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[摘 要]文章首先阐述了大功率短波发射机数字调制器基本特点，接着对大功率短波发射机数字调制器进行了介绍，最后对大功率短波发射机数字调制器的市场需求进行分析。
[关键词]大功率短波发射机；数字调制器；需求
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0085-02
1.前言
大功率短波发射机数字调制器与传统大功率短波发射机模拟调制器有根本的区别，大功率短波发射机数字调制器可以有效的提高短波发射机“粗糙”量化器的带内信噪比，延长发射机功率以及来改善发射机整机的电声指标。
2.大功率短波发射机数字调制器系统的核心技术与基本构成
该系统组成：电源板、调制接口板、音频转换板、综合算法板、调制接口板、光发光收板、母板。
2.1 大功率短波数字调制器的核心技术
（1）通过“信号过采样”技术，噪声信号被数字量化，并且这些数字噪声信号被分布到更宽的频谱内范围，这样一来带内的噪声功率谱密度被降到最低；量化后的噪声通过“噪声整形”技术被调制到带外高频端。通过这两项技术的结合，使量化器的带内信噪比有着明显的提高。
（2）在发射机阶梯放大的过程中，发射机功率放大模块采取循环导通的策略，降低了IGBT的开关速度，进而将模块在开关跳变过程中产生的热损耗进行降低；同时每个功率放大模块的负载得到了平衡，使模块的平均使用寿命得到了延长。
（3）利用数字信号处理的方法，通过对发射音频系统的输出进行合理的补偿，使发射机的声电指标有着明显的改善。
（4）功率放大模块输出电压误差较大，在循环导通的环节中就形成了所谓的开关噪声，并且开关噪声的频率在音频范围内，进而形成了较强的杂音电平，我们称之为循环噪声。为此我们设计了高精度数字化功率放大模块和数字控制板来解决这一问题。
2.2 大功率短波数字调制器系统设计组成
（1）大功率短波数字调制器的物理架构设计
数字调制控制器采用6U标准机箱，插板式硬件组装结构，便于设备维护以及在现有PSM短波发射机型上进行改造升级；机箱及面板表面采用铬酸钝化的处理技术，具有更好的EMC电磁兼容效果及静电释放功能；在母板与各插板上安装唯一配对的防差错编码器，保证板卡不会因位置插错造成硬件损坏；光收发板与母板平行安装，减小了机箱的厚度，便于适应各种发射机型的物理结构。
（2）大功率短波数字调制器的系统架构设计
由图2可以看出大功率短波数字调制器系统架构采用主从式异步并行的总线设计结构。综合算法板上的DSP控制MAST端；总线的SLAVE端为其它板卡以及板上的器件。板卡之间的控制信息传递运用比较高效率的DMA方式传输。板卡之间的控制信息包括：PSM系统工作参数、各板卡的工作状态、功率放大模块的工作参数。
为了保证重要信息处理的可靠性和实时性，数字调制器使用专用线路来传输关键信号。这些关键信息主要包括：快速保护信号、PSM控制器的本机操作信号、音频信号、模块开关信号和发射机反馈信号。
（3）系统架构设计
调制控制器包含图3所示的几个功能模块：
音频接口模块：音频信号由此接口接入，为了今后方便升级音频接口能够使模拟和数字音频信号兼容，将模拟和数字音频信号转换成PCM码送给量化调制器。
操作接口模块：为了方便自动化系统的接入，在操作接口模块上提供了手动接口和自动接口操作
量化调制器模块：量化调制器模块完成主要的处理和核心的处理，数字预失真处理、AM预调制和工频噪声抵消；信号插值，功率控制，自动增益，阶梯噪声整形、阶梯修正，模块管理等功能。
阶梯控制模块：对量化调制器产生的模块开关信号和模块的ID信息进行综合处理，产生阶梯放大器的阶梯控制信号。
模块检测：解码，并指示各个功率放大模块的状态信息。
3 大功率短波发射机调制器系统的需求分析
大功率短波发射机调制器是发射机的心脏，调制器的工作状态和工作效率直接关系着发射机的整机效率和声电指标，关系着发射机的播出效果和听众的收听效果。
现有大功率短波发射机的调制器为模拟调制器，它的设计方案还是比较落后的，运用简单的控制逻辑和数字电路技术，技术功能比较单一，设备故障率较高，维护成本较大，值班员工作比较繁重。模拟调制器在数字化、自动化方面比较落后，常常出现过调制，发射机过荷情况出现较多。另外，数据的处理和保存都不能实现，在故障统计方面存在漏洞，为维护人员排除故障提供的数据较少
综上几点，新型并且能够符合当今数字化要求的短波发射机数字调制器是调制器发展的趋势，也是保障安全传输发射机工作的基本要求。
新型的调制器系统要以数字技術为依托，完成数字信号的采样、调制和处理，在完成原有调制的基本功能以外，还要运用先进的数字技术将调制过程数字化，加快调制速度，保证调制质量。新的调制器系统还要有稳定可靠的工作状态，减少故障发射率，稳定发射机的工作状态，自动调整信号增益，杜绝过调制引起的发射机过荷。另外，新的调制器系统一方面要有良好的人机交互界面，方便值班人员的学习与操作，另一方面天的调制器系统还要有出色的工业设计，使调制器系统与发射机相匹配，使维护人员便于维护。为了方便升级改在进的调制器系统还要预留升级改在接口，满足日益变化的数字技术。为了响应国家节能减排的号召新的调制器系统还要在节能方面有着显著的提升，提高发射机整机工作效率。
根据新调制器系统的需求，大功率短波发射机数字调制器系统运用先进的数字化控制技术，技术先进的硬件平台稳定可靠并且运算速度高，系统运行稳定，为发射机的安全播出提供了坚实的保障。在音周系统方面运用关键技术，使发射机电声指标有了明显的提升，在工作状态方面消除了过调制对发射机的影响，并实现了发射机的自动恢复，保证了发射机的稳定性，延长了发射机真空席间的使用寿命，减小了维护人员的工作强度。另外，为了满足数字化的要求全新的大功率短波发射机数字调制器系统提供了模拟/数字的双重音频输入，不同模式的音频输入成为现实，并且无论是在模拟音频还是数字音频，均可以实现高速稳定的运行，确保了整个设备的操作性，并且也从根本上保证了大功率短波发射机数字调制器的可靠性。
大功率短波发射机数字调制器因为采用了软件技术来完成发射机的音频调制功能，所以模拟调制器的自身各项缺点都能从根本上得到解决。
首先，将发射机输入音频信号用高速模数转换采样技术进行音频数据的采集，将信号处理带宽大大提高。脉冲阶梯调制器控制信号的计算和加工由DSP （Digital Signal Processor）完成脉阶，上诉技术是本系统的核心，它对大功率短波发射机有着非常重要的作用。
其次，调制器板压和帘栅电源输出电压的检测及自动稳压由大规模集器件FPGA完成，外电的上升、下降变化系统可以搞得的区分开来。另外，功率放大模块的开关情况系统也可以判断出来。总之，系统可以根据不同的情况做出不同的调整。
最后，为了延长功率放大模块的使用寿命，并且更有效的实现负载平衡我们设计并实现了48 路开关的依次循环导通，当有功率放大模块发生故障时系统还能够及时关断并且使其不参加循环导通。使用数字控制器的调制器在运行速度上远远大于目前的大功率短波发射机模拟调制器，在处理的精确性和稳定性上有着明显的提升。由于核心技术的应用大功率短波发射机杂音电平、频率响应等关键的声电指标有着飞跃性的提高。另外，相对于传统的模拟调制器，新型数字调制器在工业设计方面也有很大的改进，数字调制器的体积相比传统的调制器体积减小，硬件使用资源也有很大的降低，提高了系统的可靠性，减少了维护人员的维护成本。
4.实际效果
通过实际的运行调试、测试以及试运行，本套新型数字调制器系统满足了现阶段发射机对调制器的需求，实现了预想的功能，并将先进的数字技术与传统的发射机相结合，为今后的发射机数字化打好了基础，实现了由模拟调制器到数字调制器的转换。
参考文献
[1] 孟宪强.DMR2000大功率短波发射机数字调制器简介.中国新技术新产品，2014-07-10.
[关键词]大功率短波发射机；数字调制器；需求
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）21-0085-02
1.前言
大功率短波发射机数字调制器与传统大功率短波发射机模拟调制器有根本的区别，大功率短波发射机数字调制器可以有效的提高短波发射机“粗糙”量化器的带内信噪比，延长发射机功率以及来改善发射机整机的电声指标。
2.大功率短波发射机数字调制器系统的核心技术与基本构成
该系统组成：电源板、调制接口板、音频转换板、综合算法板、调制接口板、光发光收板、母板。
2.1 大功率短波数字调制器的核心技术
（1）通过“信号过采样”技术，噪声信号被数字量化，并且这些数字噪声信号被分布到更宽的频谱内范围，这样一来带内的噪声功率谱密度被降到最低；量化后的噪声通过“噪声整形”技术被调制到带外高频端。通过这两项技术的结合，使量化器的带内信噪比有着明显的提高。
（2）在发射机阶梯放大的过程中，发射机功率放大模块采取循环导通的策略，降低了IGBT的开关速度，进而将模块在开关跳变过程中产生的热损耗进行降低；同时每个功率放大模块的负载得到了平衡，使模块的平均使用寿命得到了延长。
（3）利用数字信号处理的方法，通过对发射音频系统的输出进行合理的补偿，使发射机的声电指标有着明显的改善。
（4）功率放大模块输出电压误差较大，在循环导通的环节中就形成了所谓的开关噪声，并且开关噪声的频率在音频范围内，进而形成了较强的杂音电平，我们称之为循环噪声。为此我们设计了高精度数字化功率放大模块和数字控制板来解决这一问题。
2.2 大功率短波数字调制器系统设计组成
（1）大功率短波数字调制器的物理架构设计
数字调制控制器采用6U标准机箱，插板式硬件组装结构，便于设备维护以及在现有PSM短波发射机型上进行改造升级；机箱及面板表面采用铬酸钝化的处理技术，具有更好的EMC电磁兼容效果及静电释放功能；在母板与各插板上安装唯一配对的防差错编码器，保证板卡不会因位置插错造成硬件损坏；光收发板与母板平行安装，减小了机箱的厚度，便于适应各种发射机型的物理结构。
（2）大功率短波数字调制器的系统架构设计
由图2可以看出大功率短波数字调制器系统架构采用主从式异步并行的总线设计结构。综合算法板上的DSP控制MAST端；总线的SLAVE端为其它板卡以及板上的器件。板卡之间的控制信息传递运用比较高效率的DMA方式传输。板卡之间的控制信息包括：PSM系统工作参数、各板卡的工作状态、功率放大模块的工作参数。
为了保证重要信息处理的可靠性和实时性，数字调制器使用专用线路来传输关键信号。这些关键信息主要包括：快速保护信号、PSM控制器的本机操作信号、音频信号、模块开关信号和发射机反馈信号。
（3）系统架构设计
调制控制器包含图3所示的几个功能模块：
音频接口模块：音频信号由此接口接入，为了今后方便升级音频接口能够使模拟和数字音频信号兼容，将模拟和数字音频信号转换成PCM码送给量化调制器。
操作接口模块：为了方便自动化系统的接入，在操作接口模块上提供了手动接口和自动接口操作
量化调制器模块：量化调制器模块完成主要的处理和核心的处理，数字预失真处理、AM预调制和工频噪声抵消；信号插值，功率控制，自动增益，阶梯噪声整形、阶梯修正，模块管理等功能。
阶梯控制模块：对量化调制器产生的模块开关信号和模块的ID信息进行综合处理，产生阶梯放大器的阶梯控制信号。
模块检测：解码，并指示各个功率放大模块的状态信息。
3 大功率短波发射机调制器系统的需求分析
大功率短波发射机调制器是发射机的心脏，调制器的工作状态和工作效率直接关系着发射机的整机效率和声电指标，关系着发射机的播出效果和听众的收听效果。
现有大功率短波发射机的调制器为模拟调制器，它的设计方案还是比较落后的，运用简单的控制逻辑和数字电路技术，技术功能比较单一，设备故障率较高，维护成本较大，值班员工作比较繁重。模拟调制器在数字化、自动化方面比较落后，常常出现过调制，发射机过荷情况出现较多。另外，数据的处理和保存都不能实现，在故障统计方面存在漏洞，为维护人员排除故障提供的数据较少
综上几点，新型并且能够符合当今数字化要求的短波发射机数字调制器是调制器发展的趋势，也是保障安全传输发射机工作的基本要求。
新型的调制器系统要以数字技術为依托，完成数字信号的采样、调制和处理，在完成原有调制的基本功能以外，还要运用先进的数字技术将调制过程数字化，加快调制速度，保证调制质量。新的调制器系统还要有稳定可靠的工作状态，减少故障发射率，稳定发射机的工作状态，自动调整信号增益，杜绝过调制引起的发射机过荷。另外，新的调制器系统一方面要有良好的人机交互界面，方便值班人员的学习与操作，另一方面天的调制器系统还要有出色的工业设计，使调制器系统与发射机相匹配，使维护人员便于维护。为了方便升级改在进的调制器系统还要预留升级改在接口，满足日益变化的数字技术。为了响应国家节能减排的号召新的调制器系统还要在节能方面有着显著的提升，提高发射机整机工作效率。
根据新调制器系统的需求，大功率短波发射机数字调制器系统运用先进的数字化控制技术，技术先进的硬件平台稳定可靠并且运算速度高，系统运行稳定，为发射机的安全播出提供了坚实的保障。在音周系统方面运用关键技术，使发射机电声指标有了明显的提升，在工作状态方面消除了过调制对发射机的影响，并实现了发射机的自动恢复，保证了发射机的稳定性，延长了发射机真空席间的使用寿命，减小了维护人员的工作强度。另外，为了满足数字化的要求全新的大功率短波发射机数字调制器系统提供了模拟/数字的双重音频输入，不同模式的音频输入成为现实，并且无论是在模拟音频还是数字音频，均可以实现高速稳定的运行，确保了整个设备的操作性，并且也从根本上保证了大功率短波发射机数字调制器的可靠性。
大功率短波发射机数字调制器因为采用了软件技术来完成发射机的音频调制功能，所以模拟调制器的自身各项缺点都能从根本上得到解决。
首先，将发射机输入音频信号用高速模数转换采样技术进行音频数据的采集，将信号处理带宽大大提高。脉冲阶梯调制器控制信号的计算和加工由DSP （Digital Signal Processor）完成脉阶，上诉技术是本系统的核心，它对大功率短波发射机有着非常重要的作用。
其次，调制器板压和帘栅电源输出电压的检测及自动稳压由大规模集器件FPGA完成，外电的上升、下降变化系统可以搞得的区分开来。另外，功率放大模块的开关情况系统也可以判断出来。总之，系统可以根据不同的情况做出不同的调整。
最后，为了延长功率放大模块的使用寿命，并且更有效的实现负载平衡我们设计并实现了48 路开关的依次循环导通，当有功率放大模块发生故障时系统还能够及时关断并且使其不参加循环导通。使用数字控制器的调制器在运行速度上远远大于目前的大功率短波发射机模拟调制器，在处理的精确性和稳定性上有着明显的提升。由于核心技术的应用大功率短波发射机杂音电平、频率响应等关键的声电指标有着飞跃性的提高。另外，相对于传统的模拟调制器，新型数字调制器在工业设计方面也有很大的改进，数字调制器的体积相比传统的调制器体积减小，硬件使用资源也有很大的降低，提高了系统的可靠性，减少了维护人员的维护成本。
4.实际效果
通过实际的运行调试、测试以及试运行，本套新型数字调制器系统满足了现阶段发射机对调制器的需求，实现了预想的功能，并将先进的数字技术与传统的发射机相结合，为今后的发射机数字化打好了基础，实现了由模拟调制器到数字调制器的转换。
参考文献
[1] 孟宪强.DMR2000大功率短波发射机数字调制器简介.中国新技术新产品，2014-07-10.