简述调频广播发射机

发布时间:1714132217

山西电子技术 2013年第1期 
广播与电视 
文章编号:1674.4578(2013)01.0075—02 
简述调频广播发射机 
张文平 
(山西广播电视局无线管理中心328台,山西太原O30o01) 

要:从广播发展到今天,广播听众一直在增加,广播传递的质量也在不断提高,最关键的就是调频广播发 
射机技术的发展和应用,在此主要阐述调频发射机的特点和运用方式,充分证实调频广播发射机技术的研究及对 国家未来广播事业的发展有着关键的作用,以及调频的特点、发展过程。 
关键词:调频广播;调频广播发射机;特点;工作原理 中图分类号:TN832.1 
文献标识码:A 
调频广播通过调频的方式对声音信号进行传播,是高频 电台和对音质和可靠性要求一般的场合; 
振荡频率随着频率的变化而变化,调频波的载波也是随着音 
(2)按广播方式来分,可分为立体声广播和单声道广 频调制信号的变化而随之改变的,这样就能保证声音信号在 播; 
传输中,每秒钟频偏变化次数和音频信号调制频率的变化一 (3)按调频发射机的电路原理来分,可分为模拟调频发 致,频偏的大小由音频大小决定,调频广播使用超短波波段 
射机和数字调频发射机:随着电子技术的高速发展,特别是 
进行信号传输,能有效地抗干扰,信号真实性高。调频广播 专业级调频发射机,数字调频发射机正在逐步取代模拟调频 的特点:(1)抗干扰力强,(2)信号稳定,(3)调频电台的频带 发射机,区别数字和模拟很简单,就看其是否使用采用软件 宽。调频广播未来发展是数字化,优点是:(1)节省频谱和 无线电技术(DSP+DDS)的设计方案。 
功率,(2)声音质量悦耳,(3)广播技术发展多样化,(4)广播 数字调频发射机和模拟调频发射机如何区分 
技术越发展,其设备越精巧。 
目前,很多广播发射领域的技术人员很疑惑:许多发射 l 调频广播发射机的工作原理及分类 
机的生产厂商都声称自己生产的调频发射机是数字调频发 调频广播发射机,简称调频发射机,是首先将音频信号 射机,但到底应该怎样鉴别一台调频发射机是否是数字化的 和高频载波调制为调频波,使高频载波的频率随音频信号发 调频发射机?在此发表如下意见,供各位同行鉴别参考。 
生变化,再对所产生的高频信号进行放大,激励,功放和一系 鉴别一台调频广播发射机是否是数字化的最有效办法 列的阻抗匹配,使信号输出到天线,发送出去的装置。高频 是看其电路原理,目前市场上调频发射机存在如下三种形式 信号的产生现在有频率合成,PLL等方式。现在我国的商业 电路原理的调频发射机: 
调频广播的频率范围为88~108 MHz,校园为76—87 MHz, (1)模拟调频发射机:只能接收模拟音频信号,音频信 
西方国家为70—90 MHz。主要用于将调频广播电台的语音 号放大、限幅及立体声编码都是模拟的;特别是采用VCO 
和音乐节目以无线方式发射出去。 
(压控震荡器)+PLL(锁相环)产生调频载频信号,调制的过 
任何一个调频广播电台,无论其规模大小(国家电台,省 程当然也是采用模拟复合音频信号对VCO的变容二极管进 级电台,市级电台,县级电台,乡级电台,村级电台,校园电 行直接调制。这种电路就是典型的模拟调频发射机,但可能 
台,企事业单位电台,部队营房电台,等等),都将由音频播控 
有LED或LCD数字显示发射机的工作频率,但其全过程都 设备、音频传输设备、调频发射机及发射天馈线组成。 是模拟的。这种模式简称“VCO+PLL”。 
覆盖范围大的电台,需要发射功率大的调频发射机、高 (2)半数字化调频发射机:可以接收数字音频信号 增益的发射天线并架设在离地面高的地方;而覆盖范围小的 
(AES/EBU)或模拟音频信号、音频信号处理、立体声编码由 
电台,则需要发射功率小的调频发射机、增益合适的天线并 DSP(数字信号处理器)来完成,立体声复合信号经D/A转 
架设在合适的高度上。 
换器转换为模拟立体声复合信号、该信号对VCO进行调频 
通常,调频发射机的功率等级有1 W, w,O w,30 w, 
调制。由此可见,在产生立体声复合信号之前是数字化的, 5O W,100 W,300 W,500 W,1000 W,3 kW,5 kW,10 kW。也 
之后与模拟调频发射机无异。简称“DSP+PLL”。 
可根据实际需要,定制特殊功率调频发射机。 
(3)数字调频发射机:从音频到射频全过程的数字化的 
调频发射机有很多种分类: 
调频广播发射机。它接收数字音频信号(AES/EBU)或模拟 (1)按调频发射机的使用场合分,可分为专业级调频发 音频信号(送入A/D)、音频信号处理、立体声编码均由DSP 射机和业余级调频发射机,专业级主要用于专业广播电台和 
(数字信号处理器)来完成,而调频调制过程DSP控制DDS 对音质、可靠性要求较高的场合,而业余级主要用于非专业 
(直接数字频率合成器)来完成,实现了调制过程的数字化。 
收稿日期:2012—10—12 
作者简介:张文平(1964一),男,山西寰汾人,工程师,主要从事广播电视传输工作。 

76 西术 2013笠 
离散的数字调频波经D/A转换后产生常规调频波供射频放 大器放大到指定功率。简称“DSP+DDS”。 
模拟信号 
输入 
数字调频广播发射机技术优势 
数字调频发射机与模拟调频广播发射机相比具有如下 突出的技术优势: 
直接数字频率合 
(DOS) (数字FM调制) 
数字信号 
输入 
镰 
二二]二  带通滤波器 
电平调节及放大 
主—一 低通滤波器 





状态指示 微处理器(MCU 
(1)改善了音质:由于采用全过程的数字化处理,调频 广播的音质可达到接近CD的水平; 
液晶显示f Rs一232 
输出 FM 
及键盘l接口 
(2)提高了发射机可靠性:由于采用大规模集成电路作 
为主要元件(原件数量少,集成电路自身的可靠性极高),取 
代了模拟调频发射机的大量分立元件和小规模集成电路,使 整机可靠性极大地提高; 
图1 数字调频广播发射机的原理框图 
数字信号处理单元是本激励器的关键模块单元,其核心 为一高性能550 MHz数字信号处理器(DSP),该DSP在软件 的控制下对输入的数字音频信号进行增益调整、数字滤波、 数字预加重、数字导频发生、数字立体声编码后产生立体声 复合信号码流,通过运算将此码流以调频方式调制到激励器 基频码流上,从而形成数字调频码流信号,此码流被送入 
(3)发射机的功能柔性大:由于采用了软件无线电技 术,所以在保持发射机硬件不变的情况下,只要装入不同的 软件就可以生产出不同功能的调频发射机。这特别有利于 厂家生产组织,也有利于发射机的升级改造; 
(4)可实现准确的远程监控和故障诊断:由于所有原来 由硬件实现的功能都已软件化,所以不仅在发射机的LCD 显示屏上可以观察到许多模拟发射机不可能观察的内部状 态,而且可将这些状态通过通讯接口(RS232/RS485/CAN/ TCPIP)在远程进行监控和故障诊断。 
 000 MHz直接数字频率合成器(DDS),形成调频射频信号。 
数字调频调制及带通滤波单元的核心部件为一直接数 字频率合成器(DDS),它接收DSP输出的数字调频码流信 号,通过内部的直接频率合成器形成数字调频射频信号,经 
内置数模转换器(D/A)形成模拟调频已调波信号,再经带通 滤波器后得到纯净的调频射频信号。 
功率稳定放大及低通滤波单元为一带闭环控制的反馈 式(AGC)调频射频功率放大器及低通滤波电路。可确保输 出功率在设定的功率上长期稳定运行。 
(5)可实现双路音频输入自动切换功能:在某些对系统 可靠性要求较高的场合,可将数字音频和模拟音频同时输入 到数字调频发射机,在其内部可实现以数字音频输入为主的 自动音频切换功能,可省去外部的音频应急切换器。 
数字调频广播发射机的工作原理 
数字调频发射机与传统的模拟调频发射机在工作原理 方面有着本质的区别。简单地说,模拟调频发射机采用 VCO+PLL的模拟技术,而数字调频发射机采用DSP+DDS 
人机接口控制及通信单元采用一块高性能片上系统 (SOC)微处理器完成激励器的人机接口、运行数据采集、报 警保护、对外通信等功能。各种操作命令由键盘输入、由大 
屏幕液晶器和状态指示灯实时显示发射机工作状态。通过 标准的RS一232串口通讯接口(或其他接口)与远程计算机 进行数据交换,以实现遥控遥测功能。 
电源电路单元为激励器各功能模块单元提供直流稳压 电源。 
参考文献 
的软件无线电数字技术。数字调频广播发射机的原理框图 如图 
从图1中可以看出数字调频发射机主要由音频信号输 入单元、数字信号处理单元、数字调频调制及带通滤波单元、 功率稳定放大及低通滤波单元、人机接口控制及通信单元以 及电源电路单元等六大模块单元组成。 
音频信号输入单元负责接收模拟音频输入信号和数字 音频(AES/EBU)输入信号,模拟音频信号经模数转换(A/ D)成数字音频后送入DSP,而数字信号则直接送入DSP,由 DSP决定选择哪种信号作为输入音频信号。 
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[J].广播与电视技术,2007(1):88—94. 
Description of FM Broadcasting Transmitter 
Zhang Wenping 
(328 Staton,Shanx Radio Fim and Tevion Bu ̄au,Taiyuan Shanxi 030001, na) 
Abstract:The radio audience has been increasing from is development til nOW,the quality of the broadcast transmission is aso mproved,and the most crtical is the development and印plication o FM broadcast transmiter technology.The article focuses on the characterstics and the use of FM transmitter,fuly eo ̄Ems the FM broadcast transmitter technolog research,and it plays a key role in he broadcasting industry for the count future development. 
Key words:FM radio;FM broadcast transmitter;features;working prnciple 

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