射机噪声指标的抖动信号电路，B-电源采样电路、控制功放开/关节奏电路及电源电路。

2 电路原理

（1）模拟信号的音频信号输入首先经过可以滤除带外噪声信号的贝塞尔滤波器，同时该滤波器提供防止过冲信号的功能。当输入的音频信号过于强大时，信号的幅度被削减，变成类似方波信号。同时确保了信号频率高于10 kHz时，频响变化幅度在0.5 dB范围内。

（2）平衡与不平衡变换电路。变换电路实际上是精密的仪表放大电路，2个增益相同且高阻输入的同相放大器组成它的前半部分，一个差动放大器构成了它的后半部分。差动放大器有反相和同相2个输入端，它们的增益不同，反相输入端的增益是1，同相输入端的增益是2。

（3）控制最大功率和浮动载波电路。由一个差分放大器增益为-1的电路构成，可调节的“音频+直流”信号作为直流偏置电压输入同相输入端，该直流偏压可依据可调节电位器来改变直流电压的幅度，差分放大器的输出端在满载波功率时将输出直流-1.2 V，当输入音频信号达到100 %调幅度时，该直流偏置电压是3VP～P和外加一个-1.2 V。当直流分量在-1.2 V～0 V時，输出的最大功率将低于载波功率。载波输出电压与“音频+直流”信号的直流幅度成反比。-3 dB和-6 dB载波浮动的调整通过加1 kHz音频信号，调整限幅电位器至100 %，来达到满载波功率。

（4）电源电压取样电路。接入模拟输入板的高压电源取样来自电源取样板，信号先经过增益略大于1的一级缓冲放大器，然后送到模拟乘法器AD534，模拟乘法器的参考电阻确定了一个标度因子K，以固定5.1 V采样电压为基础，输出信号为K×（直流+音频）/5.1 V。射频载波输出电压随功放电压变化，当+230VDC的功放电压跌落时，取样信号随之变小，模拟乘法器的输出提高，以补偿载波功率减小的输出。

（5）数控衰减器。数字控制电位器AD7525输入12位的BCD数字功率控制信号，它的输出为输入的0.000～0.999倍。为了使数控衰减器获得较好的线性，采用一个低噪声、低失调的精密运算放大器，为数控衰减器电路提供恒定的输出阻抗。数控衰减器的BCD逻辑信号输入要求逻辑“0”接近0V，逻辑“1”接近+15 V。BCD功率控制信号由控制电路产生，在模拟输入电路中储存在TTL寄存器中，然后由六电平转换器转换成CMOS逻辑电平。

（6）数据清零和存储电路。来自控制板的三态门逻辑输出控制输出功率，逻辑输出外接的下拉电阻保证了逻辑输出信号在非高电平下的低电位。TTL专业寄存器用于存储控制功率信号的BCD码，6位二进制码存储在一个寄存器中，寄存器的时钟输入端和复位置零端短接。输入的时钟信号从高电平变成低电平时，存储器中的数据被重新加载更新，新的数据状态保存至下一个低电平时钟信号到来时。低电平信号包括“数据选通”低电平和逻辑低电平数据信号。当模拟输入电路加载电源时，此时没有数据低电平信号时，产生数据选通信号。数据清零信号消失前或电源启动后，功率控制信号被“自动选通”一次。

（7） 模拟输入电路的电平转换。寄存器输出的数据是TTL电平5 V，集成电路MC14504六转换器将其转换为逻辑电平15 V的CMOS电平输入数控衰减器。

（8）关功放电路。功放关闭电路采用电压比较器，比较器输入“关功放”信号为逻辑“高”时，比较器输出-15 V电压使三极管导通，关闭所有的功放，使发射机输出功率为零。当逻辑输入为“低”时，比较器输出+15 V电压使三极管截止，当“关功放”逻辑信号撤销后三极管截止，几毫秒后功放模块彻底关闭，缓缓地实现了BCD功率控制编码，使功率电平达到了需要的水平。

（9）音频信号的缓冲整形放大，差分放大器和采样“音频+直流”电路构成了音频信号末级处理电路。一只具有2倍增益的同相器构成了缓冲整形电路，同相器的输入端由2只串联电阻构成的分压网络决定了增益大小。输出端接三极管控制功放模块关闭。“音频+直流”信号将缓冲放大后进入差分放大器的同相输入端，与来自三角波抖动信号发生器输出的72 kHz的三角波合并输入。发射机处于额定输出功率且调幅度达到100 %时，差动放大器输出的信号是带有少量72 kHz抖动信号和-3 V直流电平信号及1.5 V音频信号的复合信号。该信号经直流稳压电源后形成B-电压，用于改善功放模块的开关特性，降低了功放模块开通和截至时产生的噪声分量。直流稳压电源电路和模拟输入电路的限幅电路共同控制B-信号的波形，改善发射机的输出状态。

（10）72 kHz三角波抖动信号发生电路的重要作用是提高发射机的信噪比指标，它可以提高发射机信噪比3 dB～6 dB。该信号的频率是72 kHz，信号幅度很低，处于音频信号的频带之外，因此很容易被输出网络的带通滤波器滤除，这样避免了不必要的寄生调幅信号的输出。当抖动信号发生器输出信号的幅度过大或频率超过72 kHz时，将导致抖动信号被关闭，需要重新调整电位器来使抖动信号发生器输出合适电平的72 kHz频率信号，满足噪声指标要求。抖动信号发生器由方波发生器产生方波信号，然后经整形后输出1Vp-p、频率为72 kHz的三角波信号。模数转换板输入的大台阶同步信号控制抖动信号，用于防止模/数转换时数码输出的不确定性，导致大台阶功放模块多开通一块或少开通一块。当音频信号输入发生变化时，数码的不确定性将导致相邻2个大台阶功放模块反复开通和截止。这种反复开通或截止大台阶功放模块的动作将使输出的调幅包络波形含有锯齿或尖状缺陷，这种缺陷不能被输出网络滤出，抖动信号的加入改善了这种状况的发生。

（11）模拟输入电路上的电源有+5 V和±15 V，该电源由±22 V电压通过稳压块稳压实现。电路提供电源信号检测电路用于故障和过载检测电路。

3 结语

在DAM系列中波发射机中，模拟输入电路是相对复杂的部分，也是容易出现故障不易排除的难点部分。该文对模拟输入电路做了系统，深刻地理论分析，可以为维护维修人员提供理论支持，希望能够给电台维护人员提供帮助。

参考文献

[1]张丕灶.数字式调幅中波发射机[M].厦门大学出版社，2002.

[2]崔立忠.DX系列中波调幅发射机数字调制解析[J].中国新通信，2016（14）：49-51.

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