脉冲阶梯调制发射机

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不论在载波状态还是调制状态N级 PSM开关级都是以开关频率fc循环通断的。 例如N=32，在载波状态，开通16个PSM开 关级，如先接通按1-16号，，那么，每隔 1/fc的时间后2-17号， 3-18号，、、、，1631号，17-32号，18-1号，、、、，31-14号， 32-15号，1-16号的规律开通。
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调制度与PSM开关放大器输出电压的关系
调制度（%） 0 100 任意m
调制峰点输出电压 调制谷点输出电压
（1/2 ）NUS NUS （1/2 ）NUS (1+m)
（1/2 ）NUS 0 （1/2 ）NUS (1-m)
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为了使每个PSM开关级负担均匀，提高
元器件的寿命，PSM开关接通与断开的原则 是：如果要求接通一级，选择未接通的且 断开时间最长的一级；在需要断开一级时， 选择已接通的且接通时间最长的一级。这 个原则可通过逻辑电路予以保证。
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任一级PSM开关从本次开通到断开， 到下次再接通，都要经历32个fc相应的周期， 即32/fc =32TC，每个开关级的实际工作频 率为fc/32。
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在调制情况下，以调制频率为
FΩ的正弦信号、m=100%调幅一周期为例， 在调制信号的正半周，在1-16号PSM开关接 通的基础上（此时刻相当于载波点），先 后再接通17、18、、、31、直到32号PSM开 关（此时刻相当于100%调幅峰点），
第五节 脉冲阶梯调制发射机
中国传媒大学信息工程学院
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一、概述
脉冲阶梯调制（PSM）是80年代初期 开发的新的调制技术，PSM发射机在全世 界范围得到广泛应用。PSM发射机的效率、 可靠性较高。这种发射机的调制系统采用 PSM技术，而高频系统与乙类板调或PDM 发射机是一样的。
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28 KV
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PSM开关放大器原理图
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PSM开关放大器原理图
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经整流和滤波后得到的32个独立电压 源的接通或断开，受32个电子开关控制，
而电子开关的通断受固定直流和音频信号 经A/D转换及逻辑电路产生的控制信号控 制。
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来自百度文库15
每个电压源的电位是悬浮的，串联叠
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脉冲阶梯调制发射机的特点是，把板
调发射机的高压直流供电电源化整为零， 通过许多直流电压源的串联叠加得到电子 管要求的瞬时板压。例如某500KW PSM发 射机有32组875V的低压整流器。
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在载波状态，有16组低压整流器相串 联给出14KV,在100%调幅峰点瞬间，32组低 压整流器相串联给出28KV的电压, 在100%
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二、基本原理
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PSM发射机构成原理图
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PSM开关放大器由N个独立的电压源组成 （例如N=32），为高频末级（被调级）提 供载波电压与调制电压。在载波状态，有 半数的电压源N/2 =16以串联形式接通， 输出Ea =EaT=14KV；在有调制信号时， PSM开关放大器输出电压的变化范围为0-
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当t=T2时，再接通一级PSM开关（它可 以是除已接通的PSM开关外的N-1个PSM开关 个中的任一个）， 此时输出端电压为2US， 每接通一级PSM开关，输出端的电压就提高 一个级电压。当所有的N个PSM开关都接通 时，输出端的电压为NUS，相当于100%调幅 的峰点（等于载波状态电压的2倍）。
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然后先后关断1、2、3、、、16号PSM
开关（此时刻相当于载波点），在调制信 号的负半周，先后关断17、18、、、31、32 号PSM开关（此时刻相当于100%调幅谷 点），然后，再先后开通1、2、 3、、、、、、、16号PSM开关（此时刻相 当于载波点）。
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在任意调幅度m的情况下，开关管的 主要工作频率为mFΩ。考虑到粗细调幅是 同时存在的，因此，开关管的主要工作频 率应为f= fc /32 +mFΩ，是随调幅信号的频 率和幅度而变化的。
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阶梯波经低通滤波器滤波后，为高频
被调级提供所需的直流板压和相应的调制 电压，最后进行如常的板极调幅。
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阶梯电压波形
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PSM发射机将高压主整电源与调幅器 合二为一，提供阶梯电压的装置称为PSM 调制器，
阶梯电压的直流分量转化为高频载波
功率，音频分量转化为高频边带功率。因 此，载波功率和边带功率全部来源于PSM 调制器。
加后多数PSM开关放大器处于高电位。为 了使PSM开的高电位与低电位的控制电信 号相互隔离，低电位的控制信号要通过电光-电的转换。
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每个电压源的电压为US，（又称级电 压或阶电压），在t=T0时刻，全部开关断 开，因此空转二极管FD链的输出端A对地的 电压等于0（相当于100%调幅的谷点）； 当t=T1时，只有一级PSM开关接通（它可以 是N个PSM开关中的任一个），由该级产生 的电流通过其他未接通的PSM开关级的二极 管FD流向负载；
调幅谷点瞬间，所有的低压整流器均不参 与串联，给出0V的电压。
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在载波状态，串联叠加的电压源数量
对某一部发射机来说是确定的，它受一固 定直流电压经A/D转换后的数字信号控制。 因此，人为调整该固定直流电压，就能改 变载波状态串联叠加的电压源数量。
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在调制状态，音频调制信号与上述的 固定直流信号相叠加，经A/D转换后变为 控制信号，与音频对应，在不同的时刻， 有相应不同数量的直流电压源相叠加，给 出相应不同的直流电压。因此，串联叠加 后的电压是具有直流电压分量、变化分量 的包络与调制信号变化规律相同的阶梯波。
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三、阶梯电压的补偿
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PSM开关级输出的阶梯电压一般称为粗 调电压，与理想的调制电压是有区别的， 它含有较大的非线性失真。虽然通过低通 滤波器可以将主要阶梯波纹予以滤除，但 对于低音高调幅、中音低调幅以及高音极 低调幅来说，阶梯波纹的主要频率成分都 处于低通滤波器的通带之内而无法滤除， 会产生调制信号失真。