山西电子技术　２０１１年第１期　广播与电视　文章编号：１６７４・４５７８（２０１１）０１—００６７—０３　浅谈调频同步广播　冯学精　（山西广播电视局大同中波转播台，山西大同０３７０１０）　摘要：通过对调频同步广播技术方案的应用分析，进行城市同步广播方案的应用实验研究，设计合理的城域　调频同步广播技术方案并总结其特点。　关键词：调频；同步广播；城域调频同步　中图分类号：ＴＮ９４３　文献标识码：Ａ　０引言　目前，我台调频广播传输覆盖方式通常是以高山、高楼、　高塔为依托，以单点大功率为基础实施的，即在城市中心或　在城市附近的制高点上架设天线，以设定的功率进行城市声　音广播的调频区域覆盖。随着我国社会经济的发展，提高调　频广播的覆盖质量和范围是摆在各类调频广播电台面前的　紧迫任务，而提高覆盖效率和范围的传统方法都是采用提高　天线的高度和增益，提高发射功率等级的方式，实际中这种　方式不仅所达到的覆盖效果有限，还增加了许多干扰（如电　磁噪声和对民航通讯的干扰）。因此总的来说调频广播单点　发射实现本地覆盖的方式存在以下的一些主要问题。　（１）调频广播工作在超短波波段，容易产生多径干扰。　发射功率的增大，多径干扰会更加严重。　（２）城市行政区域有大山或其他阻挡物，特别是城市中　高大建筑的增多，覆盖的阴影区更多，需要进行补点覆盖。　（３）大功率发射都采用组阵天线，存在零点填充的问　题，组阵天线的零点容易落人人口的稠密区，即使采用零点　填充技术也难以达到好的效果。　（４）依我国国情，调频广播覆盖通常为行政区域覆盖，　一般单点发射覆盖很难达到要求。为了保证覆盖，需要增加　另外频率扩大覆盖，造成收听不便，也难以有效利用频率资　源。　对于以上的缺陷，采用调频广播同步技术是解决上述问　题的一种方法，也是适合我国国情的扩大调频广播覆盖的有　效方式。首先，降低单点发射功率，达到减少多径干扰和电　磁污染；其次，城域内采用同一频率发射不需要申请新的频　率，不影响原有频率规划，减少了频率规划的难度，提高了频　率资源的利用率；第三，利用同频广播覆盖，在一定的行政区　域内方便收听；第四，进行同频补充覆盖，有效解决阴影区覆　盖和零点填充问题；第五，建多个中小功率发射台比建单个　大功率发射台省费用，覆盖效果好，还可以减少对其他通讯　的干扰（如干扰民航通讯）。　１调频同步广播技术方案的应用分析　根据国家广电总局制定的调频同步广播技术应用的国　家ＧＹ／Ｔ１５４－２０００的要求，调频同频广播技术的技术要求简　称为“三同一保”（单声道调频同频广播）或“四同一保”（立　体声调频同步广播）。目前，国内主要的调频同步广播方式　概括为四类，即采用ＧＰＳ锁定频率的实现方式，采用ＳＴＬ实　现调频同步广播方式，采用射频分发技术的调频同步广播方　式；采用ＤＤＳ＋延时自动同步数字激励器加数字传输技术的　调频同步广播方式。　１．１采用ＧＰＳ频率锁定的实现方式　ＧＰＳ接收系统是该方式的关键部件，它为调频同步广播　系统提供基本准频率和音频传输的时延信息。ＧＰＳ接收机　解调输出提供标准１０　ＭＨｚ的频率（虽然ＧＰＳ源信号的频率　精度和稳定达到１０～ｌ３。但实际从ＧＰＳＬ输出的１０　ＭＨｚ频　率和精度依厂家的不同而不同）。用以锁定和校准发射机的　发射频率和导频频率，保证系统的频率相同。ＧＰＳ同时输出　时延信息，在演播室端，将时间信息与音频信号进行合成后　一起传送，在发射端再将接收到的音频信号的时间信息与　ＧＰＳ的实时时间进行比较，得到时延数值，再用延时器进行　系统的时延校正，保证同时延。各台的调制度分别进行校　准，可保证调制度的一致。实际上这种方式很难保证调制度　的一致，发射机的调制度与音频信号大小和调制特性有关，　这种方式即使校准了调制线性，但不能保证每个音频信号的　大小。进入发射机的音频信号大小很难保证相同，所以调制　度就很难保证一致。　１．２采用ＳＴＬ实现调频同步广播方式　将演播室的音频信号经过不同的延时器，送往不同的发　射站点，保证相干区的时延一致，使用ＧＰＳ信号进行频率校　准，保证频率的一致。凋制度进行分别校准，使调制度一致。　这种同步方式与ＧＰＳ实现方式是大同小异，同样存在上述　问题，只是时延较容易得到保证，但这种方式投资大，ＳＴＬ的　传输限制了同步网的覆盖范围。　收稿日期：２０１０一ｌ１—２９修回日期：２０１０—１２—０６　作者简介：冯学精（１９６８一），男，山西怀仁人，工程师，主要从事广播电视无线传输及发射工作。

　６８　山西电子技术　２０１１年　１．３采用射频分发技术的调频同步广播　该系统先将音频编码调制在一个较低的频率上，然后通　过微波或光缆进行传输分给各个站点，在发射站点用ＧＰＳ　的标问频率进行射频变换，保证了频率的一致和调制度的一　致。根据传输路径的不同，已调波的信号有不同的射频延　时，射频延时器进行延时调整，保证相干区的音频同相位。　系统框图如图１。　变频　发射器　发射器　图１　射频分发技术构成的调频同步广播系统　该系统方案的优点是调制度没有误差，频率的准确由　ＧＰＳ保证，只需考虑调频同步广播相干区的射频同相。　１．４　ＤＤＳ　４－自动延时的数宇同步广播　由于数字技术的发展，ＤＤＳ技术成功应用于调频激励　器，使得数字调频激励器的指标得到较大的提高。在调频同　步广播系统的应用，使其可以直接采用数字音频信号的输　入，保证了数字调频激励器调制度的一致性和稳定性。系统　框图如图２。　音　频　信　号　源　光、　卫星　或微　波传　输分　配网　络　翥　兰塑　塑　

图２数字激励器构成的调频同步广播系统　该系统最大的优点是方便构建规模较大的网络。从现　在运行的各类调频同步广播网来看，最大的缺点是相干区射　频时延难以稳定，产生随机的时延漂移。　总结以上四类典型的调频同步广播系统，前两类属于淘　汰的系统，几乎是不能使用的；后两类各有特点，比较如表１　所示。　表１　射频分发同步系统与数宇同步系统的比较　类型　射频分发同步系统　数字同步系统　费用　少　多　网络规模　地市级区城区规模　规模较大　建网难度　容易　容易　同频率　可以保证　可以保证　同调制度　没有误差　略有　同时延　可以保证　难以保证　数字化程度　稍低　高　相干区大小　小　较大　相干区收听效采　好　较好　为何数字同步系统有自动延时功能还不能保证相干区　射频信号的同时延呢？因为数字系统的编解码需要时间，而　且编解码的时间随误码率和软件算法不同而随机变化，所以　目前数字系统最大问题是时延的不稳定和漂移。　所以，对一个地市级的城域调频同步广播系统来说，采　用射频分发技术构成的调频同步广播系统是一个合理的选　择，其费用少，覆盖效果好，建网方便，管理难度小。　２城市人口稠密区调频同步广播网的应用实例和　方案设计　在某城市，两个发射台，一个在市郊的山上，一个在城区　中心，两台相距１２　ｋｍ，分别是，甲台天线高３２０　ｍ，增益　１Ｏ　ｄＢ；功率１　ｋＷ。乙台天线高１２０　ｉ１＂１，增益３　ｄＢ，功率　１　ｋＷ。在广播电台中心将音频信号调制成射频信号，通过　有线网络将射频信号传送到甲、乙台，两台分别发射，构成一　个城域的调频同步广播系统。系统的等场强区离乙台３　ｋｍ　处，场强值为加权值８０　ｄＢ，覆盖方式城市同步补点覆盖。实　际收听效果是：固定接收，主观评价都可以达到近４分分值，　相干区的宽度在２００　ｍ左右；移动接收，以３０　ｋｍ为标准测　试，主观评价大约在３分以上，相干区的宽度约有５００　ｍ。　相干区效果分析　（１）相干区的大小：天线发射的功率一定，那么场强曲　线是一条平滑的衰减曲线。实际在电波的传输过程中，受到　各种干扰，场强的实际值在理论曲线的上下进行波动，像一　条锯齿状的曲线，因此，理论上相对固定宽度的相干区是难　以实现的。在实际测试和认定相干区时，一般都是在理论永　无休止的指导下，通过实际测试来认定相干区。中波同频覆　盖，由于其波长较长，一般相干区域可能在郊区，也可能在市　区，收听对象有固定接收，特别是因为调频波长很短，移动和　固定接收方式所引起的相干区域差别较大，所以调频同步广　播相干区域的认定必须以移动和接收两个相干区域的接收　进行评价。在移动测试时，出现比较连续的干扰时，我们就　可以认为这些区域就是相干区。对于固定接收的相干区，干　扰区域相对固定，在固定接收时，虽然消除减少干扰，我们也　将出现严重干扰强差为３　ｄＢ区域定义为相干区。　（２）收听效果的分析：收听相干区域的效果，根据音质　评价的五分主观评价法来综合评价接收效果。同时还要判　断收听音质在３分以下的区域占整个相干区域的比值。比　值一般以不大于１０％为宜。收听效果的分析也是分固定接　收和移动接收两方来测试分析。对于固定接收来说，一般只　要稍改变接收条件就可以较好接收，所以在测试收听时，主　要看收听音质最差的范围和效果，综合评价其分值。而移动　效果测试和分析就比较复杂了，接收条件不能改变，也就是　天线的方向和长度都不能变，而车速却非常不定（测试效果　跟车速有关），一般取１０　ｋｍ、３０　ｋｍ、６０　ｋｍ、９０　ｋｍ和１２０　ｋｍ　每小时等速测试为依据，还要按正常的稀移动接收习惯进行　收听，最后综合评价，得到其分值。　另外，城域覆盖相干区在市区时，应该考虑将相干区的　调整在路上，避免出现在路口，或者减少相干区出现在路口　的数量，这样能最大限度减少收听效果恶化区域对主观评价　分支的影响，相对提高综合评价的分值。　一体编器一一立声码一　■　

音频信号源　第１期　冯学精：浅谈调频同步广播　６９　３城域调频同步广播网方案特点　（１）采用有线ＨＦＣ网络模拟传输已调射频信号，最大　限度减少音频信号的传输费用，简化传输网络结构，方便系　统的构建。极大降低了系统的建设成本。　（２）用数字调频激励器提高调频同步广播覆盖网的广　播质量。因为只需一个数字调频激励器，减少了数量，降低　了成本。　（３）系统网络质量高。采用有线网络的射频分发方式　进行调频同步信号源的传输，同时解决了调制度和时延的相　同问题，简化了系统网络结构，提高了质量。　（４）采用了具有ＧＰＳ信号溯源跟踪和甄别以及溯源中　断保持功能的基准源，标准了系统网络运行的可靠性，也解　决了差拍干扰。　在相干区域，如果频率差大于２０　Ｈｚ形成差拍叫声，大　于１　Ｈｚ时有颤抖声，０．１　Ｈｚ时有潮水声，小于０．０１　Ｈｚ形成　了衰落。根据一般同步广播对衰落要求的惯例，最低同步衰　落时间要１００　ｓ以上。衰落时间和频率的稳定度以及发射　率的关系是ＡＴ＝Ｆ×８。　△Ｔ为衰落时间，８为频率的稳定度，Ｆ发射频率（频　点）。以发射１００　ＭＩｔｚ频率为例，可以计算出发射频率的稳　定度要大于１×１０　。才能保证衰落时间大于１００　ｓ。规范中　要求频差为１×１０一，这时的数量时间为１０　ｓ，对听众来说波　峰和波谷变化一次仅为２．５　ｓ，这显然是不可接受的。　（５）本系统一般采用中等功率发射为主，既解决小功率　多布点所带来的管理和安全问题，又解决单一大功率发射不　足的问题。　参考文献　［１］　方德葵．电视与调频发射技术［Ｍ］．北京：中国广播电　视出版社．２００５．３．　ｆ２］　温振超，杨胡，胡昭培．同步广播中的音频同步解决方　案［Ｊ］．广播与电视技术，２００４（４）：７４—７６．　［３］　胡见堂，谭博文，余德泉．固态高频电路［Ｍ］．长沙：国　防科技大学出版社，１９９９．５．