摘 要：通过对DRM技术原理的介绍和分析，提出了应用DRM技术对现有DX（3DX）发射机进行数字化改造的思路和方案，有利于我国中波数字化的实践和发展。
关键词：DX（3DX）数字化改造 DRM OFDM
一、中波广播现状及数字化的必然性
模拟中波广播传送的数据都是在幅度和时间上连续变化的模拟信号。其优点是信号频谱窄、信道利用率较高、接收成本低、但也存在着传输质量差、边带功率损耗大、移动接收时效果差，业务单一、易被干扰等缺点。随着调频和数字电视的普及，以及互联网的出现，模拟调幅广播面临严峻挑战，使调幅广播的数字化改造显得尤为迫切。
国际上现有欧洲的DRM系统和美国的IBOC系统，这两个系统都得到了国际电信联盟（ITU）的认可。其共同特点是都彻底摒弃了传统中波广播的双边带调幅（DSBAM），即克服了功率消耗大，频带利用率低的缺点。这对我国也带来了一个现实的问题-必须对现有中波发射机进行更换、并开发新的数字广播接收机，由于资金和技术的原因，难以在短时期内推广。
为解决这一问题，就必须找到一条由模拟转向数字的捷径，以便改善广播质量，降低发射功率，增加数据业务和为听众提供相对低廉的接收设备。这就必须研制一种符合国情的中波数字化方案。
二、思路与方案
中波机的数字化，在欧洲的DRM系统和美国的IBOC系统中，DRM系统应用最为广泛，故考虑将此技术应用在中波机的数字化改造上。
现在使用的中波发射机主要包括三类：PDM调制、DX调制和3DX调制，其中DX调制中波发射机数量最多、功率也较大，故重点以它的改造来做介绍。
1. DRM系统原理
数字DRM中波发射机最核心的内容是编码系统，其主要包括源编码模块、复用器模块、信道编码模块和正交频分复用（COFDM）模块。
源编码模块：也叫数据压缩或码率压缩模块。对数字音频进行有效的压缩，力求以最小的码率传输最大的信息量。但无限的降低码率会造成音频质量的下降。一般源编码比特率在8kb/s到48kb/s之间。
复用器模块：对不同保护级别的数据和音频业务进行混合。
信道编码模块：DRM的传输系统把传输数据分为三个信道。主业务信道（MSC），其包含了多路服务器中的各种信息（音频和数据业务）。快速访问信道（FAC），载有用来提供给接收端实现快速搜索的业务信息，提供接收机如何解调MSC信道编码模块。业务描述信道（SDC），在信源编码后的数据流中，人为加入冗余及补充差错保护，使信源编码后的信号尽可能无干扰的通过传输信道送到接收机。如果出现传输差错，接收机可以进行识别和修正。
正交频分复用模块（COFDM）：它采用多载波调制技术将传输的信息分配到相邻的频谱关系正交的大量载波上，可避免移动接收出现的衰落，使用大量的子载波代替原来的单个载波，这些载波频率间隔相等，相互之间呈正交关系。他们靠的很近，有频谱重叠，但不会相互干扰。
OFDM发生器输出的是多载波的基带信号，其幅度变化分量送到中波发射机的模拟通道，OFDM基带信号分解为同相分量（I）和正交分量（Q），通过射频频率合成器变换为RF相位分量（φ），送到AM发射机的激励通道，通过模拟发射机发出数字信号，如图1所示。
2.由以上的原理分析，故改造方案如图1所示。
图1为DRM技术在AM发射机上的应用方案
三、DRM技术在DX发射机上的应用
1.DX发射机具有的条件
对DX发射机进行数字化改造，取决于许多单独的DRM载波在分配的带宽内承载数字码流的能力。要实现数字化，必须满足带宽，群延时以及噪声的要求，还必须提供宽带输出匹配网络。
DX发射机的带宽
DX发射机使用高效的D类RF放大器，同时，其激励器也设计成宽带模式，所以有足够的带宽。
DX发射机的群延时小
DRM信号包含幅度调制和相位调制，在激励器中就把信号分成这两部分，幅度部分输出到发射机的音频输入，相位调制过的射频信号输出到发射机的射频输入-代替原激励器。为了得到比较低的误码率和清晰的占用带宽，幅度和相位信号必须同时到达功放部分，且在占用带宽内所有频率的幅度必须相同，对相位调制过的射频信号延迟调整是必须的。而DX发射机具有延时电路。
DX发射机信噪比
其有出色的信噪比，达65dB以上，可减少误码率。
DX发射机输出匹配网络
其具有出色的带宽输出匹配网络，可承受高的VSWR，这就最大限度的保证了数字信号的传输。
由于DX发射机具有以上条件，保证了其DRM的数字化。
2.DX发射机改造成DRM的方法
其主要是对DX发射机模拟输入板的改造
将模拟输入板音频输入通路的贝塞尔滤波器短路， 送入的已是数字音频信号，故不需贝塞尔滤波器。如图2所示。
图2为贝塞尔滤波器短路后的电路
调整模拟输入板载波功率电平
由于DRM发射机由激励器提供直流电平来控制功率大小，故必须将模拟输入板上提供的直流电平减小，调整R27，在XJ3上监测，使其输出最小。如图3所示。
图3为直流电平的调整
取掉模拟输入板上72kHz三角波振荡器
由于已是数字音频信号，故将72kHz三角波振荡器取掉。在XJ9上监测，使其输出最小。如图4所示。
图4为调整72kHz三角波
做完以上工作，就可以把DRM调制器连接到DX发射机上。如图5所示。
图5为用DRM数字化DX发射机框图
由图5可知，原发射机的激励器被DRM调制器取代。把DRM调制器连接到振荡板的外部射频输入上，设置方法是把连接器P3从1-3移到1-2来选择外激输入。DRM的输出分别接到DX发射机的音频输入口和射频输入口，就可以进行发射机的设置和调试。
四、DRM技术在3DX发射机上的应用
3DX是DX的升级，它是直接数字驱动发射机。其直接数字驱动系统供给射频功放TTL电平，实现功放模块关断，从而输出功率。
同时，在带宽、群延时以及噪声和宽带输出网络等方面具有和DX相同的特性，故DRM技术在3DX发射机上更易于实现。如下图6所示。
图6为用DRM数字化3DX发射机框图
要注意的是3DX激励器仍要用，其上有大量控制（保护）电路和数字驱动电路。3DX激励器用外机接口，设置方法是进入“EXCITER SETUP”菜单，在“INT/EXT Carr.：”选择“EXT”即可。
五、接收设备
当发射机输出数字音频后，就必须对现在的模拟接收机进行改进或更新。
①.对原有模拟收音机进行改进。
采用非相干解调技术，就是仍采用包络检波方式取出数字基带信号，然后再解码得到传送的音频和附加数据。这样，只要在收音机的检波输出加接一块解码集成电路即可，费用不高，可以普及。
.生产新的数字收音机。
如欧洲的DRM2010接收机（DRM二代）和数字世界旅行者接收机（DRM三代），都是对数字音频进行解调处理，但这种收音机的技术难度较大，且价格不菲，较难推广，影响受众面。
六、数字化改造后的效果
1、对于听众来说，改善了调幅广播的音质和接收质量，还可以得到如文本等数据业务的服务。
2、对于广播电台来说，降低了发射台的功率、节约了能源、节约了频谱，为广播电台提供了新的数据传输通道，可进行实时交通、旅游、天气、股票、短新闻等文字信号传送。同时在数字化进程中不至于淘汰现有发射机而造成巨大浪费，具有显著的社会效益和经济效益。
结束语： 通过对DX（3DX）中波发射机数字化改造方案的介绍，希望能对此类发射机的数字化实践起到有益作用。■
参考文献
1.《DRM总论——未来中波广播数字化技术和转换途径》 哈里斯公司 2003年。
2.《中波数字AM广播实现方案》 东南大学 邬正义 李旭明 吴乐南
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