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摘 要 本文从调幅度基本概念出发，分析调幅度对中波广播播出质量的影响，满调幅度播出的重要性，如何提高中波覆盖的质量进行了详细的分析与探讨。 【关键词】调幅度 满调幅度 音质 中波无线覆盖 载波功率 边带功率 调幅度即调制信号电压的振幅与载波电压的振幅之比。它是中波广播发射机运行管理的重要指标之一。调幅度大小关系到发射台的有效服务范围及播出质量，从而直接影响到听众实际收听到调幅广播的音量大小和清晰度，国家广电总局对调幅广播提出日常播出需达到“满功率”、“满播出时间”、“满调幅度”的“三满”播出指标中，“满功率”、“满播出时间”较易实现。相对而言，“满调幅度”则较难准确把握，常易被忽视。由于对满调幅度播出的重要性认识不足，有时为了避免调制后出现过荷所带来的麻烦，会被人为地减小调幅度而造成不应有的损失。为提高中波覆盖效果，满调幅度播出意义重大。 1 平均调幅度对中波覆盖范围的影响 由于广播节目信号的频率与幅度大小是变化的，最大调幅度和最小调幅度时的边带功率相差很大，衡量边带功率必须用到平均调幅度的概念。 平均调幅度，指节目在一定时间内所产生的边带能量，与一定单音调制产生的能量相同时该单音的调幅度。对调幅广播而言，载波只是运载音频信号的工具，它本身不含音频信息，只有边带功率中才携带音频信息。边带功率是真正有用的功率，由于： P（ω±Ω）=m2p（0） 只有m=1时，边带功率才为载波功率的一半；当m=1/2时，边带功率为载波功率的1/8；当m=1/3时，边带功率只有载波功率的1/18。可见调幅度m对音频信息的传输影响很大。 在中波广播中，已调波的公式可写成下列形式， i=I（0）[cosωt-m（ω+Ω）t+m（ω-Ω）t] 式中I（0）为未调制的高频电流的幅度； ω为高频信号的角频率（载频）； Ω调制信号的角频率； m为调幅度； （ω+Ω）和（ω-Ω）分别是调幅波的上下边频的角频率。 由于载波电流只起传送音频信号的作用，边频电流才是包含音频信号的电流。如果被调级的负载为电阻R，则载波输出功率为： P（0）=R 两个边频波所构成的边频功率之和为： P（ω±Ω）=（m）2R=m2p（0） 边频功率是传送声音的有效功率。它与m2成正比，当m=100%时，P（ω±Ω）=0.5p（0）； 当m=50%时，P（ω±Ω）=0.125p（0）；可见这时辐射出去的有用边频功率是很小的。 通常广播节目中只有少数时段信号的动态峰值电平能达到最大调制深度，大部分时段信号的动态电平所能达到的调幅度较低，因而平均调幅度很低。平均调幅度愈低边带功率就愈小。因此节目信号进入发射机之前不进行加工处理，一般能达到的平均调幅度只有18%-25%，由此可算得平均边带功率只有载波功率的2%-4%。如一台10KW发射机，发射的信息能量只有0.2KW-0.4KW，这就意味着强大的载波功率只能传递较小的信息能量，从经济的角度上看实在是很大的浪费。可见这时发射机实际上有用的输出就极小，使用效率将很低。由于边频功率正比于m2，而在一定时间内平均边频功率则正比于平均调幅度，提高平均调幅度即满调幅度输出实际就是提高边带功率，可以充分利用发射功率，相当于提升了发射机功率，覆盖范围得到了保障。因此满调幅度播出时提高中波覆盖意义重大。 2 平均调幅度对中波覆盖效果的影响 通常采用提高平均调幅度的方法来提高覆盖范围，不但方便实施，可获得较好的效果，而且投资也少，因此在日常维护工作中应特别注重提高平均调幅度以确保满调幅度播出。 调幅广播音量效果覆盖范围是随着调制深度的变化而改变的，在相同接收效果时，调幅度越大，需要的载波功率越小，反之亦然。例如，当调幅度为30%时，10KW的发射机满功率发射，与调幅度为100%时开1KW发射功率具有同样的接收效果，也具有相差无几的覆盖范围，但两部发射机的载波功率相差10倍。由于每个发射台建成运行后，发射机载波功率就不可以随便加大，要达到覆盖设计要求就必须加足调幅度，如果调幅度不足，就不能满足设计所应覆盖范围要求。 另外当载波功率P0从10KW降到5KW的过程中，对于相同载波功率P0，调幅度m下降引起边带功率下降很突出。因此在发射机播出中，应避免低调幅度运行。如果发射机有故障，又要维护播出，宁可适当降低载波功率，不可降低调幅度工作。例如，10KW发射机m=0.5时，Pb（边带功率）=1.25KW；P0降为5KW时，m=0.8时，Pb（边带功率）=1.6KW，即尽管功率降低一半，但调幅度增加，边带波功率反而增加了。可见调幅度对可听度及覆盖效果影响很大。 3 平均调幅度对收听响度的影响 由于提高平均调幅度可以充分利用发射机的载波功率，把尽可能大的边带功率发射出去。据调幅广播接收机的接收原理可知，AM广播接收机把收音机到的调幅信号经二极管检波器检出所调制的音频信号，而检波器输出的电压与已调信号振幅的平方成正比，也即与调幅波调制深度m的平方成正比，当接收到的边带能量越大，检波出来的信号电压就越高，收听响度越大。可见平均调幅度的大小又直接影响到调幅广播收听的响度。同时，满调幅度播出也使信噪比指标得到改善，实现了收听音质质量的提高。 4 平均调幅度受节目动态范围的影响 由于平均调幅度的大小取决于节目信号的动态范围。所谓节目信号的动态范围，指节目信号的最大电平与最小电平的比值，用分贝数来表示。不同的节目内容其动态范围是不同的，如一般语言节目的动态范围约20-30dB，音乐节目的动态范围40-50dB，交响乐可达70-80dB。动态范围越大，所能得到的平均调幅度就越小；反之，动态范围越小，能得到的平均调幅度就越大。鉴于平均调幅度与节目动态范围的关系，可以通过音频处理器来压缩节目的动态范围，来达到提高平均调幅度的目的。 5 过调幅对播出质量的影响 当调幅度m>100%时为过调幅，过调幅时，同样对播出质量具有严重影响，过调幅时将使调幅波的包络波形和调制信号的波形不完全一致而造成失真，并且影响发射机的安全运行。 5.1 过调幅引起音频失真 接收过调幅信号时，在音频输出端得到的是截去波峰的正弦波，引起了严重的失真。 5.2 分配调幅增加了发射机占用带宽 如果载波频率f0被单音调制频率fF正弦调幅，其输出频率为f0，f0+fF和f0-fF，因此发射机占用带宽为：（f0+fF）-（f0-fF）=2fF，即两倍于调制信号的频率。如果调制信号为过调幅信号，则这个信号包含调制信号的基波，fF和它的谐波2fF，3fF等，为简化问题，设只有基波，2次谐波和3次谐波是振幅最大的分量，调制后发射机输出除产生载波f0外，还产生下述分量；f0+fF，f0-fF，f0+2fF，f0-2fF，f0+3fF，f0-3fF，占用带宽变为（f0+3fF）-（f0-3fF）=6fF，它是没有过调幅时带宽的3倍，会对邻频发射产生干扰。 5.3 调幅度过调的危害 调幅度过调将引起梯形调制，导致广播节目严重失真，影响收听效果，严重的过调制还会引起边带反射功率增加，使发射机产生驻波比保护，结果导致节目瞬间中断，更为严重时可能引起发射机损坏，造成严重的停播事故隐患或造成停播事故的发生。 6 保障平均调幅度的措施 音频处理器是广播传输系统环节中关键设备之一，它对播出音质的影响和广播发射机的稳定运行均具有重要作用。其功效包括对节目信号的压缩、峰值限制与削波，多频段压缩和频率可选择的限制及均衡保证输出信号稳定不失真，它是中波台优质播出的关键部件。为保证广播节目的无线覆盖效果和收听质量，需充分利用发射机的载波功率，把携带节目信息的边带功率尽可能大地发射出去，就必须在发射台的信号源系统中利用音频处理器来压缩节目信号的动态电平，从而提高发射机的平均调幅度，来增加边带功率输出，提高收听响度。 正确使用音频处理器，包括连接方式正确和正确设置音频处理器。以便较好地解决信号源系统工作不稳定而引起的过调和调幅度不足的问题，可为“满调幅”工作状态，提高技术保障。增加远距离收听响度，改善中波广播的收听音质，实现良好的广播覆盖效果。 7 结束语 在中波覆盖工作中，满调幅度播出不仅可以提高响度，保证听众良好收听带来好的社会效益，而且可以充分发挥发射机载波功率的作用而带来良好的经济效益，加强调幅度的管理，满调幅度播出对中波覆盖影响重大。实现满调幅度播出是广播技术维护工作的重要任务。 作者简介 雷夏，男，大学本科学历。现为山西省新闻出版广电局中波台管理中心副主任、高级工程师。 作者单位 山西省新闻出版广电局中波台管理中心 山西省太原市 030012 |
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