脉冲阶梯调制发射机
广播电视技术第四章声音广播系统小结 (陈柏年)
《广播电视技术概论》第四章声音广播系统小结浙江传媒学院陈柏年一、无线电广播基础知识（一）广播电视波段（频段）划分1、中波（中频）：526.5kHz（570m）至1605.5kHz（187m），国内声音广播。
2、短波（高频）：2.3MHz（130m）至26.1MHz（11.5m），国外声音广播。
3 、米波（甚高频VHF）：48.7MHz（6.16m）至223MHz（1.35m），又分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个波段。
4、分米波（特高频UHF）：470MHz（0.64m）至958MHz（0.31m），主要用于地面电视广播，可容纳56个频道，它又分为Ⅳ、Ⅴ两个波段。
（1）Ⅳ波段470MHz —566MHz，DS-13 ～DS-24（2）Ⅴ波段606MHz —798MHz，DS-25 ～DS-485、微波：可分为特高频UHF（分米波）、超高频SHF（厘米波）、极高频EHF（毫米波）。
卫星广播通常使用波段：（1）C波段（3.9～6.2GHz），（2）Ku波段(11.7～12.2GHz)。
（二）无线电波的传播特性1、电波的传播途径：（1）天波传播—经过电离层反射后到达接收点；（2）空间波传播—经过对流层在自由空间传播；（3）地波传播—沿地球表面传播。
2、各波段电波传播的特点：（1）中波传播特点：白天主要由地波传播。
晚间D层消失，天波由E电离层反射可传到较远距离。
（2）短波传播特点：主要由天波传播。
有衰落现象。
传播的距离很远，可达上万公里。
（3）超短波（米波和分米波）传播特点：只能靠空间波视距传播。
传播距离一般只有几十公里。
发射天线架得越高传播效果越好。
（4）微波传播特点：只能靠视距传播。
传播距离只有几十公里，可用中继形成微波链路传输。
（三）覆盖网和传输网1、覆盖网：扩大节目覆盖范围的网络。
由转播台、差转台和同步卫星实现。
2、传输网：台际节目信号传输的网络。
通常主用光纤链路，备用微波链路。
（四）调制和解调1、调制：在发送端，将要传送的信息（调制信号）运载到高频率的交变电流（载波）上的过程。
《大功率PSM短波发射机自动调谐系统的研究与实现》范文
《大功率PSM短波发射机自动调谐系统的研究与实现》篇一一、引言随着通信技术的飞速发展，短波通信作为其重要分支，扮演着日益重要的角色。
大功率PSM（脉宽调制）短波发射机作为短波通信的核心设备，其性能的稳定性和效率直接影响着通信质量。
为了实现大功率PSM短波发射机的优化性能，本文针对其自动调谐系统进行研究与实现，以提高发射机的效率和稳定性。
二、大功率PSM短波发射机概述大功率PSM短波发射机是一种广泛应用于短波通信领域的设备，其工作原理是通过脉宽调制技术对射频信号进行调制，从而实现信号的传输。
然而，由于工作环境、设备老化等因素的影响，发射机的性能可能会发生波动，导致通信质量下降。
因此，需要一种自动调谐系统来保证发射机的性能稳定。
三、自动调谐系统研究1. 系统架构设计大功率PSM短波发射机自动调谐系统主要由调谐控制器、传感器、执行器等部分组成。
调谐控制器负责接收调谐指令，并根据指令控制传感器和执行器进行调谐操作。
传感器负责实时监测发射机的状态参数，如频率、功率等，执行器则根据调谐控制器的指令对发射机进行相应的调整。
2. 调谐算法研究调谐算法是自动调谐系统的核心，直接影响着系统的调谐精度和速度。
本文研究了多种调谐算法，包括基于神经网络的调谐算法、基于遗传算法的调谐算法等。
通过对比分析，发现基于神经网络的调谐算法具有较高的调谐精度和适应性，因此本文采用该算法作为自动调谐系统的核心算法。
四、自动调谐系统的实现1. 硬件实现自动调谐系统的硬件部分主要包括调谐控制器、传感器、执行器等。
调谐控制器采用高性能的单片机或DSP芯片，以保证系统的实时性和稳定性。
传感器和执行器的选择需根据实际需求进行，确保其能够准确监测发射机的状态参数并快速响应调谐控制器的指令。
2. 软件实现自动调谐系统的软件部分主要包括操作系统、驱动程序、调谐算法等。
操作系统采用实时操作系统，以保证系统的实时性和可靠性。
驱动程序负责与硬件部分进行通信，实现数据的采集和传输。
【无线传输技术】第六章 调幅发射机-1
6.1 板极调幅( AM)
为消除调幅变压器的直流磁化，电路中接入了隔 直流电容器CM和音频阻流圈LM。
CM的作用：防止电源通过变压器次级绕组而短路 ，阻止Ia0T从变压器次级绕组通过，能使音频电流 通过；
LM的作用：是Ia0T的通路，但对音频来说，有很 大的阻抗，不会经LM和电源而短路。
8
16
脉宽调制器原理框图
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音频信号幅度决矩形脉冲宽度，而音频
6.2信号脉的频冲率宽决定度矩形调脉冲制持续P期D变M化周 期的频率。
• 在载波状态下，脉宽调制器输出超音频等幅等宽的脉冲序列； • 在调制状态下，它输出超音频等幅调宽的脉冲序列。
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6.2 脉冲宽度调制PDM
在全世界范围内得到应用的PDM发射机，按照调 制级与被调级联接方式的不同，可分为两大类。
无线传输技术
第六章 调幅广播发射技术
第六章 调幅广播发射技术
掌握板极调幅的基本原理；掌握PDM、PSM、 DM、3D广播发射机的基本原理和基本组成；了 解调幅广播使用的天馈线系统的特点。
主要内容：
6.1 板极调幅广播发射机 6.2 脉冲宽度调制广播发射机 6.3 脉冲阶梯调制广播发射机 6.4 数字调制发射机 6.5 3D型发射机 6.4 调幅广播天馈线系统
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第六章 调幅广播发射技术
6.2 脉冲宽度调制( PDM，Pulse Density Modulation)
PDM发射机是为克服乙类板调板调机的缺点而开 发的新的调制方式，从20世纪70年代起在世界范 围内得到广泛应用。
PDM发射机是一种改进的板调发射机，它用脉宽 调制器及其解调器代替乙类板调机的调幅器完成 音频转换，产生被调级进行板极调幅时所需要的 音频调制功率。
中波的发射与接收
中波的发射与接收一、中波的定义中波是指频率为300kHz〜3MHz的无线电波，中波的频段范围是526.5KHz〜1606.5KHz,其波长为575〜187m,频带间隔9KHz。
中波广播(MW: Medium Wave)采用了调幅(Amplitude Modulation)的方式。
在不知不觉中，MW与AM之间就划上了等号，实际上MW只是诸多利用AM调制方式的一种广播，像在高频(3〜30MHz)中的国际短波广播所使用的调制方式也是AM, 甚至比调频广播更高频率的航空导航通讯(116〜136MHz)也是采用AM的方式，只是我们日常所说的AM广播只是中波广播的调制形式而已。
二、中波的传播特点中波广播主要通过地面波传送，中波广播晚上还可通过空间电离层反射(天波)传播。
传播特点存在衰落现象，场强有明显的日变化和年变化，易受太阳活动电离层暴(日凌)影响。
无线电波碰到导体时，就会在导体中产生感应电流，从而损耗掉一部分能量，这种使电波能量变弱的现象，叫做对电波的吸收。
大地是导体，对中波的吸收较强，故以地波形式传播的中波传播不远(约二三百公里)。
白天，由于阳光照射，电离层密度增大，使电离层变成良导体，致使以天波形式传播的一小部分中波进入电离层就被强烈吸收，难于返回地面，加之以地波形式传播的中波又被大地吸收而传播不远，于是就造成白天难以收到远处的中波电台。
到了夜间，大气不再受阳光照射，电离层中的电子和离子相互复合而显著增加，故电离层变薄，密度变小，导电性能变差，对电波的吸收作用也大大减弱，这时，中波就可以通过天波途径，传送到较远的地方，于是夜间收到的中波电台就多了。
三、中波广播的发展历程中波广播技术发明于20世纪20年代，距今已有近100年的历史。
中波广播发展的过程，可以说是提高中波广播发射机效率和可靠性的过程。
经过近100 年的发展，中波发射机的效率从40%提高到近90%,极大地降低了中波发射机的日常维护费用，发射机的可靠性得到极大的提高，停播率大大降低，基本上满足了不间断、高质量播出的要求。
DF100A型PSM100KW短波发射机原理简介及技改分析
DF100A型PSM100KW短波发射机原理简介及技改分析作者：陈畅来源：《中国科技博览》2014年第18期[摘要]本文简单的介绍了DF100A型PSM100KW短波发射机的工作原理和几个技术改进项目，希望通过这些介绍能够为同机型的维护人员带来技改创新的思路，便捷高效的完成维护工作，促进国产大功率短波发射机的成熟稳定运行。
[关键词]DF100A PSM 100KW短波发射机技改中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0116-02正文：DF100A型PSM100KW短波发射机以其高周系统成熟稳定，低周PSM调制器系统先进可靠、操作简单、故障率低、稳定性强等优势在我国应用广泛，成为我国大功率短波发射机的主力机型，为国家稳定，丰富人民精神文化生活贡献力量。
其采用的是目前世界领先的PSM（脉冲阶梯）调制技术，该机型发射机主要由射频系统、控制系统、音频通路、控制系统和冷却系统构成。
其方框图如下：其中射频系统是整个发射机的核心，DF100A型PSM100KW短波发射机的激励器是可以满足工作频率在3.2—26.1MHz频率范围，可以产生1V有效值输出电压的频率合成器。
发射机的射频输入阻抗为50Ω。
来自激励器的信号经过宽放、末前级、高末级三级放大后，产生100KW的射频输出电平。
第一级放大为固态射频放大器，包括两级推挽式增益为20dB的晶体管放大器。
这两级都是宽带放大，从3.2—26.1MHz不需要调谐。
第二个射频放大器（IPA）使用一只4CX3000A 陶瓷四级管。
这只管子是金属电极的电子管，采用强制风冷的冷却方式，连接成栅—地电路。
这种电路为固态放大级提供了一个很平坦的宽带负载，并且不需要中和。
末级射频功放使用的是一只4CV100000C陶瓷四级管，栅极采用的是沼泽电路，以防止在谐振或失谐情况下射频阻流圈的交叉响应。
采用桥式电路对末级四级管进行中和，中和是宽频带的。
中波广播发射机“管窥”
2中波传播特点 中波广播是以一种以地面波的绕射传输为主，电
离层的反射波传输为辅的传播方式。中波广播传播覆
盖范围广，传播速度快。广播靠声音传播，它对受众 传播信息，活跃文化生活，有舆论导向性，知识传播 性等。
音频功率通调制电路使射频震荡随音频信号做振幅调
（2）就DAM高频功率放大器的形式来说，是一
226
次功率合成网络，串联相加，即6个二进制系数小台 阶功放模块和42个大台阶功放模块串联相加，插入主 功率合成器母版和二进制合成器母板，组成功率放大
合成器，完成D/A转换。得到一个有量化台阶的射频
信号，然后经带通滤波器滤波，从而获得和板调机一 样平滑的包络已调幅波。并经相应的调谐匹配装置与 天线，转化为电磁波辐射出去。数字调制发射机方框 图见图3：
（2） 乙类板调机发射机。体积大，重量大，失 真来源多，效率低。
（3） 脉宽调制（PDM）式调幅发射机。DAM和 PDM发射机的功放是一样的。
（4） 脉冲阶梯调制（PSM）式调幅发射机。DAM 和PSM发射机的低频系统有类似之处，都是把音频信 号转换成数字信号，区别在于DAM发射机数字化信号 控制功放，PSM发射机数字化信号控制的是主整电流。
铁塔高度通常为1/4波长，几十米到100多米。 10 kW中波广播发射机，以不同地貌，所辐射的电磁 波可覆盖150〜200 kmo
2.2同步广播 如果广播覆盖边缘频率不同步，会产生什么现象 呢？由波型叠加原理可知：“重叠范围内介质质点震 动位移等于个别波动所造成的矢量和。”即若两列波 源的波峰（或波谷）同时抵达同一地点，称两波在该 点同相，干涉波会产生最大振幅，称为相长干涉（建 设性干涉）。若两波之一的波峰与另一波的波谷同时 抵达同一点，称两波在该点反相。干涉波会产生最小 振幅，称为相消干涉。 因此，在不同地点若干部发射机严格工作于同一 频率，其同频边界场强得以加强 。中波同步广播网频 率同步制规定，相邻电台允许频偏（发射机载波频率） △ fW 0.015 Hz。采用同步广播的目的在于提高中波广 播的覆盖率。
PSM 500kW短波发射机高末屏压自升自降故障分析与维护
中 图 分 类 号 ：Ｎ ３ Ｔ ８７ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ 前 言
我 国的广 播事业经过 ５ ０多年 的发展 ， 己建成 由中、 波 短 广播 、 调频广播 、 有线广 播和卫 星广 播组 成 的广播 传输 覆 盖
信号 Ｕ 。 （ ）ｙ信 号 ： ２ 由功率控制 板送来 的控制 整机输 出功率 的 高、 、 、 低 升 降信 号。 （ ）ｚ： ３ 三角 波信 号 ， 控制 Ｐ Ｍ 补偿脉 冲 的超音频 三角 Ｄ
通关 断多少取决 于 信号 的大小 ， Ａ信 号的变化又取决 于 而 信号 （ 音频 ＋ 直流分 量 Ｄ ）ｌ信号 、 ｃ、 ， 超音频三角波信
分别受绝缘 门双 晶体管 （ｎｕａ ｄＧ ｔ ｉ ｌ Ｔａｓ ｔｒ即 Ｉｓｌｔ ａ ｓＢｐ ￣ ｒｎｉｏ， ｅ ｅ ｏ ｓ
ＩＢ ） Ｇ Ｔ 的电子开关 控制 。而这 些 开关 又 受控 于数 字化 直 流
款大功率 广播 发 射机 ， 采用 Ｐ Ｍ 调 制 方式 ， 有 效率 高 、 其 Ｓ 具
技术 的发展 ， 脉冲阶梯调 制 （ 简称 Ｐ Ｍ 调 制 ） 波发射 机 在 Ｓ 短 全 国很多 广播 发射 台站得到 应用 。 脉冲阶梯 调制 ， 是广播 发射机 较新 的一种 调制 方式 ， 它 的主要特 点就是 以数 字化 的大功 率直 流放 大器作 为调 幅发
压自 自 ” 升 降 的故 障现 象 ， 结合其线路原理 ， 通过 对故障现象
指标好 、 工作稳定等 优点 ， 发射 机控 制方 式采 用微处 理 机控
控制信号和音频调制 信号 ， 即用调制音频信号 的幅度来控制
SW-50型PSM短波广播发射机升降压控制原理及常见故障
２ ． １ Ｐ Ｓ Ｍ（ 脉 冲阶梯调制 ） 调 制系
统原理如 图 １ 所示
Ｐ Ｓ Ｍ（ 脉冲 阶梯调制 ） 调 制系统是
本 型 发射 机 的核 心技 术 ，它是将 主整 和调 幅器合 二 为一 ，又将 主整化 整 为 零 的方法 。主整流器是 由 ４ ８个功率 开
１ ５ ３
Ｖ ０分两路 ，一路控制 帘栅 压 ，一
２ ． １ ． ２工作指令信号的形成 工 作指令 信 号 ，由功率控 制板 产
生 ，根据工作指令 的要求 ，它包含手动
图 ２ 复合信号形成电路
升 降压信 号、全压 半压 信号 以及封 锁 末级屏 压 的变化 和哪 几个 因素有关 ，
短波广播 发射 机。
Ｓ Ｗ一 ５ ０型 ５ ０ ｋ Ｗ 短 波 广 播 发 射机 由循 环调 制器板 发 出的决 定功 率模块 端子输出 电压 Ｖ ０ ＝ ｘ ｙ ／ １ ０ ＋ Ｅ，其 中 Ｅ是
末 级屏 压 有两种 调 整模式 ，即手 动调 通断的合 ／ 拉 闸信 号 ，实际上是 由多路 受 控 于 Ｄ ２ ９的 ９号 端 的直 流分量 。三
在 维 护和使 用过 程 中这类 故障是 比较
常见 的，而 由于 Ｐ Ｓ Ｍ调 制控制 系统非
常复 杂 ，各个 功 能模 块之 间信号 关联
繁复 ，因此 ，要解 决 这类 问题 ，就要
首先 了解 发射机高末屏压工作 的原理 。
２ Ｓ Ｗ一 ５ ０型短 波发 射 机 高周末 级 屏
压 工 作原 理
个 ７ ０ ０ Ｖ直流电压叠加而成 。即调制 音
一
个２ ． ５ Ｖ的直流 电压 ，这是在发 射机
它 采 用 的 Ｐ Ｓ Ｍ 调 制 电 路 ， 和 频的幅度控 制着功率模块 的工作数量 ， 工作 于正 常载波 状态下 所对应 的一 个 ４ １ ８ Ｅ ／ Ｆ型 １ ０ ０ ｋ Ｗ 短波广播 发射机 （ 我 从 而 实现 了对 屏压 的 幅度调 制。这 些 电平 。当音频 信号 和 哼声补偿 信号 叠
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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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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）。
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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每个电压源的电位是悬浮的，串联叠
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6
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。
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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）。
可编辑ppt24源自在任意调幅度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。
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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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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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），
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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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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-
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。
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；
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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。