新调频发射机讲义g

调频发射机讲义

北京北广科技股份有限公司

2009年

1.调频广播基本原理

2.调频发射机技术指标

3.调频发射机功率放大器

4.调频发射机控制系统

5.调频发射机的维护与常见故障

6.调频发射机技术指标及测量方法

内容简介

(1)

能进行高保真度广播中波调幅广播通常占有14KHz带宽.最高调制频率7KHz.调频广播占有200KHz带宽，调制频率可以到15KHz，几乎包括了人耳所能听到的频率范围，因此保真度高。调频广播基本原理调频广播的优点

(2)

动态范围宽动态范围是指最大音量与最小音量之比。即指人耳能感受到的不失真的音量变化,中波广播因为调制度受到限制，信号动态范围小只适合声音广播。调频广播动态范围宽可达60db以上，可以较好地表现一般音乐信号适用于各类节目广播。调频广播基本原理调频广播的优点

(3)

信躁比好调幅广播段中,由于日光灯、电器设备等的干扰，并且总是以调幅形式出现。调频广播频率高并且调制度大，远高于噪声频率及幅度.所以调频广播可实现高质量的广播。调频广播基本原理调频广播的优点

(4)

没有串扰现象中短波传播较远，往往可达几百公里以上，所以串扰现象严重。调频广播使用VHF波段只能在视距范围内传播，即使使用同一频率的电台，只要相距一定距离，就不会有串扰现象。调频广播基本原理调频广播的优点通信广播的各种方式都是利用电磁波来传递信号，把电磁波作为载体，以不同的方式把信息装载后发射出去.在接收端再以相应的方式把信息取出来.前一过程为调制，后一过程叫解调，例如我们发射台的调频广播、中短波等。调频广播基本原理调频广播基础知识调频广播基础知识调频广播基本原理1.载波信号数学表达式：

uc(t)=Uccosωct2.调制信号（单音频）数学表达式：

uΩ(t)=UΩcosΩt3.调幅信号AM数学表达式：

ua(t)=(Uc+KUΩcosΩt)cosωct

调幅：顾名思义就是把调制信号加到载波信号的振幅上。使得载波信号的振幅的大小随调制信号的大小而变化。调频广播基本原理调频广播基础知识4.调频FM数学表达式：

Uc(t)=Uccos(ωct+KfUΩ/Ω·sinΩt)=Uccos(ωct+mfsinΩt)

顾名思义，调频就是把调制信号对载波的角频率ωc进行调制，使载波的瞬时频率随着音频信号的大小而变化。调频广播基本原理调频广播基础知识调频广播基本原理调频广播基础知识预加重与去加重：调频广播基本原理调频广播基础知识预加重与去加重：目前立体声广播的制式绝大多数国家（包括我国）都采用了FM(调频)－AM(调幅)导频制。立体声广播的基本原理调频广播基本原理立体声广播的基本原理调频广播基本原理立体声复合信号的表达式：

ua(t)=(L+R)+(L-R)sinωst+Psin(ωs/2)t实现ua(t)信号的处理，就是编码，完成编码的设备为立体声编码器。调频广播基本原理调频发射机基本组成激励器：产生已调制的载波信号(87—108MHz)。

功放：将已调载波放大到所需的功率，并将载波的谐波抑制到最小。控制与指示：控制开关机、输出功率大小、反射过大、温度过高等保护电路，指示功率、电压、电流及故障等。电源：提供功放所需的稳定可靠的电压和电流。天线：将载波功率发射出去。调频广播基本原理调频发射机基本组成调制器调频调制器一般都采用直接调频法，多数采用变容二极管直接调频法，具有频偏范围大，调制灵敏度高，电路简单等优点。压控振荡器：利用变容二极管上所加的反相电压来改变振荡槽路中的电容，从而改变振荡频率，实现对频率的控制。调频广播基本原理调频发射机基本组成调频发射机基本组成调频广播基本原理锁相环路：实现对载频频率RF的稳频。由预分频、频率合成器、鉴相器、环路滤波器和晶体振荡器等组成。调频发射机技术指标调频机主要技术指标随着我国广播电视事业的飞速发展，各地电台已经或者正在逐步以全固态调频发射机更新替代真空电子管调频发射机。新一代的调频发射机优点：

a.激励器集成度高、指标高，整机指标也有很大提高。

b.控制系统功能强大，具有远程通讯功能。

c.末级使用了大功率的V-MOSFET推挽增强型的场效应晶体管。调频发射机技术指标调频机主要技术指标。频率范围：87MHz—108MHz输出功率：额定功率±10%（连续可调）负载阻抗：

50Ω输出接口型式：L27阴性或15/8″/非法兰硬馈载波偏差：≤500Hz

残波辐射：＜1mW或低于载波功率60dB音频输入阻抗：600Ω平衡寄生调幅：＜-50dB（无调制）额定频偏：

±75kHz调频发射机技术指标调频机主要技术指标输入电平：－12dBm～+12dBm信噪比S/N：≥70dB频响：±0.5dB。失真：＜0.2%

。予加重：50μs(与标准曲线之差允许±1dB)。分离度：100Hz—10kHz≥50dB

30Hz—15kHz≥45dB。左右电平差：＜0.4dB

。整机效率：＞50%调频广播发射机的电声指标是衡量播出质量的重要指标，主要包括信噪比、非线性失真和频响。1.信噪比是指：经过解调后的有用音频信号与噪声之比用分贝表示。

信号电平噪声电平20lg调频机主要技术指标调频发射机技术指标2.非线性失真是指：解调后的音频谐波分量与基波分量之比用百分数表示。u22+u23+un2u1×100%调频广播基本原理调频机主要技术指标3.响率响应是指：解调后以1KHz音频为参考点,看（30Hz～15KHz）各频点的平坦度，数学式为:4.残波辐射是指：除基波以外的谐波辐射,包括带内、带外的杂散辐射,用dB表示。数学公式：

调频广播基本原理调频机主要技术指标S=10Lg基波输出功率残波辐射功率（30Hz～15KHz）电平(1KHz)电平20Lg5.分离度是指：左右信号间相应的泄漏量,即立体声左/右信号分离度，数学式为:6.整机效率是指：发射机发射功率比上耗电功率用百分号表示.(耗电功率=外电*总电流)调频广播基本原理调频机主要技术指标输出功率耗电功率×100%η=EL(或ER)ER(或EL)S=20Lg

功率放大器

全固态调频发射机的较大功率的功率放大器，主要由功放模块、功率分配器和合成器、低通滤波器和定向耦合器组成。主要指标要求：增益高、效率高、带宽（调频全频段）和谐波抑制好。

调频功率放大器功放模块是功放电路的基本单元

功率放大管现都采用MOSFET晶体管（BLF278和MFR151G等）

功放模块调频功率放大器MOSFET晶体管是电压控制器件，当Vgs有较小的变化时，将引起Id较大的变化。其优点是：输入、输出阻抗高，容易实现宽带匹配；增益高，容易实现对功率的控制；漏源击穿电压高，对安全、可靠工作有利；具有负温度参数，温度稳定性好；效率高，低导通内阻，消耗功率小；低电压供电，寿命长。其缺点是：由于输入阻抗高，栅极电流很小，所以在栅极感应的电荷也不易泄放，由此产生较高的感应电压，造成栅极的绝缘容易被击穿而损坏；耐受温度的能力低；承受大驻波比高反射电压的能力差。

功放模块调频功率放大器MOSFET晶体管的存放和使用注意事项：存放在防静电的包装盒内或将各电极短路的情况下存放；取用时要采取防静电措施；安装时源极S接地要好；用防静电烙铁在5秒钟内焊接；

MOSFET晶体管一种简易测量方法：用M500型三用表10K电阻档测量栅源两极和漏源两极来判断管子的好坏。

功放模块调频功率放大器MOSFET晶体管更换方法（1）用吸锡器、吸锡绳将焊锡吸净，将损坏的管子拆下，并把电路板焊锡处理平，把安装管子的散热部分处理干净。（2）带上防静电手镯，将管子底板涂上导热硅脂，放在电路上，用螺钉拧紧。（3）用防静电烙铁先焊漏极，再焊栅极。功放模块调频功率放大器场效应推挽管功放模块方框图

输入电路：不平衡转平衡、阻抗变换。输出电路：阻抗变换、平衡转不平衡。单管放大电路只有阻抗变换电路。要求：输入与输出电路的转换、变换电路必须满足宽带和匹配。

功放模块调频功率放大器宽带：87---108MHz匹配：使变换、匹配电路阻抗的虚数部分与信号源阻抗的虚数部分相抵消，同时使他们的实数部分相同，实现最大的功率传输。输入与输出电路可以利用变压器方式、电感电容集中参数或分布参数、微带线、RF电缆等方式来实现。

功放模块调频功率放大器用MOSFET晶体管BLF278的300W功放模块

调频功率放大器用MOSFET晶体管MFR151G的300W功放模块

调频功率放大器将两个或多个功放模块的功率输出合成在一起出输。移相3dB功率分配、合成器见下图。根据传输线原理，λ/4行程将移相90°。移相3dB功率合成器要求在分配、合成的连接上保证相位的正确链接。

功率分配器和合成器调频功率放大器功率分配器和合成器调频广播基本原理

R0—信号源内阻；RL:负载电阻；R:隔离电阻；

Z0的长度等于λ/4的长度，起阻抗变换的作用。同相二等分功率分配、合成器见下图：当某一端口射频功率较大时，一路经R到另一端口，在R上消耗差值功率，另一路经2个λ/4线（180°反相）到另一端口，如Z0和R选择合适的话，会在另一端口互相抵消起隔离作用。

Z0的阻抗变换可以用微带线实现，比较经济的方法，可用75Ω射频电缆线来完成。功率分配器和合成器调频功率放大器调频功率放大器N路时，Z0=,R0、RL、R都为50Ω。一种3分配器实例：调频功率放大器调频功率放大器一种3合成器实例：一种5分配器实例：调频功率放大器一种5合成器实例：调频功率放大器合成功率及不平衡功率计算公式：1）多路放大器功率合成时：

M2/n*Pi=P0M：放大器单元实际工作数

N：放大器单元总数

Pi：放大器输出功率值

P0：输出总功率

2）不平衡功率：（M-M2/n）*Pi=P不

P不功率消耗在吸收负载上。

功率分配器和合成器调频功率放大器1kW功率放大器实例：调频功率放大器1kW功率放大器实例：调频功率放大器1kW功放内部图片调频功率放大器3kW功率放大器实例：调频功率放大器10kW功率放大器实例：调频功率放大器低通滤波器作用：滤去发射频率中二次以上的谐波基本要求：通频带87－108MHz；

满足功率传输；输入、输出阻抗为50Ω；

带内衰减≤－26dB(驻波比≤1.1);

带外衰减≥50dB

由于功率合成器也具有带外衰减的作用，所以总的带外衰减能达70dB以上。滤波器和定向耦合器调频功率放大器滤波器和定向耦合器调频功率放大器滤波器和定向耦合器调频功率放大器定向耦合器一般采用微带线耦合或硬馈线内加耦合头方式。作用：测量入射功率的大小，可进行自动增益控制；测量反射功率的大小，可进行反射过大保护；测量射频输出后的整机的指标。

滤波器和定向耦合器调频功率放大器

功放的维护、修理的注意事项和检修方法功放的维护、修理时，要采取防静电措施。注意事项加电前功放输出端的负载连接要牢靠，否则会引起功放损坏；将激励功率降到最小后再加电升功率；在无激励功率下测功放管的栅极和漏极电压；功放的维护、修理调频功率放大器示波器探头不能直接接在工作时的射频回路上，要采用耦合方式，防止电路失配；应避免用手去触摸工作时的功放管及周围的元器件，防止高频灼伤。要判断功放管温度，可在断开激励功率瞬间，用手触摸来感觉；记录正常工作时的一些参数（维护和修理时测量）。功放的维护、修理调频功率放大器检修方法通过各种指示分清故障部位（入射功率、反射功率、功放电压、功放电流和激励功率）；查看故障功放外观（开焊、变色、连接头等）；静态测量直流电压（栅极、漏极电压等）；动态判断功放管温度（过热或不热）；判断功放管好坏。功放的维护、修理调频功率放大器调频发射机控制系统控制系统主要功能发射机的控制主要包括：开关机、升降功率、工作频率、主备切换等。发射机的监测主要包括：整机监测、激励器监测、功放监测、电源监测等。监测内容：入射功率、反射功率、电压、电流、工作频率、工作温度等。

调频发射机控制系统控制系统主要功能发射机的保护主要包括：反射过大保护、过激励保护、过温保护，功放不平衡保护等。远程监控接口发射机的远程监控接口用来进行远程控制和远程监测。调频发射机控制系统控制系统的实现方法

1.简单的监控用模拟电路、简单的数字电路、开关、继电器、指示灯和电表等实现简单的监控。2.高级的监控用单片机（工控机）、复杂的数字电路、模拟电路、开关、继电器、指示灯和显示屏等实现高级的监控。调频发射机控制系统控制电路介绍

调频发射机控制系统控制电路介绍

调频发射机控制系统控制电路介绍

调频发射机控制系统总控箱介绍总控制箱，对全机的相关数据进行处理、判断、控制和显示。故障时产生保护信号送到相应的保护电路。若总控箱保持带电，则可以实现定时开关机操作。调频发射机控制系统总控箱前面板图片调频发射机控制系统总控箱后面板图片调频发射机控制系统总控箱工作原理

显示状态信息有：数字量：激励器的工作频率、入射功率、音频衰减量、单声/立体声、频偏等；1KW功放单元：输出功率、反射功率、功放电压、四路功放电流、温度；模拟量：合成器的输出功率、反射功率、温度。

控制工作原理调频发射机控制系统

激励器设置：工作频率、激励器功率、音频衰减量、单声/立体声等；播音时间表的设置；系统时间的设置。故障保护功能。整机输出功率过大、降功率；反射功率过大，温度过高封锁激励器。1KW功放单元保护，只显示、报警，不做处理，处理功能由自身保护系统完成。

控制工作原理调频发射机控制系统总控箱主界面显示控制工作原理调频发射机控制系统数字键盘（B板）控制工作原理Ⅰ：设置频率；Ⅱ：设置功率；Ⅲ：设置时间；Ⅳ：激励器状态；Ⅴ：本地远程切换；Ⅵ：功放状态；Ⅶ：主备激励器切换；Ⅷ：天线负载切换；Ⅸ：手动开关机。

调频发射机控制系统频率设置

控制工作原理调频发射机控制系统设置时间

控制工作原理调频发射机控制系统激励器状态

控制工作原理调频发射机控制系统功放状态

控制工作原理调频发射机控制系统主备激励器切换主激励器用绿色窗显示，且窗边有黑点框，当发射机采用双激励器时，按动Ⅶ号键可以任选主激励器，与射频切换的同时，音频信号也通过相应继电器将音周切换到工作激励器上。选上的激励器由灰变绿，原来主激励器由绿变黄。在总控制箱后面板装有一个射频同轴继电器，主激励器射频输出加在同轴继电器的常闭接点上，备激励器加在常开接点上。控制工作原理调频发射机控制系统当主激励工作时备激励器被封锁，射频同轴继电器不得电，常闭接点接通。与此同时，双激励切换板上的J1动作，音频信号通过J1,J2加到主激励器上。当主激励开关置备激励器位置，备激励器工作，主激励器被封锁，同时射频同轴继电器得电，常开接点接通。与此同时，双激励切换板上的J2动作，音频信号通过J1,J2加到备激励器上。主备激励器的切换由总控箱面板操作完成。控制工作原理调频发射机控制系统

天线负载切换当发射机采用主备机方式工作时，按动Ⅶ号键即可选用备机，此时天线开关接到备机上，本机接假负载。总控箱后面板天线开关的7芯插座中的交流220V电压通过插座中的3、4或4、5送到同轴切换开关上，此时若同轴切换开关不在本机位置，则会通过天线切换开关的电机将天线切到被选到的主机上，当天线到位后，天线指示灯通过切换开关的到位点点亮，若使用备机工作，按动按键板上四号键，天线即会倒到备机上。控制工作原理调频发射机控制系统

手动开关机当第一次开机合电后，按动Ⅸ号键、再按“确定”键，发射机交流接触器J1带电，发射机开启工作。运行中再按Ⅸ号键和“确定”键，则关闭发射机。发射机安装调试完，试运行正常后，可以按每天5组定时开关机工作。发射机在运行时段内，突然外电断电，当外电恢复供电后，如仍在开机时段，则发射机自动启动，如在关机时段，发射机等待下次开机时间到后自动启动。控制工作原理调频发射机控制系统

来自合成器单元的模拟量。即：输出功率、反射功率和温度的检波电压信号进入总控制箱的模拟量入口，经过滤波器输入/输出板送到数据采集板，经过放大处理后，送到主控板进行数据分析和显示。其中的反射信号，当驻波比大于1.5时，既有反射功率过大时，主控板发出指令，由采集板送出封锁信号到激励器，双激励器时封锁任何一台激励器的射频输出。控制工作原理调频发射机控制系统1kw调频发射机图片调频发射机图片3kw调频发射机图片调频发射机图片调频发射机图片10kw调频发射机图片维护

定期除尘，建议每季度用电动风机清除一次1Kw功放中散热器和风机上的灰尘。建议每个月检查一次机箱后部的联线和插头是否松动，发现问题后及时拧紧。调频发射机维护要求和方法常见故障及处理方法

序号常见故障故障原因解决方法1发射机加不上电缺相或中线没接好。前面板空开坏。1.把外电三相四线牢固拧在机箱端子上。2.更换机箱总开关。2无输出功率无激励功率。开关电源无直流输出。1.检查激励器。2.检修开关电源或更换新的开关电源。3输出功率不够激励功率小。有坏的300w功率模块。1.增加激励功率。2.更换好的300w功率模块。4反射功率过大1.检查天线。2.滤波器短路或开路。1.检查天线各个接头是否松动有无进水现象，测量一下驻波比是否合格。2.检查滤波器线圈和薄膜电容开路或短路。5温度过高1.风机有停转现象。2.温度传感器L335坏。1.更换风机。2.更换LM335.调频发射机调频发射机技术标准及测量方法国标GB/T4311-2000

米波调频广播技术规范行标GY/T169-2001

米波调频广播发射机技术要求和测量方法技术标准调频发射机技术指标及测量方法主要指标测量方法

测试仪器图片调频发射机技术指标及测量方法调频发射机技术指标及测量方法信噪比的测量a.按测量方框图连接仪器，由发射机高频信号耦合器拾取适当电平的高频信号送给综合测试仪。b.导频信号保持10％的调制不变。c.调频立体声发射机和综合测试仪分别使用50μs预加重和去加重网络。调频发射机技术指标及测量方法信噪比的测量d.用音频信号发生器送1KHz信号到调频立体声发射机L或R输入端，使总调制为100％±75KHz频偏。在解码器L或R输出端测得电平值，并以此电平为基准。e.去掉调频立体声发射机L或R输入信号，在解码器输出端测得噪声电平值，该基准电平与噪声电平之差值，即为L或R的信噪比。调频发射机技术指标及测量方法信噪比的测量调频发射机技术指标及测量方法失真度测量a.按测量方框图连接仪器，由发射机高频信号耦合器拾取适当电平的高频信号送给综合测试仪。b.导频信号保持10％的调制不变。c.调频立体声发射机和综合测试仪不使用加重和去加重网络，音频信号发生器分别送0.03