加强调幅度管理是广播技术维护工作的必然选择

摘 要：无线电广播发射的余弦形高频无线电波的高频电流的振幅随调制音频信号的变化而改变叫调幅，它是中波无线电广播中最常用的调制方式。调幅度是调幅时对高频信号幅度的利用程度，那么调幅度大小对播出效果究竟有何影响呢？本文将做简要分析，供参考。

关键词：中波调幅；过调幅；频率；无线广播

前言

调幅度是指对信号进行幅度调制的载波的幅度。同时被调幅的信号的包络线的幅度也等于调幅度。

幅度调制是指正弦型载波的幅度随调制信号作线性变化的过程.设正弦型载波为s（t）=Acos（ωct+φc）其中，A为载波的幅度，ωc为载波的频率，φc为载波的初始相位。

幅度调制也称幅度调制半调技术，半调输出技术中的一种，即通过调整输出黑点的尺寸来显示不同的灰度.如早期报纸上的图片便是通过用大小不同的墨点来表示灰度图像.当在一定距离观察时，一个小的点可以产生亮灰度的视觉效果，而一个大的点可以产生暗灰度的视觉效果.

1、过调幅的影响

1.1过调幅信号的产生

增大调制信号的振幅，已调波的振幅相应增大，直至包络受到瞬时抑制。如果进一步增大调制信号的振幅，已调波的最大振幅将相应增大，已调波出现短时间的阻断，调幅度m为0～1之间的数。IF=0，m=0，为无调幅；Imin=0，m=1，为完全调幅，包络的最小振幅为负值，m>1，为过调幅。

调幅度百分数为：

m=（Imax-Imin）/（Imax+Imin）×100%（3）没有调制对应于0%调制，完全调制对应于100%调制。过调制时，调制百分数大于100%。

1.2过调幅的影响

1.2.1过调幅引起音频失真

接收过调制信号时，在音频输出端得到的是截去波峰的正弦波，而不是用来与发射机过调幅的正弦波，引起严重失真。

1.2.2过调幅增加了发射机占用带宽

如果载波频率f0被单音调制音频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：

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。因此，监测台的一个重要任务是测量发射机的调制深度。测量调幅度的瞬时值则可以监测到所发射频率是否有过调制现象。

2、最小调幅度受背景噪声限制

以上分析可以看出，调幅上限为100%，下限在理论上为0%，但是下限往往高于0%。发射机本身会产生噪声电压，它与载波调制，引起发射机背景噪声。

在质量良好的发射机中，背景噪声比100%调制电平低于50dB左右。从（1）式可知，调制后的高频电流为：

式中，I0cosω0t为高频载波电流；

（1/2）IFcos（ω0+Ω）t为上边带调制电流；

（1/2）IFcos（ω0-Ω）t为下边带调制电流。

载波功率、上、下边带的功率分别为：P0、PU、PL。

调制音频一周期内已调波的平均功率Pm为：

由（4）式可知，在已调波的功率中，只有一部分功率构成音频信号，给听众以主观上的音量感觉。P0中没有音频信号，只是传送音频信号的工具，边频功率（1/2）m2P0一项含有音频信号，它才是传送声音的有效功率，与调幅度的平方成正比。最大边频功率在m=1时为0.5P0。最大边带波功率与调幅度为m时边带波功率的比值为：

用对数表示为：10lg（1/m2）

当背景噪声比100%调制电平低于50dB时，这个比值为：

也就是说，所考虑的背景噪声相当于0.3%调制。因此，在传输的信号不被噪声淹没的前提下，背景噪声限制了传输信号所使用的最小调幅度。

根据GY31-84《调幅广播发射机运行技术等级》行业标准规定，其噪声电平-58dB、-53dB、-48dB分别为甲、乙、丙运行等级。

又根据GY32-84《调幅广播发射机运行技术指标测量方法》行业标准定义噪声电平为：在发射机没有外加调幅信号的条件下，其射频信号通过线性检波器检波后的交流电压有效值与调幅度为100%时检波器输出交流电压有效值之比，用分贝数表示，即为发射机的噪声电平。同理，可以计算出在-58dB、-53dB、-48dB噪声电平时分别相当于0.13%、0.22%、0.40%的调制。在对应于最大调幅度（m=1）与对应最弱调幅信号（噪声电平）的最小调幅度之间其动态范围分别为58dB、53dB、48dB。

如果考虑到除发射机外，还有传输媒质和接收机引起的噪声，也会产生等效调制，则调制深度就上升到1%到2%，此时噪声电平相当于：

这就是说，在对应于最大调制（m=1）与噪声调制之间只有34～40dB富裕量，构成系统的动态范围。

3、调幅度不足对播出效果的影响

3.1载波功率不足对收听效果的影响

额定功率为100kW的发射机在m=1时，边带波功率为50kW。当载波功率下降，始终保持m=1不变，其对应的边带波功率下降如表1所示。

3.1.1载波功率下降，始终保持m=1时，载波功率每降低10kW，边带功率下降5kW，但边带波功率下降分贝数与载波功率下降的分贝数相同。

3.1.2载波功率降为半功率时，边带波功率下降3dB，1/4载波功率时，边带波功率下降6dB。在发射机运行维护管理办法规定了半功率为劣播界限，1/4功率为停播界限。

3.1.3当P0=70～100kW时，P0每降低10kW，Pb相应降低0.5dB；P0由70kW降为60kW时，Pb下降0.7dB，在低功率情况下，载波功率下降对边带影响更为严重。

3.2调幅度不足对收听效果的影响

音量的最终感觉和发射覆盖范围是随调制深度而改变的，在改变调制深度时求出产生同样接收效果所需要的发射机载波功率。

当调制度为m时，要保证Pb=12.5kW不变，则需要增加载波功率，要保证相同的接收效果，调幅度越大，需要的载波功率越小，反之亦然。例如，30%调幅度的278kW发射机与100%调幅度的25kW发射机具有同样的接收感觉，也具有同样的覆盖范围，但是两部发射机的载波功率相差11倍。20%与100%调幅度相比，发射机载波功率相差25倍。一个电台建成运行后，载波功率就不可能随意加大，要达到覆盖设计值，必须加足调幅度。如果调幅度不足，一部625kW发射机只相当于m=1的一部25kW机的作用。

3.3载波功率、调幅度都不足对收听效果的影响

载波功率和调幅度同时降低对边带波功率的影响：

3.3.1m从1～0.1下降过程中，对于相同的m值，P0从100kW降到80kW，每降10kW，Pb相应下降0.5dB；P0从80kW降到70kW，Pb降低0.6dB；P0从70kW降到60kW，Pb降低0.7dB；P0从60kW降到50kW，Pb降低0.8dB。

3.3.2当P0从100kW降到50kW过程中，对于相同的载波功率P0，m下降引起边带波功率下降要比高调幅时严重得多，因此，在发射机播出中，应避免低调幅运行，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：100kW发射机时m=0.3时，Pb=4.5kW而将P0降为50kW，m=0.8时，Pb=16kW，边带波功率相差3.2倍，即尽管功率降低50kW，但调幅度大，边带波功率反而增加51dB。可见低调幅度对可听度影响很大。

四、结束语

中波调幅广播的载波只是运载音频信号的工具，它本身没有音频信息，只有在边带波功率中才含有音频信息，且与调幅度的平方成正比。调幅度的大小一方面表示载波幅度被利用程度，另一方面是决定边带波功率大小的重要因素。通过计算和实际收测表明，过调幅会引起信号的失真，而且会增加调幅波所占用的带宽。在低调幅度时收听响度很低，且对于相同载波功率情况下，当m≤50%时，m每降低10%，响度明显降低，m越低情况越严重。因此，加足调幅度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。加强调幅度的管理也就必然是广播技术维护工作的重要任务。