1、淺析 500kW 短波發(fā)射機音周通路故障【摘 要】本文主要從 TSW2500 型 500kW 短波發(fā)射機音周通路的組成結(jié)構(gòu)上進行分析，進而了解引發(fā)發(fā)射機音周通路故障的一些原因和處理辦法?！娟P(guān)鍵詞】 音頻處理器； A/D ；YCP16 ；YCP24 ；YCP08 ；YCP14； VCP01引言500kW 短波發(fā)射機音頻處理器就是廣播傳輸系統(tǒng)環(huán)節(jié)中設備的始端，后送至發(fā)射機psm 控制部分底板VCP01；YCP16； YCP24； YCP08； YCP14 協(xié)同交互參與音周處理工作；廣播發(fā)射機的三大技術(shù)指標以及音頻光信號在傳輸過程中的噪音和衰耗，諧波失真和互調(diào)補償問題，使得熟悉音周通路及其工作方式就

2、顯得尤為重要。下面就從500kW 短波發(fā)射機音周通路的組成結(jié)構(gòu)上進行分析。發(fā)射機音周通路組成1.1 9200 音頻處理器9200 音頻處理器可控制增益，控制范圍達25 dB ；可提供穩(wěn)定的節(jié)目源電平，防止發(fā)射機過調(diào)打火或調(diào)幅度不足；在不產(chǎn)生可聽見的負面影響下，能夠增加聲音的密度和響度，提高發(fā)射機的平均調(diào)幅度；能夠通過節(jié)目的均衡調(diào)整，使收聽效果不至于產(chǎn)生常見的高、低頻衰落現(xiàn)象，更符合人耳的收聽習慣；可根據(jù)需要，適當控制發(fā)射機的帶寬。1.2 YCP16 及 A/D 轉(zhuǎn)換器YCP16 作為 PSM 控制部分的核心控制板，其負責PSM放大器的組織、 保護和數(shù)據(jù)采集。其 A/D 轉(zhuǎn)換器單元包括多種功能配

3、置，其功能和特性是由PSM控制系統(tǒng)決定，各種功能配置是以音頻矢量的形式送到A/D轉(zhuǎn)換器來進行的。 轉(zhuǎn)換器單元的各種功能配置的選擇是通過PSM控制系統(tǒng)的軟、硬件來定義，并通過RS422接口提供給發(fā)射機的控制系統(tǒng)。在音頻矢量中有一路音頻允許信號（AUDIO FREQUENCYENABLE ），該信號是由PSM 控制系統(tǒng)軟件和主機控制系統(tǒng)通過 RS422 接口而產(chǎn)生的，包含了以下信息成分： AF ENABLE TX HOST （通過 RS422 接口）； VA-THRESHOLD （允許加調(diào)制信號的輸出電壓的最小值，它是由一個特定的 RAMP 值和輸出電壓共同確定的） ； VA-BLOCK ； PU

4、LSESTOP FLAG（變量是由軟件系統(tǒng)模塊控制的，并取決于所選擇的調(diào)制模式） ； PULSE STOP FLAG （當 VA-BLOCK*信號有效時， PSM 隨即產(chǎn)生一個PULSE STOP 脈沖，用于阻斷調(diào)制，直到 RAMP 載波電壓值不再使VA-BLOCK*被激發(fā)）。如果以上四路信號都允許，則AUD-EN = H ， A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出等于音頻輸入。反之，如果其中有一路不允許，那么AUD-EN = L ， A/D 轉(zhuǎn)換器的輸出等于0 。運行模式的選擇是通過軟件和硬件共同實現(xiàn)的?？蛇x擇的運行模式有以下幾種： PSMT （手動載波控制） 、 DSB 、DCC 、 SSB（單邊帶）。1.

5、3 AF 輸入/數(shù)字信號處理YCP24YCP24 主要功能是：提供模擬、數(shù)字音頻前端；調(diào)節(jié)模擬音頻信號的電平值； 過濾音頻信號； 音頻信號調(diào)制； 為 PSM控制在初期提供一個正弦波振蕩發(fā)生器；諧波均衡；以一個特定的冗余異步微處理機計算（乘）已處理的音頻。模擬信號前端和A/D轉(zhuǎn)換器被隔離與控制系統(tǒng)的其它部分。模擬信號前端被用相同的特性為它們分別設計二個獨立的信道。輸入的電壓范圍是可調(diào)節(jié)的通過設定跳線JP1-JP4 和JP5-JP8， 分別對信道1 和信道 2 進行調(diào)節(jié)。模擬輸入特性 - 連接器： DB9 連接器（公頭）后面板，被指定如X15 ；頻率范圍： 20 到 25 千赫茲； 阻抗： 600

6、 歐姆（平衡）；電壓范圍： 0 dBm 或 0.78 V 沒有跳線； 5 dBm 或1.38 V設定JP4和JP8； 10 dBm或2.45 V設定JP3和JP7；15 dBm或4.36 V設定JP2和JP6；20 dBm或7.75 V設定JP1和JP5；CMRR ：（共模抑制比）比在50 個赫茲的-80 分貝更好； 最大差模電壓： 12 V=34 VPP ；最大共模電壓：560 Vpeak（峰值） .數(shù)傳輸入特性 - 連接器： DB9 連接器（公頭）后面板，被指定了如X16 ；輸入采樣率： 對 32 到 96 千赫茲；阻抗：110 歐姆（平衡）；分辨率： 16 到 24 位?？傻玫臑V波器特性

7、；貝塞爾低通濾波器；4.5 千赫茲帶通濾波器； 10 千赫茲低通濾波器；沒有濾波器被應用到被輸入的音頻信號中，音頻信號無限制；一個函數(shù)是音頻信號的關(guān)斷控制量， 當 AF 信號被切斷的時候，聲音來源選擇功能區(qū)的輸出將會是零；為測試設備的正常工作而在內(nèi)部產(chǎn)生的有規(guī)律的正弦音頻信號。1.4 諧波失真和互調(diào)補償單元YCP08 ，YCP14 ，VCP01發(fā)射機的非線性路徑由PSM 模塊、電子管放大器、RF單元和檢波器等組成；而預補償單元是通過對PSM 輸入信號進行補償而消除發(fā)射機輸出中的非線性成分的；反饋路徑為預補償單元提供射頻通路的反饋信息。發(fā)射機的射頻通路的傳輸特性是一個非線性的動態(tài)函數(shù)，系統(tǒng)的非線

8、性失真（諧波與互調(diào)失真）必須通過預補償單元來消除。本機在充分考慮各種因素的基礎上，采用預補償電路來消除由諧波和互調(diào)產(chǎn)生的各種非線性干擾。在發(fā)射機的實際傳輸通路中由于延時的存在，不可能做到控制電路在整個系統(tǒng)的帶寬范圍內(nèi)不受影響。為解決這一問題，系統(tǒng)在設計時增加了一個補償模型電路，該模型可以通過旁路的方式采用一個控制運算器來進行補償，并用發(fā)射機實時輸出信號y（.）的預測值ym（ .）來取代原有的實時值 y（ .）。HDC 的邏輯功能是由YCP08 、YCP14 、和 VCP01 單元實現(xiàn)的：生成參考信號yref （ .）；模型參數(shù)的識別；延時d的實現(xiàn)；生成模型輸出信號ym（ ?）；實現(xiàn)控制邏輯（

9、CL ）算法；實現(xiàn)控制信號 C（?）與音頻信號 S（ ?）的疊加。 YCP14單元用來實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換和射頻輸出的線性濾波功能?？梢酝ㄟ^底板 VCP01 上的跳線手動關(guān)閉 HDC 功能。在 PSM控制系統(tǒng)中的 YCP08 板是 HDC 系統(tǒng)的核心， YCP08 板接收調(diào)制模式控制板的輸出信號；從RF 輸出測量回路取一個射頻包絡信號，經(jīng)包絡波解調(diào)（AAU28 ）、濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ YCP14 板）送到 YCP08板。補償單元由于采用了包絡反饋信號作為補償信號，直接對包絡波的傳輸信號進行補償，從根本上改善了發(fā)射機的線性特性。通過諧波失真和互調(diào)補償單元HDC 所取得的效果：在整個音頻的范圍消除諧波噪

10、聲；消除交調(diào)成分，使系統(tǒng)音頻通路具有線性特性；自動適應系統(tǒng)特性的變化；采用數(shù)字化運算邏輯的可靠設計使系統(tǒng)具備高穩(wěn)定性；減少電子管的發(fā)熱，延長其壽命。發(fā)射機在DSB/DCC 調(diào)制模式下，整個信號都將得到預補償。而在SSB 模式，只有SSB 系統(tǒng)的包絡信號通路得到預補償。在對模擬輸出板進行調(diào)節(jié)時，必須滿足其后YCP14 模數(shù)轉(zhuǎn)換板的輸入信號的調(diào)制度要足夠高，但絕不可過調(diào)。這一調(diào)整步驟是在模擬輸出板上的電位器R201 和 R207 上完成的，其中 R201 設置偏移， R207 設置增益?？梢酝ㄟ^YCP14板的通道 B 來檢測 A/D 轉(zhuǎn)換板 YCP14 的輸出。這一監(jiān)測值應在輸入值的80 5%范圍

11、之內(nèi)。這樣一方面可以獲得足夠的解析度， 另一方面又有充足的余量，可以避免 A/D 轉(zhuǎn)換器輸入信號飽和。常見音周通路故障及處理2.1 音頻處理器故障根據(jù)音頻處理器輸入輸出指示，節(jié)目源正常，但音頻處理器無輸出，判斷為音頻處理器故障。處理辦法：將音頻處理器輸入輸出接頭對接；更換音頻處理器；有數(shù)字輸出改為模擬輸出。2.2 YCP24 故障根據(jù)發(fā)射機工作狀態(tài)由“On”掉至“ Filament ”，不能加“STANDBY ”，YCP24 板調(diào)幅度指示燈全亮， 音頻處理器輸入/輸出出指示正常； YCP24 板調(diào)幅度指示燈全亮，正常情況下，全燈絲狀態(tài)時，調(diào)幅度指示燈不亮，判斷為YCP24板故障。處理辦法：將音

12、頻處理器輸出改為“模擬輸出”，重加高壓。若改為“模擬輸出”，故障依舊，則更換YCP24板。故障分析：由于發(fā)射機房內(nèi)部電磁環(huán)境復雜，YCP24板數(shù)字音周處理芯片A72易損壞，音周處理原理圖如圖1 所示：A72 芯片故障， 導致音周輸出故障， 從而造成上述故障，預防的主要方法是做好高頻接地及抗干擾措施，避免高頻干擾，同時可以在PSM 控制部分前端加裝在線式UPS 以提供更加穩(wěn)定的線性電源。2.3 YCP16 故障根據(jù)發(fā)射機工作狀態(tài)（這里只談及音周部分故障），發(fā)射機載波正常， YCP24 無調(diào)幅指示， 手動復位 YCP16 ，發(fā)射機調(diào)制工作正常， 判斷為 YCP16 提供的調(diào)制允許信號封鎖造成，此故障可能由多種原因造成，經(jīng)過長期維護發(fā)現(xiàn)當電壓波動較大時， PSM 出現(xiàn)