【广播电视台发送技术:脉冲阶梯调制发射机】
脉冲阶梯调制(PSM,Pulse-Step Modulation)发射机是一种先进的广播发送技术,主要用于高效、精确地产生广播信号。这种技术的核心在于将高压直流电源化整为零,通过多个低压直流电压源的串联叠加来提供所需瞬时电压,以适应电子管的工作需求。例如,一个500KW的PSM发射机可能由32组875V的低压整流器组成,这些整流器根据需要串联以提供14KV到28KV之间的电压。
在载波状态下,固定的直流电压经过A/D转换为数字信号,控制串联的电压源数量。这意味着通过调整这个固定直流电压,可以改变载波状态下的电压源数量。在调制状态,音频调制信号与固定直流信号叠加,同样经过A/D转换,形成控制信号。根据调制信号的变化,不同的电压源在不同的时刻串联,产生与调制信号规律相同的阶梯波形电压。
阶梯波形经过低通滤波器处理,提供给高频被调级所需的直流板压和调制电压。然后,通过板极调幅,最终形成带有调制信息的广播信号。PSM调制器在此过程中扮演关键角色,既是高压主电源,又是调幅器,将阶梯电压的直流分量转化为载波功率,音频分量转化为边带功率。
PSM发射机的构成包括N个独立的电压源,通常为N=32,这些电压源通过电子开关控制,电子开关的状态受固定直流和音频信号的A/D转换及逻辑电路产生的控制信号影响。每个电压源的电位是浮动的,通过串联叠加达到高电压,而低电位的控制信号通过电-光-电转换实现与高电位的隔离。
调制度与PSM开关放大器的输出电压有着直接关系,调制峰点的输出电压为NUS,而调制谷点的输出电压为0,随着调制度的变化,输出电压在0到2NUS之间变化。为了确保元器件寿命均衡,PSM开关的接通与断开遵循一定的原则,即选择断开时间最长的未接通级别进行接通,选择接通时间最长的已接通级别进行断开。
在载波状态,如以1-16号顺序接通16个PSM开关级,它们会按照一定的开关频率fc循环通断。这种技术的优势在于提高了功率效率,减少了能量损耗,并允许更精细的调制控制,从而提升广播信号的质量和传输效率。