周萍姑

摘 要 本文首先對PSM調(diào)制器技術(shù)歷史、優(yōu)點(diǎn)以及PSM調(diào)制器數(shù)字化的原理進(jìn)行簡單的介紹，然后將筆者經(jīng)歷過的PSM調(diào)制器數(shù)字化改造的主要過程在文中進(jìn)行簡單的介紹，以期為進(jìn)行PSM調(diào)制器數(shù)字化改造的同行提供借鑒依據(jù)。

關(guān)鍵詞 短波發(fā)射機(jī)；PSM調(diào)制器；數(shù)字化改造

中圖分類號 G2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）163-0086-01

PSM數(shù)字調(diào)制器作為短波發(fā)射機(jī)最為重要的零部件，其本身軟硬件的性能將直接影響到短波發(fā)射機(jī)的功能穩(wěn)定性、效率以及先進(jìn)性。但是，早期短波發(fā)射機(jī)中使用的調(diào)制器的設(shè)計原理受到當(dāng)時技術(shù)條件的限制，相對于今天的數(shù)字化調(diào)制器要落后很多。本文即接受新型PSM數(shù)字化調(diào)制器的設(shè)計原理、優(yōu)勢其具體數(shù)字化改造應(yīng)用。

1 PSM調(diào)制器簡介

調(diào)制器是指通過數(shù)字信號處理技術(shù)，將低頻數(shù)字信號（如音頻、視頻、數(shù)據(jù)等）調(diào)制到高頻數(shù)字信號中，進(jìn)行信號傳輸?shù)囊环N設(shè)備。目前，調(diào)制器已經(jīng)廣泛運(yùn)用于廣播（音頻信號）、電視（視頻信號）等信息的傳輸。調(diào)制器一般和解調(diào)器成對使用，調(diào)制器用于將數(shù)字信號處理到高頻信號上進(jìn)行傳輸，而解調(diào)器則將數(shù)字信號還原成原始的信號。PSM（Pulse？Step？ Modulation），即脈沖階梯調(diào)節(jié)，是脈沖寬度調(diào)節(jié)技術(shù)（Pulse？width？modulation，PWM）與階梯調(diào)制技術(shù)（Step？modulation，SM）相結(jié)合而形成的一種新型數(shù)字信號處理技術(shù)，是由瑞士電子工程師W.Schminke于1985年提出。相對于PWM和SM技術(shù)，PSM技術(shù)的電路拓?fù)湎鄬唵?，更加容易獲得高電壓和大功率，同時PSM技術(shù)還保障具有較小的系統(tǒng)損耗和高效率的優(yōu)點(diǎn)。此外，由于PSM技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，會增加多余的電源模塊，可以保障在原有電源模塊損壞時，可以進(jìn)行自主的替換，所以PSM技術(shù)具有更好的魯棒性。此外，相比較于舊時技術(shù)儀器，新型數(shù)字化PSM調(diào)制器不僅具體音頻模擬模式下進(jìn)行工作，而且可以在數(shù)字音頻輸入模式下進(jìn)行工作，具有較高的兼容性、環(huán)保節(jié)能性、音頻校準(zhǔn)、閉環(huán)反饋補(bǔ)償、光發(fā)順序的自動調(diào)整、系統(tǒng)自動檢測修復(fù)、較高系統(tǒng)穩(wěn)定性以及高速的音頻處理能力等功能的先進(jìn)性優(yōu)勢。

2 PSM調(diào)制器數(shù)字化原理

數(shù)字調(diào)制器使用數(shù)字信源模塊和數(shù)字調(diào)制模塊，信源模塊向調(diào)制模塊提供位同步信號和數(shù)字基帶信號（NRN碼）。調(diào)制模塊將輸入的NRN絕對碼變?yōu)橄鄬Υa、用鍵控法產(chǎn)生2ASK、2FSK、、2DPSK信號。數(shù)字調(diào)制器工作原理具體如圖1所示的方框圖所示。

由圖1可知，數(shù)字調(diào)制器工作原理：晶體受到震動后產(chǎn)生信號被分為2個頻號，經(jīng)過濾波器濾過后得到2ASK的載頻。放大器的發(fā)射極和集電極輸出兩個頻率相等、相位相反的信號，這兩個信號就是2PSK、2DPSK的兩個載波，2FSK信號的亮光載波頻率分別為晶振頻率的1/2和1/4，也是通過分頻和濾波得到的。

3 PSM調(diào)制器數(shù)字化改造應(yīng)用

首先，進(jìn)行數(shù)字化改造前的準(zhǔn)備的工作，準(zhǔn)備工作共可以分為3項(xiàng)：第一，首先根據(jù)要求提供6個位于3MHz到21MHz內(nèi)的載波頻率以作為測試和驗(yàn)收頻率點(diǎn)，在對系統(tǒng)原始機(jī)器、數(shù)字化改造以及改造驗(yàn)收時候使用；第二，將調(diào)制器和短波發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)包含各個接口含義以及電平標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的接口協(xié)議準(zhǔn)備出來；第三，提供進(jìn)行調(diào)制器數(shù)字化改造、測試以及驗(yàn)收所必須的儀器設(shè)備，其中包括音頻分析儀、調(diào)制分析儀、調(diào)幅度測試以及示波器等儀器各一臺。

其次，進(jìn)行調(diào)制器的改造工作。改造工作具體包括以下幾個重要步驟：第一，將以前調(diào)制器所使用的舊的功率模塊拆除，然后將新的、準(zhǔn)備更換的調(diào)制器功率模塊和模塊控制器更換上，在進(jìn)行調(diào)制器功率模塊以及新的器件安裝更換過程中，應(yīng)當(dāng)注意各個器件連接的緊固性；第二，更換功率模塊完成后，首先對光纜線序進(jìn)行核對，然后對子板信號進(jìn)行核對，要保障光纜序號與光收光發(fā)器的信號對接正確；第三，安轉(zhuǎn)直流電開關(guān)，接K10高壓二擋延時器信號、繼電器以及檢波器等；第四，一切電源、儀器以及部件安裝完成后對線路進(jìn)行檢查，以保證所有連接正確無誤。

調(diào)制器更換安裝完成系統(tǒng)線路檢查無誤后，對系統(tǒng)進(jìn)行上電測試，通電后若出現(xiàn)綠燈亮則說明系統(tǒng)線路正常，如果出現(xiàn)紅燈亮，則說明系統(tǒng)線路連接有誤，則需要斷電對系統(tǒng)線路連接進(jìn)行進(jìn)一步分核查，待系統(tǒng)線路連著正確，綠燈亮后，依次進(jìn)行調(diào)制器過荷測試、反射功率過大保護(hù)測試、高低功率按鍵、升降功率按鍵以及復(fù)位等按鍵性能測試。其中進(jìn)行制器過荷測試具體步驟如下：光源照射高壓以及負(fù)載過荷兩個光發(fā)器，D3-A3燈滅，D3-A4紅燈亮（D3為面板），正常情況下過荷次數(shù)超過3次時會形成低鎖保護(hù)，過荷次數(shù)超過6次后會形成零鎖保護(hù)。進(jìn)行完系統(tǒng)保護(hù)功能測試完成后，對高壓正常受控進(jìn)行驗(yàn)收，其驗(yàn)收具體步驟為：合高壓，然后斷開模塊控制器光纜連接的一半，設(shè)置D5-U18模塊總數(shù)（大約高4位進(jìn)行驗(yàn)收），初始值改為“{2}”，加高壓，確認(rèn)U18值以及高壓受控后功率模塊連接恢復(fù)。以B10等亮表示激勵封鎖被解除，A13燈亮表示系統(tǒng)粗調(diào)完成。然后進(jìn)行各項(xiàng)具體操作的測試，其中以D3-B17燈滅表示調(diào)諧完成，以D3-A18燈滅表示音頻封鎖解除。

4 結(jié)論

本文對進(jìn)行數(shù)字化改造后的PSM調(diào)制器進(jìn)行最終測試發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過數(shù)字化改造后的PSM短波發(fā)射機(jī)信噪比、頻率響應(yīng)以及諧波失真3個主要指標(biāo)均提高2個等級，并且經(jīng)過調(diào)試發(fā)現(xiàn)經(jīng)過數(shù)字化改造的PSM調(diào)整器相比較未改造前，其穩(wěn)定性得到大幅度的升高。總之，經(jīng)過數(shù)字化改造后PSM調(diào)制器為進(jìn)行優(yōu)質(zhì)的播音打下了堅實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]張守忠.PSM短波發(fā)射機(jī)數(shù)字調(diào)制器[J].廣播與電視技術(shù)，2011，38（Z1）：182.

[2]Mao X H， Yao L Y， Wang Y Q， et al. A Pulse Step Modulator High-Voltage Power Supply for Auxiliary Heating System on the HL-2A Tokamak[J].IEEE Transactions on Plasma Science，2014，42（5）：1425-1429.

[3]侯高春.DF100KWPSM短波發(fā)射機(jī)調(diào)制器控制器的N次過荷計數(shù)計時電路工作原理[J].無線互聯(lián)科技，2015，12（6）：25-26.

[4]杜宏文.基于DSP的PSM數(shù)字調(diào)制器設(shè)計原理[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（14）：104-105.

[5]Li W. Digital Modulator Principles and Applications of Satellite Earth Station[J].Digital Communication World，2014，21（3-4）：286-300.