AM103S-Ⅱ型中波發射機A/D轉換電路原理剖析

陳安國

摘要：AM10₃S-Ⅱ型DAM中波發射機是在哈里斯DAM中波發射機基礎上的改進型產品，發射機采用數字調制技術，具有工作效率高、保護功能完善、工作性能穩定的特點。其中模數轉換（A/D）電路為數字音頻處理部分核心電路，其作用是將模擬信號轉化為數字信號，為數字調制電路提供數字調制信號。文章對AM10₃S-Ⅱ型DAM中波發射機A/D轉換電路組成、工作原理進行了詳細論述，為技術維護人員的理論學習和實踐工作提供參考。

關鍵詞：10 kW DAM中波發射機；A/D轉換電路；電路組成；工作原理

中圖分類號：TN838文獻標志碼：A0引言A/D轉換板的作用是將模擬輸入板送來的“音頻+直流”信號轉換成12 Bit的數字音頻信號，再經調制編碼板將數字信號轉變成48個功放單元所需的開關信號，完成數字信號對射頻信號的調制。維修實踐表明，A/D轉換板出現的故障并不多見，但是，由于電路組成復雜，一旦出現故障就是比較棘手的問題，因此，熟悉A/D轉換板電路組成和工作原理，是做好技術維護工作的基本要求。

1A/D轉換板電路組成與工作原理1.1電路組成AM10₃S-Ⅱ型DAM中波發射機A/D轉換電路設計安裝在一塊功能板上，功能板代號為A34，主要電路包括采樣脈沖產生電路、A/D轉換電路、A/D轉換故障檢測電路、大臺階同步信號產生電路和電源電路。A/D轉換板電路流程如圖1所示［1］。

1.2工作原理概述音頻+直流（A+DC）信號被送到A/D轉換板，轉換成12 Bit的數字音頻信號，轉換速率為1.2～2.5μs。A/D轉換所需的同步信號來自本機射頻同步信號。A/D轉換器輸出的數字信號通過鎖存器鎖存，再由緩沖器送到調制編碼板，調制編碼板輸出功放部分所需的開關信號，完成發射機的數字調制。

2A/D轉換板電路分析A/D轉換板電路分析請參看隨機圖紙（圖紙代號：PF2.868.10001DL）

2.1采樣脈沖產生電路分析采樣脈沖產生電路包括信號合成、相位調整、電平轉換、分頻及波形轉換電路。該電路由信號合成電路、相位調整電路、電平轉換電路、分頻電路及波形變換電路5部分組成。

2.1.1信號合成電路信號合成電路由相移網絡、相位補償及矢量合成電路組成。兩路射頻取樣信號分別是射頻分配板（A15）送來的激勵信號和功率合成器送來的射頻信號。R84，R85，R86，R87，L7，L8，C110組成移相網絡，移相網絡調整兩個取樣信號之間的相位差，特別是在中波頻帶的低端需要進行相位調整。跳線插頭XT11可以斷開合成器取樣信號。這時可僅用射頻分配板（A15）的取樣信號作為采樣脈沖信號源。

2.1.2相位調整電路矢量合成后的射頻信號送到變壓器T1的初級，T1的負載由電阻R18，LC和S1組成，通過調整S1，可對不同頻點進行相位補償。

采樣脈沖作為A/D轉換器的啟動信號，取自射頻激勵器，一個脈沖啟動一個轉換周期，去啟動每一個A/D轉換周期。A/D轉換器輸出的數字信號送到調制編碼板，再由調制編碼板給功放提供開關信號。為了避免功放開關時出現高頻電流沖擊，選擇激勵信號正負峰交叉過零來開/關功放，所以，對采樣脈沖在相位上有嚴格的要求。

2.1.3電平轉換電路電平轉換電路由VD14，VD15及N12C組成，其作用是將正弦信號轉換成TIL信號。VD14，VD15把正弦信號幅度限制在-0.7 V～+5.7 V，當N12C輸入-0.7 V時，N12C-6輸出高電平；當N12C輸入為+5.7 V時，N12C-6輸出低電平。

2.1.4分頻電路分頻電路由N29，N12D及N12E組成。N29為可預置四位二進制同步計數器，7腳和10腳分別是使能P端和使能T端，負載端為9腳。當2腳有計數脈沖輸入時，ＱA輸出為二分頻信號，ＱB輸出為三分頻信號。輸出采樣脈沖的頻率由跳接線XT10選擇。分頻電路的輸出信號分兩路：一路作為時鐘信號，送到A/D轉換器的檢測電路；另一路送到波形變換電路。

2.1.5波形變換電路波形變換電路由V9，N17A及N17B組成，其作用是將占空比為0.5的方波轉換成20～50 mμs的采樣脈沖。R78，R79及C106為微分電路，用于將方波轉變成窄脈沖。V9基極偏值電壓由電阻R78，R79提供。N17A，B在這里具有緩沖、整形作用。

2.2A/D轉換電路2.2.1模擬輸入電路模擬輸入電路由N28及限幅電路組成。N28為線性運算電路，輸入兩路信號，分別是模擬輸入板來的（音頻+直流）信號和大臺階來的包絡信號，N28完成兩路信號的疊加，增益為0.5，疊加后的信號送到A/D轉換器。

2.2.2A/D轉換A/D轉換電路由N1，N3，N4及K1，K3組成，如圖2所示。集成電路N1數模轉換芯片，轉換周為800 mμs，工作電壓為5 V，采樣脈沖為20～50 mμs。輸入電壓為0 V和5 V時輸出分別為“000000000000”和“111111111111”，輸出數字量大小可通過R7調整。N1的23腳和17腳分別輸入模擬信號和采樣信號，N1的2腳和13腳為輸出端，2腳輸出最低有效位，13腳輸出最高有效位。16腳是一個負脈沖（DAV），當16腳有DAV信號時，表明一個完整的A/D轉換周期結束［2］。

N3，N4是具有時鐘和復位功能的8D觸發器，在電路中作為數據鎖存器，其作用是保存A/D轉換器輸出的數字信號。N3，N4的時鐘信號來自線性延時器，延時時間為60 ns。DAV負脈沖觸發N3，N4，將N1數據寫入鎖存器，DAV負脈沖觸發N3，N4的同時，N3，N4相應的輸出端向調制編碼電路輸出一個A/D轉換周期的數字信息。

2.3A/D轉換故障檢測電路N13A，N14A，N14B組成A/D轉換故障檢測電路。3個單穩態電路分別用于A/D轉換監視、采樣脈沖監視和檢測處理。N12F，N12A為供電復位電路，電源接通時為3個單穩態觸發器復位。當N14B有轉換故障被檢出，將輸出一個“轉換故障低電平”，發射機清除N3，N4中的數據，并在發射機前面板上出故障指示。A/D轉換故障檢測電路如圖3所示。

2.3.1A/D轉換監視電路A/D轉換監視電路由N13A及相關電路組成，用于監視DVC信號，DVC為脈沖寬度為150～300 mμs的負脈沖信號，在XJ5上用示波器可測得，DVC上升沿比采樣脈沖的上升沿要延遲約800 mμs，也就是A/D轉換時間。DAV送到N13A的“B”輸入端，而N13A的“A”輸入端接地。當A/D轉換不正常時，N13A輸出低電平故障信號。

2.3.2采樣信號檢測電路采樣信號檢測電路用于監視采樣脈沖頻率，由N14A及外圍元件組成。采樣脈沖由分頻電路送來，在XJ6上可用頻率計測到，脈沖信號頻率在400 kHz～830 kHz。該信號脈沖的上升沿觸發N14A，使N14A “Q”端輸出高電平，在下一個采樣脈沖到來時，N14A“Q”端保持不變。當采樣脈沖頻率過低或者根本沒有，N14A“Q”端輸出故障低電平信號［3］。

2.3.3電源復位電路電源復位電路由施密特反相器N12A，N12F及定時元件R16，VD13，C41組成，用于監視A/D轉換器的+5 V DC供電電壓。當低壓開關合上時，+5 V DC通過電阻R16給電容器C41充電，此時N12F-13為低電平，N12F-2輸出也是低電平，這個低電平將使所有單穩態觸發器復位，同時與門N15C輸出“清零”信號，清除鎖存器N3，N4數據。電容器C41的充電時間常為5ms，5ms之后，N12A-2輸出高電平，使單穩態觸發器進入檢測狀態。

2.4大臺階同步信號產生電路大臺階同步信號產生電路由N22，N24，N25，N26，N27及相關器件組成，該電路用于產生模擬輸入板（A35）所需的大臺階同步信號。同時，給本板輸入電路N28一個很小的大臺階包絡電壓。

2.4.1大臺階數模轉換器該電路由N22及外圍元件組成，用于將鎖存器N3，N4送來的高8位數字信息轉換成模擬信號。在N3，N4輸出的12 Bit數字信息中，高8位作為大臺階功放模塊的地址碼。在有調制信號時，大臺階功放模塊輸出大臺階包絡信號，而二進制功放模塊的輸出用于提高調制包絡的分辨率，使還原的調制信號更加逼真。所以，高8位數字信息經N22轉換后，僅為大臺階包絡信號。

2.4.2臺階放大器該電路由N24，N25，N26組成，從N22來的0～1 V的大臺階信號由N24，N25進行放大，其總的增益稍大于5。N24為運算放大器，N25為電流放大器，用于增強放大器的電流負載能力，在推動下一個電路時，不會影響臺階包絡的波形。N26是一個同向緩沖放大器，其輸入端接的R53，C93為低通濾波器，用于濾除高分量，消除臺階上的振鈴。N26的輸出是一個放大了的負極性大臺階包絡信號。

2.5D/A轉換板電源電路D/A轉換板有4種供電電壓，分別是+22 V DC，-22 V DC，+8 V和-8 V。+22 V DC經三端穩壓器N2穩壓后得到+15 V DC電壓；-22 V DC經三端穩壓器N18穩壓后得到-15 V DC電壓；+8 V 經N16和晶體管V1穩壓后得到+5 V DC電壓；-8 V經N19穩壓后得到-5 V電壓。

3結語以上是對AM10₃S-Ⅱ型DAM中波發射A/D轉換電路工作原理的論述。作為一名中波發射機臺的技術維護人員，做好技術維護工作的前提是掌握發射機的原理與維修技能，理論與實踐相結合，按照發射機工作原理流程，逐級駐點查找故障，才能提高維修效率，避免陷于維修困境。

參考文獻

［1］莊濤.中波廣播發射臺理論基礎與實踐技術手冊［M］.北京：光明日報出版社，2014.

［2］張丕灶.數字式調幅中波發射機［M］.廈門：廈門大學出版社，2002.

［3］莊濤，盧光輝，冀曉鴿.數字調制中波發射機故障匯編330例［M］北京：光明日報出版社，2015.

（編輯 沈強）

Analysis of A/D conversion circuit of AM10₃S-Ⅱmedium-wave transmitterChen? Anguo

（Henan Nanyang Medium Wave Broadcast Relaying Station， Nanyang 473300， China）Abstract：? The AM10₃S-type DAM medium wave transmitter is an improved product based on the Harris DAM medium wave transmitter. The transmitter adopts digital modulation technology， which has the characteristics of high working efficiency， perfect protection function and stable working performance. The analog-to-digital conversion （A/D）circuit is the core circuit of the digital audio processing part， which is to convert the analog signal into a digital signal and provide the digital modulation signal for the digital modulation circuit. This paper discusses the composition and working principle of A/D conversion circuit of AM10₃S-DAM in detail to provide reference for the theoretical study and practical work of technical maintenance personnel.

Key words： 10 kW DAM medium-wave transmitter; A/D conversion circuit; circuit composition; working principle