FM广播发射机简介1. 概述概述v1.1 调频广播的优越性调频广播的优越性补充 中频广播频率的不足中频广播频道拥挤，互相干扰严重，影响广播质量 使用调频广播提高广播质量由于人为干扰的日益增加，使中频广播的质量更为下降，而调频广播的抗干扰性强调频广播频带宽，可进行高质量的广播调频广播可实现单声、立体声广播、多节目广播、数据广播1.2 调频广播发射机的特点调频广播发射机的特点模拟机采用锁相环路式频率合成器、变容二极管直接调频方式。数字机采用DDS线性调频方式实现全固态化、宽带化，易实现N+1系统固态功放效率高、热损耗小、冷却系统简单功耗小并联冗余设计，热插拔设计，可实现零停播率标准化、系列化、模块化设计操作简单、维护方便供电电源采用低压大电流开关电源，安全可靠监控系统智能化维护操作方便适合于SCA及RDS功能的扩展可实现同步网，以节省频率资源，方便移动接收，减少 电磁污染，以冗余复盖提高服务质量382. 模拟FM广播主要技术规范v2.1 通用要求通用要求 射频频率范围: (87-108)MHz, 按0.1MHz频率间隔设置电台 主载波调制方式: FM, 最大频偏:75KHz 音频信号的频率范围: ( 30-15K) Hz 音频输入电平: 2VP-Pv2.2 单声广播单声广播 用( 30-15K) Hz音频信号对射频主载波进行调制, 预加重时间常数: 50s (100%调制时的频偏为75KHz) 音频通道的频率响应: 0.5dB (在不加重不去重的情况下) 信噪比: 60dB (输入1KHz音频信号, 75KHz频偏,预加重)2.模拟FM广播主要技术规范v2.3 立体声广播立体声广播 采用导频制,射频主载波的调制信号为立体声复合信号 2.3.1 立体声复合信号的基带图主信道M=L+R副信道下边带S=L-R副信道上边带S=L-R30Hz 15 19 23 37.97 38 38.03 53 f(KHz)导频信号被抑制的副载波1% 2.3.2 立体声复合信号的组成 主信道信号M: 左声道信号L和右声道信号的和信号R M=L+R 副信道信号S: 左声道信号和右声道信号的差信号对副载波 (导频信号的二倍频)进行抑制载波的双边带调幅而产生的 (23-53)KHz基带信号 S=(L-R)Sint 导频信号P: 频率为19 KHz P=p Sin/2 t 立体声复合信号A的表达式: A=M+S+P 其中A,L,R,M,S,P-相应的信号电压 - 副载波的角频率 p-导频信号的最大振幅 2.3.3 立体声广播主要技术指标 1) 调制度: 信号M,S最大为75KHz调制度的90% 19KHz导频为75KHz的8%10% 2) 立体声广播左右声道技术指标同单声道 3) 导频信号允许的频率偏差1Hz 4) 调制S信号的38KHz残余分量对射频主载波的调制度1% 5) 在100%调制度时,左右信道信号间的分离度40dB 6) 在55%调制（其中导频为10%）时，左右信道信号间的 电平差1dB3. FM发射机系统组成发射机系统组成v3.1 FM激励器激励器v3.2 FM功放单元功放单元v3.3 无源部件无源部件 包括功率合成器、功率分配器、低通滤波器、定向耦合器v3.4 配电及供电电源配电及供电电源v3.5 计算机监控系统计算机监控系统v3.6 冷却系统冷却系统4. GME1FXXX系列发射机1000W FM发射机发射机3000W FM发射机发射机GME1F33A、B5000W FM发射机发射机GME1F53A、B、C10000W FM发射机发射机GME1F14A、BGME1F13C、D、E4.1 FM 10KW发射机10KWGME1F14AGME1F14ABFM10KWFM10KW发射机组成部件发射机组成部件序号项目GME1F14AGME1F14B1PA相同2开关电源SPS2500HH/BSPS2500VH/B23激励器相同4分配器相同5合成器相同6主控单元软硬件升级7电控单元软件升级8PAC相同9输出滤波器相同定向耦合器低通滤波器十合成十合成二合成十分配十分配二分配主备切换主激励器备激励器AAPA1PA20微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源18PA1PA20电源分配ABCORS-48548VPA3PA19PA2PA440FM10KWFM10KW发射机方框原理图发射机方框原理图发射机方框原理图发射机方框原理图4.2 FM 5KW4.2 FM 5KW发射机发射机发射机发射机5KW-AGME1F53AFM 5KWFM 5KW发射机组成部件发射机组成部件发射机组成部件发射机组成部件序号项目GME1F53AGME1F53C1PA相同2开关电源SPS2500HH/BSPS2500VH/B23激励器相同4分配器相同5合成器相同6主控单元软硬件升级7电控单元软件升级8PAC相同9输出滤波器相同定向耦合器低通滤波器十合成十分配主备切换主激励器备激励器AAPA1PA10微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源14PA1PA10电源分配ABCORS-48548VPA2PA3PA8PA941FM 5KW FM 5KW 发射机方框原理图发射机方框原理图发射机方框原理图发射机方框原理图4.3 FM 3KW4.3 FM 3KW发射机发射机发射机发射机 3KW-A/BGME1F33BGME1F33AFM 3KWFM 3KW发射机组成部件发射机组成部件发射机组成部件发射机组成部件序号项目GME1F33AGME1F33B1PA相同2开关电源SPS2500HH/BSPS2500VH/B23激励器相同4分配器相同5合成器宽带6主控单元软硬件升级7电控单元软件升级8PAC相同9输出滤波器相同定向耦合器低通滤波器六合成六分配主备切换主激励器备激励器AAPA1PA6微处理控制和显示单元风冷开关电源开关电源13PA1PA6电源分配ABCORS-48548VPA2PA3PA4PA5423KWFM3KWFM发射机方框原理图发射机方框原理图发射机方框原理图发射机方框原理图4.4 FM 1KW4.4 FM 1KW发射机发射机发射机发射机GME1F13EGME1F13DFM 1KWFM 1KW发射机类别发射机类别发射机类别发射机类别vGME1F13C：单激励器、非热插拔PA、无智能化接口vGME1F13D：单激励器、非热插拔PA、智能化接口vGME1F13E：单/双激励器、热插拔PA、热插拔电源、智能化接口FM 1KW FM 1KW 发射机组成部件发射机组成部件发射机组成部件发射机组成部件序号名 称数量备 注1主机柜116U2功率放大模块13激励器1GME/RVR4主控单元15电控单元16开关电源17输出滤波器1定向耦合器低通滤波器二合成二分配主备切换主激励器备激励器AA微处理控制和显示单元风冷开关电源1PA1PA2电源分配ABCORS-4851KWFM发射机方框图发射机方框图48VPA1PA243FM650W功放原理图功放原理图 功放控制MRF151Gx25050反射电压过热接点MRF148A过激励信号控制电压RF入定向耦合器44FM650WFM650W功放原理图功放原理图功放原理图功放原理图5. FM激励器v激励器功能音频信号的处理立体声编码FM调制RF放大系统监控v激励器类型模拟立体声激励器：RVR激励器、GME模拟激励器GME数字FM激励器5.1 RVR FM5.1 RVR FM激励器激励器激励器激励器v30W额定输出v2U标准机箱v单声/立体声L-R/MPX/SCA输入vLCD显示v软件调节内部设置vRS232/485接口RVRRVR激励器方框原理图激励器方框原理图音频多工立体声编码器PLL&调制器射频功放LPF直流开关电源RF出RDS/SCA1SCA2SCA3LR220V音频处理单元5.2 GME5.2 GME模拟激励器模拟激励器模拟激励器模拟激励器v3/6/10/30W额定输出v微处理器控制 v单声/立体声L-R/MPX/SCA输入vLCD显示v软件调节内部设置vRS232、485接口5.3 GME 5.3 GME 数字激励器数字激励器数字激励器数字激励器v3/6/10/30W额定输出v直接数字音频输入AES/EBU、S/PDIFvDDS直接数字调制、频率稳定度1x10-9 (外部参考) 1KHz步进v辅助L/R、SCA输入vLCD参数显示v软件调节内部设置vRS232接口v信噪比80dBv立体声分离度 60dBv失真0.03%GMEGME数字激励器方框原理图数字激励器方框原理图数字激励器方框原理图数字激励器方框原理图AES3-1LEFT1PPSAARMDDSDSPFPGA10MHzRS232RS485VFDDISPLAYBANDPASSAES3-2RIGHTA/DPOWERSUPPLYALCINTERFACELOCAL OSC RF OUTPOWER AMPLIFIERLEFTRIGHTA/DDSPFPGAAES3-1AES3-21PPS10MHzPOWERSUPPLYARMDISPLRS232RS485POWERAMPBANDPASSDDSLOCALOSCALCINTERFACE6. RF功率放大器v选用MOTOROLA产MOS场效应管作功放管v为了提高放大器增益，采用两级级联放大器v末级采用两个放大器并联工作，以增加放大器输出功率v具有过激励、过热、驻波比大等保护功能v为了维护方便，提供放大器主要工作参数取样、指示、状态显示等6.1 FM 650W6.1 FM 650W功放功放功放功放功放控制MRF151Gx2反射电压过热接点MRF148A过激励信号控制电压RF入定向耦合器50方框原理图50 650W 650W功放结构功放结构6.2 FM 1200W6.2 FM 1200W功放功放功放功放v两个独立的600Wv插-拔结构v65%效率v宽带化设计v内置保护电路7. 无源部件无源部件7.1 功率分配器功率分配器；将一路RF信号功率均匀地互不影响地同时分配给多路负载，且要求各路之间保持良好的隔离度、输入输出端匹配良好、插入损耗小vFM3KW机用六路分配器；如图所示7.2 功率合成器功率合成器；合成器将多个放大器输出的RF信号功率相加，以获得更大功率的RF信号，功率合成器和分配器是可逆的vFM3KW机用六路 合成器；如图所示7.3 输出滤波器输出滤波器；用来抑制带外无用发射v 椭圆函数低通滤波器v 低插入损耗v 良好带外抑制能力v 良好输入、输出VSWR7.4 定向耦合器定向耦合器；用来整机RF监测与保护入射取样输出功率监测AGC取样用户监测口反射取样反射功率监测VSWR保护8. 智能化监控系统v功能收集，存储发射机的有关数据：如输出功率，VSWR，各功放模块的电流，各直流开关电源的电流，风压，工作温度，平衡功率。显示和调阅数据绘制发射机的状态参数随时间变化的曲线监控发射机的运行状态，并生成数据报表故障自动记录，越限报警对调频发射机进行开关控制v组成主控单元电控单元配电单元发射机主控单元RS-485RS-485本地PC机功放 1数据采集功放 n数据采集电控测控模块RS-485功放电源 1功放电源 n发射机监控系统框图发射机监控系统框图激励器管理模块RVR主激励器RVR备激励器48v8.1 发射机主控单元发射机主控单元主控单元是发射机监控系统的中心监控单元，负责协调整机监控系统的工作，同时对外提供与上位机的通信接口。 硬件组成：v两个 RS-485 接口，一个用于与各单元测控模块通讯，另一个用于与PC机通讯。v一个32K存储器v一个实时时钟v一个模拟开关及 A/D 变换器v一个16位单行液晶显示器v一个5按键小键盘，可实现简单的人机对话v一个看门狗，确保单片机不死机49多路开关液晶显示面板按键存储器 看门狗 缺相监视实时时钟RS-485 RS-485 ABC模拟量各单元测控模块上级 PC 机单片机主控单元结构框图主控单元结构框图(激励器管理,功放,机架测控)508.2 电控及配电单元电控及配电单元主要功能：1）控制整机电源及风机的开关机。 2）收集开关电源的状态数据并与主控单元通讯。 8.3 各单元测控模块各单元测控模块激励器管理模块与主控单元通讯功放数据采集模块与主控单元通讯电源管理模块与电控单元通讯单片机数 据存储器通信指示看门狗4 8 5 接口4 8 5 接口4 8 5 接口RVR 主激励器RVR 备激励器主控单元激励器管理模块结构图激励器管理模块结构图52本机地址 单片机功放数据采集板结构框图功放数据采集板结构框图RS-485 看门狗 多路开关多路开关状态量模拟量工作状态指示主控单元53整机开关RS-485 风机开关 主控单元单片机电控模块结构框图电控模块结构框图电源测控板RS-485 看门狗 面板按键模数转换风压检测54v9 关于数字调频发射机关于数字调频发射机用 32-bit 数字控制振荡器(NCO),在数字域内直接产生调频信号采用标准的 AES/EBU 接口,可与数字微波设备直接相连不需要附加的 D/A (或 A/D )转换,直接构成数字信号传输链没有调制特性的飘移问题55在极低的音频范围内仍然保证良好的立体声分离度调制线性及调制频偏与载波无关,发射机改换频率后不需要重调技术指标优良的电气性能vFM 信杂比可达 96dB (理论值)v谐波失真可达 0.0016% (理论值)56测试题vGME有哪几种功率等级的调频发射机？vGME调频发射机由哪几个主要部件组成？v1200W FM功放是由（ ？）个（ ？W 组成的。vFM数字激励器和模拟激励器输入信号有何区别？v在FM发射机中，（ ？）用来抑制带外无用发射。