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1、调频器原理及其发展调频器原理及其发展一 概述无线电广播发射机的用途是将待传送的音频信号通过一定的方式调制到载波上， 并放大到额定的功率，然后利用天线以电磁波的方式发射出去，覆盖所需的范围。信号的调制方式可分为调幅、调频和调相三种，在广播和电视技术中应用得较多的是调幅和调频。相对于调幅广播发射机而言，调频广播发射机具有线性失真小，无串扰现象，信噪比好，高保真度，效率高，可实现立体声广播和多路广播等突出优点，且其体积小，价格便宜，适用面广，因此调频广播发展很快。随着技术的进步，各种新型的调频发射机不断推出，如全固态调频发射机和采用数字调频激励器的调频发射机。而调频激励器是调频发射机系统的核心，它对
2、输入音频及附加信道信号进行处理并合成基带信号，基带信号调制到VHF波段的载波上，并经激励器功放放大 输出。在输出功率要求较小的情况下，调频激励器也可直接作为发射机。一方面，调频激励器是调频发射机的信息处理核心，它直接决定发射机性能的优劣， 另一方面，它又部分承担发射机故障处理及报警的责任，即调频激励器应对自身及发射机整机进行监控，在发射机运行出现故障时需进行自身调整，来保证发射机运行的正常和安全。根据内部信号处理方式的不同，调频激励器可分为数字式和模拟式两种。数字调频激励器是主要采用数字信号处理（DSP）和直接数字频率合成（DDS）等技术对数字音频进行处理的激励器，其失真小、信噪比高，适合于构
3、成单频同步广播系统，在数字音频广播（DAB）系统中的应用正在逐步加大。模拟调频激励器是采用模拟信号处理及频率调制技术的激励器。模拟FM技术经过 60 多年的发展和完善，所能达到的各项指标不断提高，时至今日，在某些重要指标上，模拟激励器已能突破模拟和数字的传统界限。同时， 部分激励器厂商为支持数字格式的音频输入，在不改变模拟载波调频技术的前提下，添加了数字音频接口，采用DS限术对音频信号进行编码，编码后的复合信号经DA转换后再调频调制，以适应日益发展的需求。虽然数字调频激励器的性能普遍优于模拟激励器，但因价格的巨大差异，就目前世界经济水平而言，模拟激励器在全球的应用范围仍远比数字激励器广。本文只
4、对较为新型的模拟激励器的原理进行介绍。二 系统组成具备完善功能的调频激励器可分为系统硬件和系统软件两部分，系统硬件完成对音频信号的编码，合成基带信号的调频调制，射频信号的放大等功能，而系统软件则对系统硬件进行实时监测和控制，并根据用户要求完成各种智能化处理。 调频激励器的典型组成框图如图1 所示。系统软件由监控系统的控制核心（通常是MCU）M亍。为对调频激励器原理有较深入的介绍，下面分别从系统硬件和系统软件两部分进行说明。三 硬件原理按照模块化思想，可将系统硬件分为音频处理模块、调频调制器、激励器功放、监控模块、电源模块等部分。1 音频处理模块音频处理模块的一个重要功能是完成立体声编码。根据一
5、些国家对不同立体声制式的研究和试验，1966年CCIR（国际无线电咨询委员会，现名ITU-R）同时推荐了“导频制”（ 抑制副载波调幅）和“极化调制制”（ 双边带调幅）两种制式作为立体声调频广播的优选制式，这两种制式都具有与普通单声道调频广播兼容的优点。在世界范围内使用最为广泛的是导频制。在常见的具备国际领先技术的调频激励器中，其音频处理模块均提供MONO/STEREMPX言号及附力口信道信号（SCA/RDS）!勺输入接口。某些国外激励器厂商还提供可选的数字音频接口，以支持AES/EBU， S/PDIF 数字式输入。图 2给出导频制调频激励器音频处理模块的典型原理框图。图 2 中各部分的功能如下
6、：音频预处理：对输入的音频信号（L、R）进行幅度调整，包括输入阻抗选择（平 衡或不平衡方式），以及可控音频衰减器的衰减量设置。可控音频衰减器使得一定电平范围内音频信号，均可设置为标称值（ 参考电平 ） 。 标称电平输入时，输出基带信号对载波的调制频偏为75kHz。预加重：通过模拟开关控制预加重常数的选择，常见调频激励器均提供 0、50 ns、75仙s等常数。15kHz低通：滤除音频以外的信号，保证音频信号 （30Hz15kHz）通过，同时 对导频及以上频点（19kHz）具有良好的抑制。目前具备领先技术的激励器可做 至ij 3015kHz的频率响应50dB。立体声编码器：通常采用软开关方式对L, R信号进行处理，并与19kHz导频 混合。编码后的信号包括左右路信号和M抑制副载波（38kHz）调幅后的左右路信号差S、以及导频音。与矩阵式和硬开关等编码方式相比，软开关编码具有立 体声分离度高、失真小的优点。目前， 某些模拟调频激励器的立体声分离度已可达到65dB,失真度 #/ 3
