DAM中波發(fā)射機(jī)模擬輸入電路的系統(tǒng)分析

朱希坤（內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電影電視局集寧585發(fā)射臺，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

DAM中波發(fā)射機(jī)模擬輸入電路的系統(tǒng)分析

朱希坤
（內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電影電視局集寧585發(fā)射臺，內(nèi)蒙古 烏蘭察布 012000）

摘 要：模擬輸入電路是DAM中波廣播發(fā)射機(jī)的重要組成部分，本文詳細(xì)的闡述了模擬輸入電路的組成結(jié)構(gòu)、電路工作原理和功能，并對模擬輸入電路常出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析總結(jié)。

關(guān)鍵詞：阻抗變換；音頻＋直流；數(shù)控衰減器；故障分析

中波發(fā)射機(jī)模擬輸入電路實現(xiàn)了音頻轉(zhuǎn)換和功率控制功能。輸入的音頻信號經(jīng)低通濾波器和阻抗變換后與一個負(fù)直流信號相加產(chǎn)生“音頻+直流”信號，送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路。“音頻＋直流”信號的直流分量的大小決定了發(fā)射機(jī)的載波功率輸出，而音頻分量的大小決定了發(fā)射機(jī)的調(diào)幅度。

一、電路結(jié)構(gòu)與工作原理

模擬輸入電路包括實現(xiàn)音頻信號超調(diào)優(yōu)化校正的貝塞爾濾波器，平衡音頻信號輸入的阻抗變換電路，設(shè)置浮動載波和最大功率調(diào)整電路，功放電源采樣電路，進(jìn)行自動功率補(bǔ)償?shù)哪M乘法器電路，功率控制數(shù)字衰減器電路，用于改善發(fā)射機(jī)噪聲的音頻末級處理電路和電源等。電路結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1 貝塞爾濾波器

貝塞爾濾波器由電感、電容和電阻等無源器件構(gòu)成，它可以在不引入失真的前提下濾除高于音頻信號帶寬頻率的雜音，同時不會引起過沖。輸入音頻信號很強(qiáng)時會導(dǎo)致強(qiáng)烈的限幅，音頻信號近似于方波。輸入10kHz的音頻調(diào)制信號后，頻響將下降至0.9dB以下，當(dāng)輸入信號的音頻處理器與該濾波器匹配時方波過沖不嚴(yán)重，過調(diào)失真也很小。模擬輸入電路提供了三組阻抗不同的音頻輸入端，可根據(jù)不同的信號源輸出阻抗來選擇音頻輸入端。

2 阻抗變換電路

阻抗變換電路實現(xiàn)將輸入的音頻信號從平衡輸入到不平衡輸出，同時可以抑制輸入信號的雜音電平。阻抗變換電路的放大器前一部分是兩個同相放大器，且它們的增益是一樣的；后一部分是一個差動放大器，差動放大器的兩個輸入端有不同的輸入阻抗和增益，反向輸入端的增益為1，同相輸入端的增益為2。音頻信號經(jīng)雙向二極穩(wěn)壓管和電阻組成的保護(hù)電路后由耦合電容輸入阻抗變換放大器，由同相放大器的輸入端輸入，由差分放大器輸出，實現(xiàn)了平衡輸入與不平衡輸出的轉(zhuǎn)換，通過調(diào)整音頻電位器可以使音頻輸入電平在-10dBm到+10dBm間變化。差分放大器輸出的信號經(jīng)過分壓網(wǎng)絡(luò)后被增益為2的緩沖器放大，在調(diào)制度100%時，無直流分量的音頻信號幅度約為1.5VP～P。

圖1 模擬輸入電路工作框圖

3 浮動載波設(shè)置與最大功率調(diào)整電路

由最大功率調(diào)整電位器、3組浮動載波設(shè)置電位器、反相放大器和差動放大器組成最大功率調(diào)整和浮動載波設(shè)置電路。調(diào)整最大功率電位器給音頻信號疊加一個直流分量，用來設(shè)置發(fā)射機(jī)的最大載波功率，+15V電壓經(jīng)電位器分壓后和音頻信號相加，然后先經(jīng)反相放大器送至增益為-1的差分放大器的同相輸入端，差分放大器輸出的信號是負(fù)的“音頻+直流”信號。當(dāng)調(diào)制信號為零，設(shè)定最大載波功率時，在差動放大器的同相輸入端測得電壓直流分量約-0.7V；通過按鍵來升降功率時（此時的載波功率小于全載波功率），該點測得電壓的直流分量將在-0.7V～0V之間（它的直流分量與發(fā)射機(jī)輸出的載波電壓成反比）；在100%調(diào)幅時，它的信號約為3VP～P的音頻信號加上一個-0.7V直流分量。通過調(diào)整浮動載波電位器組和跳線設(shè)置，可以設(shè)置-3dB載波浮動和-6dB載波浮動。

4 功放電壓采樣電路

功放電壓采樣電路由保護(hù)電路和同相放大器電路組成。功放電壓取樣來自熔斷器取樣板，功放電源采樣信號通過電感線圈進(jìn)入模擬輸入電路。熔斷器、穩(wěn)壓二極管和電感線圈組成的取樣電壓保護(hù)電路，它的作用是使在電源取樣變得太低或電源取樣故障時，發(fā)射機(jī)的輸出功率不至于增加過大。電感線圈用于濾除熔斷器組件板與模擬輸入電路之間信號連接線所感應(yīng)的噪聲。同相放大器是一級緩沖放大器，其增益略大于1，它的輸出的是送至模擬乘法器電路的電源電壓取樣信號。

5 模擬乘法器電路

起自動功率補(bǔ)償作用的模擬乘法器電路由集成電路AD534和外圍電路組成，它補(bǔ)償了功放電壓的變化并減小電源哼聲和雜聲。模擬乘法器通過10kΩ外接-15V電源，該電阻為標(biāo)度因子K，模擬乘法器的電源取樣電壓正常時為5.1V，模擬乘法器的輸入的是“音頻+直流”信號，模擬乘法器的正常輸出為U=（音頻+直流）×K/5.1。當(dāng)功放電壓發(fā)生跌落時，發(fā)射機(jī)的射頻輸出電壓也會隨之下降，電源取樣信號也會減小，而模擬乘法器的輸出就會增加一點，以補(bǔ)償射頻輸出電壓的跌落，保持“音頻+直流”中的直流分量恒定。

6 數(shù)控衰減器電路

數(shù)控衰減器電路由數(shù)字控制電位器AD7525，鎖存器及相關(guān)放大器電路組成。控制電路來的12位功率控制數(shù)據(jù)BCD碼在送至數(shù)控衰減器前暫存在兩個TTL鎖存器中，控制電路的控制時鐘到來后鎖存器輸入端鎖存的數(shù)據(jù)信號送到鎖存器的輸出端，進(jìn)入數(shù)字控制電位器。數(shù)字控制電位器AD7525接收功率控制BCD碼，它的4～15腳為BCD碼接收端，輸入BCD碼的D1～D12位數(shù)據(jù)，組成功率因子為“0.000”到“0.999”的編碼。數(shù)子控制電位器的17引腳輸入來自模擬乘法器的“音頻+直流”信號，輸出信號為輸入信號“音頻+直流”的0.000～0.999的倍率，以此來調(diào)節(jié)輸出功率的大小。運(yùn)算放大器是增益為-1的反相運(yùn)算放大器，它使數(shù)控衰減器獲得好的線性，為后接電路提供恒定的輸出阻抗。

7 音頻末級電路

音頻末級處理電路包括緩沖器，差動放大器和“音頻+直流”取樣電路。緩沖器是一個增益為2的同相放大器，將“音頻+直流”信號放大后送至差分放大器的反相端。差分放大器的同相端輸入的是72kHz抖動信號，經(jīng)差分放大器放大后72kHz抖動信號被疊加到“音頻+直流”的信號上。當(dāng)全載波100%調(diào)幅時，差分放大器輸出信號為6Vp～p音頻信號加上-3V直流成份以及少量的72kHz的抖動信號。這個抖動信號固定于72kHz，可以被輸出帶通網(wǎng)絡(luò)濾除。差分放大器輸出的“音頻+直流+抖動”信號，一路送至模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，另一路送至“音頻+直流”取樣電路用于B-電壓信號調(diào)整。

二、故障分析

用示波器或萬用表觀察模擬輸入電路的各級信號波形和電壓，可以找出大多數(shù)故障范圍（測試正弦波的幅度時，應(yīng)在100%調(diào)制電平下）。下面是對一些常見的故障進(jìn)行分析總結(jié)。

1 模擬輸入電路輸出端無“音頻+直流”信號輸出

用示波器檢查模擬乘法器AD534輸入端有“音頻+直流”信號輸入，數(shù)字控制電位器AD7525輸出端無信號，檢查模擬乘法器的+15V和-15V電源，如果電源正常，輸出端無信號則說明模擬乘法器AD534損壞。如果模擬乘法器的輸出端（即數(shù)字控制電位器的輸入端）有“音頻+直流”信號，而數(shù)字控制電位器AD7525的輸出端仍然無信號輸出，這種故障的原因較多：可能來自控制電路的BCD碼控制信號都是零，用示波器或萬用表檢查鎖存器的輸入端，如果輸入信號全部是低電平，則沒有功率控制信號，檢查功率控制部分；也可能鎖存器被清零或數(shù)據(jù)選通低電平，檢查選通和復(fù)位清零信號；如果BCD數(shù)據(jù)和控制選通電路都正常，但兩個鎖存器還是部分輸出端無信號，可能鎖存器失效；鎖存器輸出信號在進(jìn)入數(shù)字電位器BCD數(shù)據(jù)4～15腳的接收端前，需要TTL電路驅(qū)動，驅(qū)動電路失效也是導(dǎo)致該故障的原因。

2 點擊升降功率按鈕，升功率的過程中有不連續(xù)現(xiàn)象

這種故障說明BCD碼控制信號中有不變化的情況，鎖存器或TTL驅(qū)動電路失效也是出現(xiàn)該故障的原因之一，檢查在不同的功率電平下，鎖存器和TTL驅(qū)動電路輸出端對應(yīng)BCD碼的邏輯電平值。

3 +15V和-15V電源故障

可能的原因是電源電路有器件損壞或邏輯電路故障。檢查±22V非穩(wěn)壓輸入電壓，如果電壓正常，保險管開路，加上新保險管后仍開路，說明穩(wěn)壓集成塊或齊納二極管有問題，檢查器件對地電阻，如果對地電阻非常低，則逐個去掉與故障電源有關(guān)的穩(wěn)壓集成塊和相關(guān)元件，找出短路原因。如果有電源故障指示，則在電源輸出端測量電壓，如果電壓是正常的，但故障指示仍存在，可能故障指示電路出了問題，檢查電源故障指示電路的窗口比較器。

結(jié)語

本文對DAM中波發(fā)射機(jī)的重要組成部分模擬輸入電路的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了深入的分析，同時也對電路出現(xiàn)的一些故障原因進(jìn)行了總結(jié)，希望能夠給發(fā)射臺維護(hù)人員提供一些幫助，提高維護(hù)設(shè)備的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]范國安.DAM中波發(fā)射機(jī)功放模塊的常見故障分析[J].大陸橋視野，2010（13）：166-166.

中圖分類號：TN931

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A