２０１５年第９期 （总第１５３期） 信息通信 ＩＮＦＯＲＭＡＴＩｏＮ＆ＣＯＭ＾仉ｎ ＩＣＡＴＩＯＮＳ ２０１５ （Ｓｕｍ．Ｎｏ １５３） 浮动载波在ＤＦ１００Ａ型１００ｋＷ短波发射机上的节能效果研究 秦峰 （国家新闻出版广电总局六五四台，昌吉８３１１００） 摘要：文章主要探究浮动载波技术在ＤＦ１００Ａ型ｌＯＯｋＷ短波发射机上的运用，首先从广播电台的发射功率进行分析，讨 论发射功率所需消耗的载波功率与边带功率的关系；进而分析浮动载波技术在ＤＦ１００Ａ型ｌＯＯｋＷ短波发射机上应用的 工作原理，讨论利用了浮动载波技术之后载波功率与边带功率的变化；最后分析总结浮动载波技术对ＤＦ１００Ａ型ｌＯＯｋＷ 短波发射机的节能效果。 关键词：浮动载波；短波发射机；节能效果 中图分类号：ＴＮ８３８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．１１３１（２０１５）０９—０３０６—０２ 随着社会科学技术的不断进步，我国广播电台行业也不 断从中受益。在我国短波发射领域，ＤＦ１００Ａ型ｌＯＯｋＷ短波 发射机已经占据了主要的地位，然而只有更好地控制发射频 谱所消耗的功率，才能节约更多的电能。浮动载波技术的广 泛运用可以很好地对发射频谱中的载波频谱进行调节控制， 通过使载波功率有规律的上下浮动，从而缩小了功率的损耗。 本文主要探讨浮动载波技术在ＤＦ１００Ａ型ｌＯＯｋＷ短波发射机 上的节能效应。 ＰＴ ：等 上下边带功率： ： 发射总功率： ：ｆｌ＋ ｍ２二 ］ １发射功率分析 广播电台发射的信号中包含载波频谱和边带频谱两种信 号，其中载波频谱起到运载工具的作用，然而边带频谱是含有 最大状态功率： Ｐ呱＝（１＋ ） 其中Ｍ为调制度，当Ｍ＝ｌＯ０％时，边带功率最大为载波功 率的一半。可见，在频谱发射过程中载波功率消耗的功率占 据了总发射功率的一大半，而这一部分消耗功率实际不包含 节目信息。因此，为了节约载波功率所消耗的电能，可以采用 浮动载波技术对调制度进行控制，进而调整载波功率随调制 度的上下变化而浮动。 浮动载波技术用于短波发射机对其发射功率的调节方式 为：当处于低调幅时，要将载波向下浮动，进而随着调制度不 断上升的过程，载波功率再随其上升，直到恢复到正常载波功 率值。通过这一过程不仅有效的降低了电能的损耗，同时还 一节目信息的频谱 。发射该部分频谱所需要用到的功率如下 列公式所示： 载波功率： ＝丢警 ＝ 上边带功率： 等 ＝等 下边带功率： ・— 一一—＋一一— 一一—＋一 ＋一＋・・＋・・＋”＋“＋一＋”＋一＋一＋一＋－—■一“＋・ ３电压无功自动控制装置的发展趋势 （１）发展人机交互。随着科技的进步，实现电压无功自动 控制装置的软件功能与人机界面设计是未来的主要发展趋势 之一。未来，电压无功自动控制装置主要向友好的人机交互 界面、优良的适应性、安全的防护系统等方面发展。另外就是 实现自动预警和控制系统功能的完善、实施无功功率的动态 补偿等。 制对象的不同动作性质进行综合分类，分析五个动作适量关 系确定区域边界的五区图控制策略。 ４结语 总而言之，目前的电压无功自动控制装置应用虽然能够 起到良好的控制作用，但是在实际应用中出现的各种问题，仍 然需要进一步得提出解决方案与优化措施，只有这样才能够 有效保证供电质量。 参考文献： ［１】杜晓妮，曲同颖．在传感器技术课程教学中应用“高效课堂 模式”的探索与实践［Ｊ］．青岛职业技术学院学报，２０１５，ｌ１ （２）：１３２ 【２】石从刚，宋剑英．基于Ｐｒｏｔｅｕｓ的“学教做合一”高职教材建 （２）进一步达到维持电力系统中功率平衡目的。此举是为 了能够保证电力系统的正常运行。在能够保证电源输出的无 功功率大于符合消耗的无功功率和线路的网损的基础上，采 用分级处理的方式。 （３）减少电压无功自动控制装置的调节次数 。这点需要 加强控制装置对电压与无功的实时能力，而想要达到这 个目标需要充分利用现有的调节电压与无功设备，在优化调 控措施的同时降低无效的调节动作。需要对调节次数的上限 进行设定。 设一一以单片机应用技术教材建设为例［Ｊ］．青岛职业技术 学院学报，２０１４，１３（１）：２９９ ［３］李宏泽，郭森，王宝．引人电压稳定性价值贡献系数的配电 网无功补偿优化配置［Ｊ］．华东电力，２０１４，２７（５）：１ ８６ （４）实现对九区图的改进。采用的五区图控制策略实现 了对电压无功自动控制装置整个控制过程汇总以及对各个控 信息通信 不会影响听众的接听效果。 秦峰：浮动载波在ＤＦ１００Ａ型１００ｋＷ短波发射机上的节能效果研究 其中ｕ 为载波电压， 为调制电压，ＲＬ为负载电阻。 由上式可以看出，当ｕ 下降时，载波功率减小，从而达到了节 ２ ＤＦ１００Ａ型１００ｋＷ短波发射机浮动载波的工作原 理 ２．１我国的ＤＦ１００Ａ型１００ｋＷ短波发射机 我国的ＤＦ１００Ａ型１００ｋＷ短波发射机主要于９０年代投 产，目前在我国短波发射中占据主要地位。它的载波输出功 率为１００ｋＷ，载波消耗１４０ｋＷ 。 ２．２ ＤＦ１００Ａ型短波发射机的射频系统 ＤＦ１００Ａ型短波发射机的射频系统主要由频谱合成器、自 动增益控制、宽频带放大器、高前级放大器、高末级放大器、频 级网络以及平衡与不平衡转换电路组成。 广播电台的音频信号输入后，首先利用频率合成器对发 射机的频率进行倒换控制，再经过自动增益控制电路上可变 电阻来调节射频增益，．再通过宽频带放大器使发射的频谱具 有宽频带、高增益的效果，进而在高末级放大器中将射频信号 推动至输出功率大约为ｌｋＷ，频级网络主要是通过调谐实现 滤波的作用，最后通过平衡与不平衡电路的控制面板来保证 输出功率的稳定性。例如平衡与不平衡电路的转换可以将 ７５Ｗ的单边输出转换为３００Ｗ的平衡输出 。 ２．３浮动载波电路的工作原理 ＤＦ１００Ａ型短波发射机的浮动载波电路主要是通过调节 载波直流信号来控制载波功率的。 当未采用浮动载波技术时，电路处于“全载波”的运行状 态，此时Ｑ１端输入为高电平信号，输出为低电平信号，Ｕ３端 输出为高电平信号。虚线部分的开关设置中Ｋ１闭合，左端Ｕ１ 处的２．５Ｖ标准电压从Ｒ３经过，由Ｋ１导通至Ｒ６对Ｃ６进行 充电，使Ａ点达到２．５Ｖ的直流电压，从而使Ｕ１０端达到２．５Ｖ 的全载波电平。 采用浮动载波技术后：①在低调幅时，Ｑｌ端输入为低电平 信号，输出为高电平信号，Ｕ３端输出为低电平信号。虚线部分 的开关电路Ｋ１断开，Ｋ２闭合，Ｕ５为延时装置，可使输出信号 转为高电平。此时信号将经由Ｒ５路过Ｋ２。再传导致Ｒ６，通过 选定的浮动载波功率值使Ａ点的输出功率维持在同一水平 上；②在高调幅时Ｑ１端输入为高电平信号，输出为低电平信 号，Ｕ３端输出为高电平信号，此时仍然是Ｋ１闭合，Ｕ１０输出 端的电平值为２．５Ｖ的全载波电平。 ２．４浮动载波技术用在ＤＦ１ｏ０Ａ型短波发射机上的功率分 析 ＤＦ１００Ａ型短波发射机的发射功率之间的公式关系为： 一 唔 其中表示浮动点，为实际载波功率，为额定载波功率。对 于ＤＦ１００Ａ型１００ｋＷ的短波发射机，当Ｍ＝０时，在浮动点分 别为．６ｄＢ时实际载波功率为２５ｋＷ；．５ｄＢ时，实际载波功率 为３２ ｋＷ；．４ｄＢ时，实际载波功率为４０ ｋＷ；．３ｄＢ时，实际载 波功率为５０ ｋＷ；．２ｄＢ时，实际载波功率为６３ ｋＷ；．１ｄＢ时， 实际载波功率为７９ ｋＷ。当Ｍ＝１００％时，载波功率处于全载 波状态。当调制度Ｍ不为０或者１００％时，各功率的运算公 式为： 壹 孝 ； ’ＴＴ２ ＴＴ２ 能的效果。同时边带功率 １ 可保持不变，从而不会 － ｒ‘ 破坏节目信号的接受效果。 ３浮动载波的节能效果 ３．１实用效果分析 选取广播电台的语音节目，分别在不同的浮动点上测试 ＤＦ１００Ａ型短波发射机的平均功率，如下表１所示： 表１各浮动载波预置点下的平均输入功率及节电效果 平均输入功率（ｋｗ） 节能效果 ０ｄＢ １５０．０８ ０ １ ｄＢ １２３．５６ ｌ ２ｄＢ １２２．８５ １８％ ３ ｄＢ ｌｌ７．７７ ２１．５％ ４ ｄＢ １１４．６７ ２３．５％ ５ ｄＢ ｌ１０．２３ ２６．５％ ６ ｄＢ １０７．９４ ２８％ 上表的测试结果都是对每个浮动载波预置点进行了５ｍｉｎ 的试验数据，在ｌｄＢ浮动点时节点效果为１４％，而随着浮动点 （浮动载波衰减量）的增高，节电效果业不断加大。 如果要考证实际的节能效果，可以对上述浮动点进行抽 样检测。比如选择ｌｄＢ浮动点对某一电台节目进行为期３天 的试验，假定每天工作１０ｈ，那么总共工作了３０ｈ。在不使用 浮动载波技术时消耗电能４００６．５３ｋＷｈ，而在使用了浮动载波 技术后，消耗电能为３５２５．７５ ｋＷｈ，总共节约电能为１２％。而 在０ｄＢ时，３０ｈ消耗的电能均为４８０．７８ ｋＷｈ 。 从上述实际运用中的数据分析可以看出，采用浮动载 波技术之后对于ＤＦ１００Ａ型短波发射机有着高效的节能效 应。 ３．２ ＤＦｌ００Ａ型短波发射机的优良特性 ＤＦ１００Ａ型短波发射机还利用数字调制器对其进行高效 调制，这项技术不仅可以用在额定浮动功率为１００ｋＷ的短波 发射机上，还兼容于５０ｋＷ、１５０ ｋＷ和５００ ｋＷ的短波发射机 上。利用职能的自动化数字调制器可以使载波电平的浮动跟 随音频的浮动而自动进行数据处理，利用高效的运输功能计 算出发射功率为实际所需的最小功率，同时利用数字循环算 法的技术将该功率调节到发射机上进行实际操作。因此，数 字调制器的结合使用也可以大大降低电台节目在发射时消耗 的电能，起到了环保节能的作用。 ４结语 综上所述，浮动载波技术的运用可以起到很好的节能效 果，在利用了浮动载波技术之后，并没有影响节目的收听效果 ， 同时在低代价、低成本的基础之上产生了更大的社会效益和 经济效益。 参考文献： ［１】陈飞．ＤＦ１００Ａ短波发射机的频率合成器设计与实现［Ｄ］． 安徽大学，２０１４ ［２】史宁．ＤＦ１００Ａ １００ＫＷＰＳＭ短波发射机射频放大系统原 理分析及故障处理［Ｄ】．吉林大学，２００９ ３０７
