紧盯前沿理论透析传播实践
N GN A N C H U A N B O实务探索——传播技术
哈里斯Z系列调频发射机D I G I T CD
王剑
(福建省广播电视传输发射中心福建福州350001)
摘要：本文介绍了哈里斯z系列调频发射机数字激励器的线路原理以 及使用过程中的维护经验。
关■词：数字调制(D D S)数控振荡器(N CO)数字信号处理(D SP) 最近几年福建省传输发射中心先后两批引进了几十部美国哈里斯公司的Z系列调频发射机，从第一批
机器的运行情况来看，该调频发射机工作可靠，指标优异，功率稳定，为全省各高山台的省台各套调频节目的
安全优质播出打下了良好的硬件基础。Z系列调频发射机虽然功率等级有所不同，但该发射机的激励器均使
用名称为D I G I T C D的数字激励器，哈里斯公司意图该激励器音质可以达到数字C D的标准。哈里斯公司凭
借其在数字领域的深厚造诣，很早就领先于其它公司在自己的中波发射机和调频发射机的激励器中运用了
数字化调制技术(简称D D S)。D I G I T C D数字激励器摒弃了传统的模拟音频的双声道输入而采用了
A ES／E
B U数字的立体声信号输入，从输入音频信号直至输出中频信号均采用数字技术处理，这提高了调频 信号指标和电路系统的稳定性。D I G I T C D的可调频率范围从87．8M H Z一108M H Z，可以用于发射台作为N+ 1系统的备份，激励器功放输出功率范围从0瓦到55瓦可调。D IG IT C D可以提供给任何新的发射机或更新
旧发射机的激励器。
上变顿器
防雨罩面硇
图1总方框图
图1是D I G I T C D字激励器的框简图。如图所示，本激励器由电源、逻辑控制、信号处理、功放四大部
件组成，D I G I T C D各部分采用模块化设计，虽说模块化设计已经很普遍，但D I G I T C D的模块化还是有其特
2。13年第7期(总第1。7期)I东南传播r—''
L 一
譬=盔
第七期
实务陈索
旋转木马音乐盒传皤技术点的。首先每个模块单独的由铝盒把线路板包裹其中，只露
出接线和可调电位器的／Jx孑L：其次每个模块再分别固定在
D I G I T C D机箱的搁板上，整个机箱有上下两层，上层安放的
都是数字处理的模块，下层安放的是模拟信号处理的模块，
各个模块间的控制信号用扁平电缆连接，数字信号和射频信
号用同轴电缆连接；输入选择及数字立体声发生器模块固定
在D I G IT C D机箱背部，该模块包含了所有音频信号的输入
接口还有预加重选择及单声道立体声选择等一些跳线，在设
置这些参数时可以不必打开机箱，从而很方便的从机箱背部
取下该模块进行调整。D I G I T C D的作用是把16位A E S／E B U
数字音频信号转换成所需频率的调频信号。
一、输入选摔
输入到D I G I T C D的A E S／E B U的24bi t数字立体声信
号被送到C S8412芯片为核心的数字音频接口电路，C S8412
接收A E S／E B U的24bi t数字立体声信号并对其解码，恢复时
钟和同步信号，并把音频信号和数字数据进行分离。解码后
的串行数据信号被送至A D l890进行采样数率转换，将数字
人型JY采集器
信号转换编码为所需的44．1K H Z或柏K H Z的数字信号。经
过采样频率变换后的数字音频信号送入D SP56002。
D S P56002是个数字信号处理的器件，哈里斯把它作为数字
立体声发生器，这是整个D I G I T C D最核心也是最有技术含
量的部分，数字立体声发生器由D SP56002及其周围的四块
存储器组成，四个存储器储存着数字立体声编码的算法，
D SP56002负责将数字音频信号进行立体声编码的实际工
作。经过立体声编码输出的串行数字音频信号通过
EP M5064，E PM5064是电可擦除编程器件，哈里斯公司把它
作为串并数据转换使用，将串行的数字音频信号输入
E PM5064的11脚位，从15脚位到30脚位并行输出16位
的复合数字信号将送到数字调制器。
二、t字■翻■
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数字峰值检波器
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东南传播2013年第7期(总第107期)
行C M O S乘法累加器，16位复合数字信号经过I D T7210后
送入“延时与控制电路”C Y7C342．所谓。延时”是指C Y7C342
可以对输入的16位复合数字信号进行内部延时控制，所谓
“控制”是指C Y7C342可以对输出的5．6M H Z中频频率精度
进行控制，C Y7C342还将20M H Z的基准时钟信号2分频后
送PLL到板。16位复合数字信号经过这样一系列处理后送
达H SP45106构成的16bi t数控器(D SP)，H SP45106可以应
用在频移键控，相移键控以及调频等各种调制方式，输出
32bi t的数字信号，包括各16位的数字正弦信号和数宇余弦
信号，D I G ITC D数字调制板将H SP45106用作数字调频，输
出只用到16位的正弦信号输出。双路功能开关S5用来测试
以及控制频偏，“调制开关”用来控制FM调制的开和关，另
一路开关用于选择激励器的最大频偏。由H15741构成的
14bi t高速数模转换器将数字信号转换为5．6M H Z模拟中频
调频信号，16bi t的数字信号的低两位是一些数据信息不需
进行A／D转换，所以输入到H15741进行A，D转换的只有高
14位的正弦数字信号。N D转换后的5．6M H Z模拟中频调频
信号经过LC组合的带通滤波器，将残波分量予以滤除。
数字调制器电路包括1个由C Y7C343构成的调制度计
量器和参考频率选择开关S1(用于G PS的选择)。参考频率
选择开关S1用来选择内部(I N T)或者外部(E>丌)20M H Z时
钟信号，如果安装了G PS同步模块(选配件)，那么就可以把
G P S产生的时钟信号作为系统的参考时钟信号。在做同步广
播的时候需要用到G PS同步模块，在没有安装同步模块时
参数选择开关应拨至内部(I N T)。
频率微调开关S2、S3、S4同“频率R O M”A M27C128用
测量空间于设置数字调制器板输出的5．6M H Z中频频率的精确度。当
使用遥控频率调谐(机器作N+I备份)操作时，由遥控指令
负责设置这一频率，此时S2、S3、S4均设置成“O PEN”(或逻
辑“1”)。
三、镶相环路PLL
D I G I T C D的PL L是一个以摩托罗拉公司的M Cl45152
可编程频率合成器为核心的鉴相器。从V C O模块送来的本
振频率经过21db的衰减和分频进入M C l45152的第1脚
(信号输入端)，V C O频率的分频次数由频率选择开关S1、
S2、S3来决定，由于M C l45152是可编程的，频率选择开关
的状态决定了V C O频率在M C l45152中的分频次数从而间
接决定了本振V C O的振荡频率。从数字调制器板送来的
10M H Z的基准振荡信号进入M C l45152的第27脚(外部
参考信号输入端)经过80分频得到125K H Z的基准振荡频
率，两个分频后的频率进行鉴相后得到环路相位误差信号从
M C l45152的第7、8脚输出，这两个脚的输出送到运算放大
器进行比较放大，输出的误差电压再送到V C O，以控制V C O
的振荡频率。第28脚为锁定检测端，用于锁定输出信号。当
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环路锁定时(1i l J V C O与数字调制板的基准频率同频同相)，该信号为高电平；当环路失锁时，该信号为低电平，这时D I G I T
C D面板上的PL L故障灯点亮告警。
四、压控曩荡V C0模块
V C O是由双栅极场效应管B F998构成的振荡器。PLL送来的误差电压加到B F998的一个栅极上的变容二极管上，误差电压控制变容二极管的容量从而达到改变振荡器的输出频率。V C O输出缓冲后反
馈到PL L，V C O的频率即上变频器的本振频率。上变频器的输入并不从V C O模块的输出直接得到，而是从PL L上的V C O输入经6db衰减功分后得到的。
五、上变囊■
上变频器的核心是SB L一1，它是一个8脚的高频混频器件。从PL L板送来的本地振荡信号经过放大滤波后送至SB L一1的L O端口，从数字调制器送来的5．6M H Z中频调频信号经过放大滤波后送至S B L一1的IF端口，两者混频后从R F端输出。R F输出经陷波放大后送到100M H Z滤波器。
六、1加M H Z滤渡■板
由于上变频后输出的射频信号频谱比较复杂，为了能够得到比较干净的射频信号，需对上变频器输出的射频信号进行滤波，该滤波器是个带通滤波器，输出频率范围为87M H Z一108M H Z。
七、55W功放曩块
D I G I T C D末级P A采用D U2860场效应管功放。输出功率从0W到55W连续可调。Q1、Q2组成的旁路调节器可以改变D U2860漏极的工作电压从而达到调节输出功率的目的。Q1、Q2的控制电压同时反馈回D I G IT C D的主控板，用来进行监测和过压保护，该信号同时也送到Q4，当功放出现异常时可直接切断中间放大器I P A功放Q5的工作电源，与直接切断D U2860漏极的工作电压相比较，这种方
法对于封锁R F的输出具有更好的效果。M H W592是R F驱动集成芯片，它将100M H Z滤波器板送来的射频信号驱动放大后送至I PA功放Q5。从主控板输入经过数模转换后的模拟音频信号也加到末级功放D U2860的栅极，用于抑制射频信号上的寄生调幅。
八、故■处理
卧式冷室压铸机
从这几年发射机的维护过程来看，该激励器运行还算比较稳定，下面把激励器比较常见的故障现象和处理方法列出来。
(一)P LL故障告警
锁相环指示灯亮表示锁相环路板上发生故障，或上变频器和100M H Z滤波器板发生故障。如果指示灯亮则激励器无输出。通常以下几种情况会导致P LL故障告警。
1．锁相环路板无锁。此故障意味着锁相环不发生锁相作用，并由锁相环路板上的J6—9(或调节器板上的J6—9)向它N G N A N C H U A N BO实务探索——传播技术
发送信号，如果确是锁相环路板故障，板上的红L ED灯会闪动，这时可打开激励器的盖板查看L ED的情况。
2．上变频器板或100M H Z滤波器板故障。这是一种运行故障，故障位于上变频器板的J2—9(或调节器板上的J6—9)的低电平发送信号产生。两个板的故障都可归类为上变频器板的故障，验证是否上变频器还是100M H Z滤波器板出故障，应对100M H Z滤波器板进行检查。可暂时取下上变频器中的J P7以断开上变频器的故障信号，如果故障仍然存在，那么更换上变频器，切记要把上变频器上的JP7装回原位。
(二)直流电压故障
激励器各组直流电压标识指示灯位于前面板右上角，由4盏L ED组成，如果任意一盏不亮，则代表相关的电源输出降低或无输出。从左到右，这四个指示灯依次代表的是+ 17V，一17V，+6．5V，一6．5V。此时可检查电源板上相对应的直流电压输出电路。
(三)驻波比告警
驻波比指示灯表示激励器输出的反射功率过多，当发射功率超过5瓦，驻波比指示灯亮。激励器将减少输出功率直至反射功率低于5瓦。此时着重检查激励器的射频输出电缆，因为该电缆经常由于检修时激励器进出而受到拉扯导致芯线扭断。煅烧石油焦
(四)发射机加功率后空开跳闸
这种故障一般发生在发射机遭雷击后，调频发射台位于高山上，夏季受雷击在所难免，雷击后D I G I T C D的220V交流输入的火线和零线对地的压敏保护电阻极易损坏。由于发射机通电后D IG IT C D并不加电，只有上功率后，发射机才对D I G I T C D进行220V的交流供电，此时由于火线和零线对地的压敏保护电阻损坏而产生漏电流导致发射机的空气开关马上跳闸。
九、结语
由于D I G IT C D使用了大量的数字电路和可编程器件，整机线路显得非常简洁，性能指标优异且工作稳定性很高。
D I G I T C D虽上市已久，但在其问世的年代它前瞻性地应用了先进的数字调制技术和创新的设计，这没有雄厚的软硬件实力是无法实现的。但是其有利也有弊，由于可编程器件的数据存储器都涉及软件，而厂家对软件和数据接口定义都非常保密，这给维护带来不小的麻烦。
1．美国哈里斯．数字激励器技术手册．
2．美国哈里斯．数字激励器图纸．
3。张肃文．高频电子线路【M】．|匕京：高等教育出版社，2009 2。13年第7期(总第107期)I东南传播
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