王紅紅

（作者單位：陜西省新聞出版廣電局寶雞廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)）

寶雞廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)目前的中波頻率有3個(gè)，分別為603 kHz、900 kHz、1 143 kHz，發(fā)射機(jī)均為10 kW的數(shù)字調(diào)制發(fā)射機(jī)，備機(jī)均為1 kW的（Product Data Management，PDM）板式調(diào)制發(fā)射機(jī)。目前603 kHz、1 143 kHz雙頻共塔發(fā)射，900 kHz單頻單塔發(fā)射，其運(yùn)行狀態(tài)穩(wěn)定，接收及發(fā)射信號(hào)清晰。由于工作需要，臺(tái)站要求從2021年8月20日起，將1 143 kHz改為1 098 kHz與603 kHz雙頻共塔發(fā)射，900 kHz改為1 557 kHz單頻單塔發(fā)射。

中波發(fā)射系統(tǒng)的改頻工作主要由發(fā)射機(jī)改頻和網(wǎng)絡(luò)改頻兩大部分組成（一般情況下，輸出網(wǎng)絡(luò)電路的調(diào)整不需要加電，而射頻通道電路的調(diào)整大多需要加電），整個(gè)改頻過(guò)程煩瑣而復(fù)雜，故工作人員需要非常熟悉發(fā)射機(jī)的線路、工作原理及各個(gè)工作模塊的電壓、電流、工作狀態(tài)等，并且要制訂細(xì)致完善的工作計(jì)劃，順利完成改頻工作。

1 前期準(zhǔn)備工作

1.1 相關(guān)儀器的準(zhǔn)備

改頻工作需要用到的設(shè)備有：數(shù)字多用表、信號(hào)發(fā)生器、示波器、頻率計(jì)、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、音頻失真度測(cè)試儀等，若改頻工作中涉及高頻干擾，還需要額外準(zhǔn)備阻抗電橋。

值得注意的是，在開(kāi)展改頻工作前，工作人員一定要確保上述儀器在檢定周期內(nèi)且性能良好，避免改頻進(jìn)程中儀器設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題[1]。

1.2 改頻電路的設(shè)計(jì)

改頻電路的設(shè)計(jì)是改頻工作的核心內(nèi)容，而中波發(fā)射系統(tǒng)中阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)是最重要的一環(huán)，其作用是將發(fā)射機(jī)同特定負(fù)載阻抗連接并使得負(fù)載獲得最大輸出功率，阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)同時(shí)具有濾波功能，可消除其他頻率對(duì)發(fā)射機(jī)的干擾。匹配系統(tǒng)具有防雷的功能，通過(guò)適當(dāng)?shù)碾娐沸问脚c特定元件的應(yīng)用，可降低雷電對(duì)發(fā)射機(jī)的影響[2]。

因此，在開(kāi)展改頻工作前，技術(shù)人員需要與廠家工程師一起對(duì)電路改頻進(jìn)行設(shè)計(jì)論證，確保改頻工程的可行性，避免出現(xiàn)紕漏或者在改頻中途出現(xiàn)臨時(shí)變動(dòng)。

另外，改頻前需要對(duì)中波發(fā)射機(jī)和輸出網(wǎng)絡(luò)做一個(gè)測(cè)試，全面掌握與發(fā)射機(jī)及輸出網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)，如改頻前3個(gè)塔體與地線之間的阻抗分別為603 kHz（20 Ω-j57 Ω）、900 kHz（111Ω+j10Ω）、1 143 kHz（130 Ω-j110 Ω），發(fā)射機(jī)末端輸出為50 Ω純阻抗，而天線是一個(gè)復(fù)數(shù)阻抗（Ra±jXa），需要工作人員在發(fā)射機(jī)末端與天線之間設(shè)計(jì)一個(gè)既能使天線實(shí)部阻值和饋線阻抗相匹配，又能使天線虛部電抗為零的匹配網(wǎng)絡(luò)，即Ra＝Zc，虛部±jXa。

2 功能調(diào)試

調(diào)頻工作一般從調(diào)整頻率合成器、調(diào)整前置放大器、調(diào)整射頻推動(dòng)級(jí)及調(diào)整輸出網(wǎng)絡(luò)4個(gè)方面著手調(diào)整，以下就從這4方面展開(kāi)分析：

2.1 做好頻率合成振蕩器的調(diào)整

頻率合成振蕩器是發(fā)射機(jī)產(chǎn)生工作頻率的核心，所以高頻振蕩器的頻率穩(wěn)定度一定要高。為提高它的頻率穩(wěn)定度，一般采用數(shù)倍于高頻振蕩器工作頻率的晶體振蕩器，經(jīng)分頻獲得工作頻率或工作頻率的基頻，再通過(guò)直接數(shù)字式頻率合成器（Direct Digital Synthesizer，DDS）取得工作頻率的電壓信號(hào)。

在具體操作時(shí)，首先將頻率合成器的撥碼撥到工作頻率（1 557 kHz、1 098 kHz），同時(shí)給頻率合成器的輸入端加22 V直流電壓，在頻率合成器輸出端接示波器，此時(shí)示波器出現(xiàn)15 V方波信號(hào)。然后將輸出端接入頻率計(jì)，通過(guò)調(diào)整頻率合成器的溫補(bǔ)和晶體振蕩器的微調(diào)電容，使頻率計(jì)顯示的頻率在工作頻率（1 557 kHz、1 098 kHz）的±3 Hz范圍內(nèi)變化。

2.2 做好前置放大器的調(diào)整

（1）插好緩沖放大板，同時(shí)給發(fā)射機(jī)加低壓，然后緩緩調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使緩沖放大板輸入的激勵(lì)電壓達(dá)到30 V。

（2）調(diào)整前級(jí)推動(dòng)的串聯(lián)諧振調(diào)諧電感，同時(shí)改變調(diào)諧電容使其諧振，測(cè)量前級(jí)推動(dòng)的3個(gè)合成變壓器的射頻（Radio Frequency，RF）輸入電壓應(yīng)達(dá)到振幅最大。

（3）測(cè)量合成變壓器的輸出端，調(diào)節(jié)并聯(lián)諧振的電感，同時(shí)改變并聯(lián)電容，使其達(dá)到并聯(lián)諧振，使合成變壓器的輸出盡可能大。

（4）改變推動(dòng)級(jí)的驅(qū)動(dòng)電壓，并旋轉(zhuǎn)前級(jí)電壓驅(qū)動(dòng)上的電位器旋鈕，使前級(jí)合成變壓器的輸出達(dá)到30 V（P-P）。

2.3 做好射頻推動(dòng)級(jí)的調(diào)整

給發(fā)射機(jī)加220 V高壓，同時(shí)用示波器測(cè)量推動(dòng)功率合成器的輸出，調(diào)整推動(dòng)合成器上的串并聯(lián)電感，使其上電壓＞50 V，波形為正弦波。然后給射頻推動(dòng)級(jí)施加115 V高壓，并斷開(kāi)功放220 V電源，關(guān)閉發(fā)射機(jī)，再將推動(dòng)電源調(diào)整器置于閉環(huán)狀態(tài)，重啟發(fā)射機(jī)，調(diào)整推動(dòng)電源調(diào)整器上的電位器，使輸出電壓開(kāi)環(huán)與閉環(huán)一致。在調(diào)整過(guò)程中，應(yīng)注意前級(jí)推動(dòng)的功放模塊的溫度不能太高，功放模塊射頻輸入電壓應(yīng)在28 V左右，電源調(diào)整器的輸出電壓在40～80 V之間。

2.4 做好輸出網(wǎng)絡(luò)的匹配

輸出網(wǎng)絡(luò)由T網(wǎng)絡(luò)和帶通濾波器兩部分構(gòu)成。調(diào)整時(shí)首先應(yīng)將帶通濾波器與其輸入端斷開(kāi)，將串并聯(lián)諧振回路斷開(kāi)，將帶通濾波器和T網(wǎng)絡(luò)之間斷開(kāi)，然后將網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個(gè)測(cè)試端夾在串聯(lián)諧振的兩端，調(diào)整串聯(lián)諧振的可調(diào)電感或可調(diào)電容，使串聯(lián)諧振的實(shí)部在毫歐級(jí)，虛部在0附近跳動(dòng)，即阻抗最小的串聯(lián)諧振狀態(tài)。接著將網(wǎng)絡(luò)分析儀的兩個(gè)測(cè)試端夾在并聯(lián)諧振兩端，并調(diào)整并聯(lián)諧振的可調(diào)電感，使并聯(lián)諧振的實(shí)部最大，虛部在0附近跳動(dòng)，即達(dá)到并聯(lián)回路的阻抗最大的諧振狀態(tài)。之后開(kāi)始調(diào)整T網(wǎng)絡(luò)的3次諧波：（1）將網(wǎng)絡(luò)分析儀設(shè)置到工作頻率的3倍，通過(guò)調(diào)整T網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地可調(diào)電感，使其達(dá)到阻抗最小的串聯(lián)諧振狀態(tài)。（2）首先將網(wǎng)絡(luò)分析儀預(yù)置在工作頻率上，同時(shí)連接好T網(wǎng)絡(luò)，并將50 Ω假負(fù)載與T網(wǎng)絡(luò)輸出端連接，然后將網(wǎng)絡(luò)分析儀的測(cè)試端接T網(wǎng)絡(luò)的輸入端，通過(guò)調(diào)整T網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)串臂可調(diào)電感，使其阻抗達(dá)到實(shí)部50 Ω，虛部為0。（3）重新將帶通濾波器與T網(wǎng)絡(luò)連接，并用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試整個(gè)帶通濾波器的輸入端，通過(guò)調(diào)整并聯(lián)諧振，使輸出網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為50 Ω純阻[3]。

3 聯(lián)機(jī)微調(diào)

將發(fā)射機(jī)接到假負(fù)載上，將控制板功放開(kāi)關(guān)置于功率斷電位置，之后接通功放電源，電壓表接模擬輸入板R19，測(cè)量范圍設(shè)為（0 ～ +3VDC），按下“升、降功率”鍵后，此時(shí)電阻R19兩端的對(duì)地電壓會(huì)快速升降，然后將電壓表測(cè)量范圍設(shè)為（－3VDC ～ O），當(dāng)R19兩端的對(duì)地電壓為0時(shí)，將功率斷電開(kāi)關(guān)打開(kāi)。按下“升、降功率”健，此時(shí)輸出功率與功放電流會(huì)同時(shí)增加，使功率上升到5 kW，同時(shí)應(yīng)調(diào)整調(diào)諧可變線圈的旋鈕，使功率輸出最大。之后再次按下“升、降功率”鍵，使功率慢慢升到8 kW，如機(jī)器工作無(wú)異常，則慢慢將功率升到10 kW，調(diào)整調(diào)諧可變線圈的旋鈕，使功率輸出最大，輸出電流最小，反射功率最小。

如圖1所示，圖1是將900 kHz改頻為1 557 kHz單頻單塔后的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)走線圖，當(dāng)廣播信號(hào)從天線進(jìn)入時(shí)，應(yīng)用電感L4、L5和電容C4組成T網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行阻抗匹配，串入的電感L4、L5用于抵消天線的－jXa，并入的電容C4用于抵消虛部電抗。同時(shí)應(yīng)調(diào)整并聯(lián)諧振電路工作頻率的阻抗，使其≥5 kΩ，目的是隔離工作頻率，并泄露頻率旁路到地。

圖1 900 kHz單頻改為1 557 kHz單頻工作后的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)走線圖

之后可把電感L3和電容C3組成泄放網(wǎng)絡(luò)，將1 071 kHz的信號(hào)泄放到大地，再用電感L2和電容C2組成泄放網(wǎng)絡(luò)將1 098 kHz的信號(hào)泄放到大地，這樣可有效抑制1 071 kHz和1 098 kHz信號(hào)的干擾，同時(shí)T網(wǎng)絡(luò)也將原來(lái)天線（130 Ω-j110 Ω）的阻抗變成了（50 Ω+j0 Ω），使其阻抗成為與饋線特性阻抗相匹配的純電阻[4]，電感L6與防雷球相連接地起防雷作用。

如圖2所示，圖2是將603 kHz、1 143 kHz改頻為603 kHz、1 098 kHz雙頻共塔發(fā)射后的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)走線圖，當(dāng)廣播信號(hào)從天線進(jìn)入時(shí)，應(yīng)將電容C10（250 pf）與電感L13（84 μh）串聯(lián)后與電感L14（4.3 μh）并聯(lián)，可對(duì)1 071 kHz的頻率形成較高的阻抗（測(cè)其阻抗約為55 Ω－j86 Ω），使1 071 kHz呈阻塞狀態(tài)，并將1 071 kHz信號(hào)過(guò)濾掉，電感L15串聯(lián)防雷球接地起防雷作用。

圖2 603 kHz和1 143 kHz改為603 kHz和1 098 kHz雙頻共塔發(fā)射后的天調(diào)網(wǎng)絡(luò)走線圖

然后把1 200 pf的電容C2與電感L3并聯(lián)對(duì)1 098 kHz信號(hào)進(jìn)行阻塞，將從1 098 kHz發(fā)射機(jī)饋線口進(jìn)入的1 098 kHz信號(hào)過(guò)濾掉，同時(shí)可將電感L1、L2與電容C1（3 500 pf）組成T網(wǎng)絡(luò)，將（20 Ω-j57 Ω）的天線阻抗變換成50 Ω的純電阻。由于是雙頻共塔，因而需要加阻塞網(wǎng)絡(luò)和泄露網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)對(duì)載頻和上下邊帶頻率呈現(xiàn)的阻抗不同，LC串接時(shí)載頻和上下邊帶頻率電抗差會(huì)累計(jì)疊加，產(chǎn)生邊帶反射，但邊帶頻率較高時(shí)會(huì)使指標(biāo)變差，反射變大，天線駐波比也變大，從而出現(xiàn)發(fā)射機(jī)關(guān)功放和降功率的情況。所以603 kHz頻率天調(diào)室將C2、L3并聯(lián)阻塞了1 098 kHz頻率，將L1、L2、C1組成T型網(wǎng)絡(luò)，目的是防止載頻和邊帶的頻率特性不強(qiáng)，造成發(fā)射機(jī)駐波比大，燒壞功放模塊。之后應(yīng)將電容C9（2 250 pf）與電感L12并聯(lián)組成對(duì)603 kHz信號(hào)的阻塞網(wǎng)絡(luò)，以此將從603 kHz饋線口進(jìn)入的信號(hào)過(guò)濾掉。然后可把兩個(gè)電感L10、L11與電容C8（2 000 pf）組成T網(wǎng)絡(luò)，諧振后將（111 Ω+j10 Ω）的天線阻抗變換成50 Ω的純電阻，并把電感L9與電容C7（300 pf）串聯(lián)諧振，泄放1 061 kHz信號(hào)。此時(shí)這里是1 061 kHz頻率的原因是1 071 kHz過(guò)于接近1 098 kHz，如果被陷頻率與工作頻率太接近，會(huì)造成工作頻率流失，因而一般將被陷頻率偏離兩個(gè)頻點(diǎn)（如果偏的太遠(yuǎn)會(huì)起不到陷波的作用）。但值得注意的是，被陷頻率必須與工作頻率形成一個(gè)感抗和一個(gè)容抗（XL＝XC），以達(dá)到阻塞工作頻率的目的。另外，將泄放頻點(diǎn)設(shè)置到1 061 kHz，既可以過(guò)濾掉大部分1 071 kHz信號(hào)，又能盡量減少1 098 kHz信號(hào)的流失，之后應(yīng)將電感L7和電容C5（1 000 pf）串聯(lián)泄放1 557 kHz信號(hào)。

最后一部分網(wǎng)絡(luò)為603 kHz的陷波網(wǎng)絡(luò)，陷波網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)不能對(duì)匹配網(wǎng)絡(luò)造成影響，因此必須找一個(gè)適合接入的點(diǎn)。603 kHz頻率低于1 098 kHz頻率，在工作頻率較高時(shí)呈容抗，反之呈感抗，高頻率的輸入阻抗呈感抗，低頻率的輸入阻抗呈容抗，與通過(guò)阻塞網(wǎng)絡(luò)時(shí)的電抗剛好相反。

雙頻共塔時(shí)還會(huì)用到預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)，究其原因，當(dāng)雙頻的天線阻抗相差較大時(shí)，必須用預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)對(duì)雙頻天線的阻抗進(jìn)行預(yù)調(diào)，使雙頻到天線口的阻抗接近。當(dāng)然，雙頻阻抗相差不大時(shí)可不加預(yù)調(diào)網(wǎng)絡(luò)，加預(yù)調(diào)主要是為了解決兩阻塞網(wǎng)絡(luò)視在功率不平衡的問(wèn)題，降低阻塞網(wǎng)絡(luò)的功率。

陜西省新聞出版廣電局寶雞廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)改頻采取多級(jí)串、并連工作方式，這個(gè)復(fù)合網(wǎng)絡(luò)既對(duì)本頻1 098 kHz呈現(xiàn)出50 Ω的工作阻抗，又對(duì)603 kHz、1 557 kHz、1 071 kHz呈現(xiàn)出極低的阻抗，使其能量泄放到地，不會(huì)反射到發(fā)射機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作頻率的諧振和有效傳輸，同時(shí)能夠?qū)⑵渌l率的能量及時(shí)泄放到地，保障發(fā)射機(jī)的安全穩(wěn)定播出[5]。改頻試運(yùn)行期間，1 557 kHz、603 kHz、1 098 kHz 3個(gè)頻率都在10 kW高功率上運(yùn)行，測(cè)試3大指標(biāo)過(guò)程中，在假負(fù)載下，1 557 kHz頻率和603 kHz頻率的指標(biāo)都不錯(cuò)，在甲級(jí)之上，只有1 098 kHz頻率略差一點(diǎn)，通過(guò)示波器檢測(cè)波形發(fā)現(xiàn)其中心點(diǎn)基本在原位，但兩邊的帶寬有點(diǎn)偏，有一些落差值。這說(shuō)明頻率指標(biāo)與調(diào)配室的天線網(wǎng)絡(luò)有直接關(guān)系，具體包括相鄰頻率的干擾，以及外界天氣、風(fēng)力、溫度等的影響。

筆者與廠家工程師一同分析后發(fā)現(xiàn)，1 098 kHz頻率略差的根本原因是高頻干擾，高頻干擾信號(hào)進(jìn)入發(fā)射機(jī)會(huì)改變電壓波形，導(dǎo)致反射過(guò)大，使天線駐波比變大，致使發(fā)射機(jī)進(jìn)行自我保護(hù)，即關(guān)功放和降功率。另外，高頻回饋會(huì)產(chǎn)生額外雜音，使發(fā)射機(jī)信噪比下降，對(duì)失真度和頻率響應(yīng)造成影響，基于此，工作人員可適當(dāng)降低1 098 kHz的功率做，使指標(biāo)恢復(fù)正常。

4 結(jié)語(yǔ)

DAM改頻是一項(xiàng)繁雜的系統(tǒng)工程，工作人員既要做好發(fā)射機(jī)改頻，又要做好網(wǎng)絡(luò)改頻，通過(guò)初調(diào)確保其發(fā)揮功能，通過(guò)微調(diào)保證其精度。針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，工作人員應(yīng)按照正確流程，在完成調(diào)試后，耐心、細(xì)致地進(jìn)行聯(lián)機(jī)微調(diào)，確保改頻工作的精度，為廣播發(fā)射機(jī)的順暢運(yùn)行提供保障。