数字发射机输出功率控制方法研究

刘秀愉

（儋州广播电视台 海南省儋州市 571700）

现如今，由于信息处理技术的飞速发展，逐渐加快数字化时代的来临。数字化电视相比于传统的电视具有极大的优势。主要在于它可以在信号接收或者传输的过程中，保证信号的稳定移动，且有效避免其他因素对相关信号的干扰作用。不仅如此，传统的电视是通过同一个卫星接收信号，而数字电视则是多个同源信号。在这个传输过程中，数字电视机的信号接收端可以在无失真的状态下恢复信号。因此，在这样的基础上，数字电视广播将会逐渐扩大控制范围，一批数字化发射器也应运而生，并得到很好的运用[1]。数字电视广播主要的信号接收装置是数字发射机，它通常负责数字信号的接收、转化以及传输等工作。所以，这对于数字发射机的运行精准度也有极高的标准。

目前，最新型的数字发射机为E9 数字信息处理器。这种数字发射机对于信息、信号的处理能力极高，并可以在合理的范围之内根据实际情况尽可能的提高信号传输速度，并保证电视稳定接收。不仅如此，现如今的数字发射器主要是由视频信息节点、射频系统、音频调段以及控制显示器等组成。视频信息节点的作用主要是构成电视的实时画面，完成视频的移动和变化。射频系统主要负责调动信息传输的射线频率，以此来改变发射器接收信号的路径。音频调段是对发射器声音信号进行处理的一种数字调节器，它会将发射器接收或者传输的信号进行低频率处理，消除音频中的噪音，提升音频质量。控制显示器是整个发射器的控制面板，使用者可以通过显示器对其下达指令，并进行操控，以此来达到完成数字信息指令的目的。因此，新型的数字发射器对于信息处理的完成率较高 ，效果也较好，具有一定的安全性、稳定性。因此，本文主要对数字发射机的功率控制方法进行研究，希望通过分析对比，可以使整个发射机操作更为简洁，结构更加完善，方便使用和维护，促进相关行业的进一步发展。

1 发射波长数值设置

数字发射机对于信息处理传输的主要的控制方式就是对其发射波长的设置。波长的形成主要是为了实现发射指令和相关声源的传输，并进行可控制发射，以达到多个阵元相互关联的目的。首先，利用ASI 技术进行多种发射波长格式的兼容[2]。再将数字波长进行串行通信，并进行相应的命令分析指令，如图1 所示。

从图1 的指令过程中，可以完整地了解到数字发射机的波长设置流程。随后，选择任意一个波段进行发射操作。当其方向为A 时，此时每一个阵元都对应一个波段节点，并形成波束延时。反之，如果波段未指向A 时，则不会形成延时。但在这个过程中，需要保证每一个节点都有对应的位置，并随时可以移位。除此之外，数字发射机也有一定的规则数值。一般情况下，是通过梯形阵列的图形进行计算，以此来获得阵元的延时时间，公式如下所示：

图1：串行通信波长控制指令分析流程图

图2：输出控制发射信号转换过程示意图

图3：流程图

公式中：N 表示数字发射机的规定数值，x 为最大控制波长，y 表示规定波长，k 表示最大质子波束数值。通过计算，得出规定数值。然后对该阵元进行时间延迟定量的数值计算,计算公式如下：

公式中：W 表示阵元延时定量的具体数值，a 表示阵元节点数量，b 表示节点波段，m 表示最长延时波束，n 表示最短延时波束，1 为允许扣除最低波段数值。通过以上公式的计算，最终可以得到延时定量数值。将数值代入波长阵列中，但由于发射波长的阵列通常不规则，所以，可以先进行阵列的坐标定位，再测量输出阵列的矢量值，以此来获取到阵元的最终延时数值。最后，按照得出的数值，进行波长的规整化处理，最后完成波长数值的设置。

2 构建输出控制发射结构

在设置好发射器的阵元波长数值之后，接下来，进行输出功率控制结构的构建。目前的发射器通常为全数式的系统，且一般以数字—模拟—数字的控制形式实现控制，并完成相关的信息转换过程，其结构如图2 所示。

在这个过程中，发射器会自行根据实际情况下达输出指令，并依照指令的执行情况进行正确率的判断，如果指令正确，发射器会继续下达下一个指令，以此类推，建立起一个完整的输出控制发射结构。之后，可以先将发射器的输出功率下降为一半[3]。再通过以太网对这个结构进行检测。可以利用FPGA 技术将以太网和RS485系统先进行关联，通过FPGA 技术将运行信息和运行参数分离，同时接收时间数据信号，完成信息传输同步。这种全数字式的发射机输出功率控制结构在一定程度上，不仅减小了发射波长之间线缆的规模，同时还消除了相关信号的干扰，减少了数字传输的复杂度，也提高了关联设备的科学性和可靠性。

以上是数字发射器输出功率的基本指令结构，接下来，构造二级控制结构。FPGA 是数字发射器输出功率的核心控制单元，将其输出的控制指令先进行解析，之后将解析地址分发给发射器控制单元的各个模块之中，随后，各模块会根据指令地址读取相应的发射波长结构，并对其进行波束控制。积累波束后，形成发射电源结构。

3 生成PWM数字输出控制信号

在输出控制结构建立完成之后，要通过信息传输使数字发射器生成PWM 数字输出控制信号。其流程如图3 所示。

对于数字类的发射控制器来说，数字波长是可以形成PWM 控制信号的，并伴随着脉冲密度调段、均匀脉冲宽度调制等辅助控制功能。首先，使数字发射器正常运行，得到传输的相关数字信息，之后，对发射器的控制幅度作出偏移，得到相对应的PWM 信号。之后，依照PWM 信号发射波形，并将数字发射器中的周期调整为3 时，得到最大的输出指令脉宽。这个脉宽与数字发射器的输出功率相关联，将其设置在发射器之中，生成PWM数字输出的控制信号。

4 实现发射器输出功率的控制

通过利用信号频谱电平检测器，可以实现对输入以及输出信号的精确检测，主要检测对象就是频谱不同频点的电平。通过将电平输送到中央监控装置中，再经过中央监控装置进行数据以及斜率等因素的分析，就能做出相应的分析与计算。同时，还可以根据输出信号所发出的非线性失真度，进而实现不同电平调节器增益比例的实时调整。在相同宽带功率的放大器内部，二者相邻的频段在增益方面呈现缓慢变化的趋势，并且二者相邻频段的增益曲线之间是相连接的。通过利用中央监控装置控制实现对不同电平检测器的增益，这样一来就能将折线上不同波峰以及波谷的最大高度差控制在10dB 以内。因而，也可以确保分割之后的不同频段的窄带都处于带宽为3～5MHz 的状态。

对于中央监控器而言，它还能够按照输出电平信号的情况，对功率推动级进行调节，并且对功率放大级的输出放大倍数以及带载状况做出相应的调节。通过将中央监控器与显示器进行连接。能够对发射机的不同工作状态进行全面的显示。同时，还可以将远程控制中心和监控器进行连接，进而实现工作状态以及数据信息的远程传输。中央控制装置可进一步细分为无线与网络两大途径，二者信息数据最终与远程控制中心有着直接的联系，进而实现信息的实时传输与交互。

在获取到PWM 的控制信号之后，接下来，将发射器的波长调整为均匀模式，并在每个节点处设置波段。但是此处应该注意的是，每一个节点的波长应该一致，不能出现波长不均匀的情况，容易影响最终输出控制效果。可以将激励器切换至备激励器状态[4]。当波段累积之后，建立输出功率的信号控制结构，完成之后，把PWM的控制信号代入数字发射器之中，并使其进行正常的信号传输接收，以此来实现数字发射机输出功率控制方法的设计。

数字发射器的输出功率离心值的合格标准为0.6 左右，也就是说达到0.6 以上，才证明发射器对于信息的处理效果较好，完成率较高。

5 结束语

综上所述，便是对数字发射器输出功率控制方法的设计过程。通过创新，此种控制方法更为便利、高效，且控制精准度也很高，具有一定的科学性、稳定性，并对信息数据的资源做优势整合，从而促进整个数字化行业的稳步发展。