500kW短波发射机YCP16系统单元简介

2015-04-18梅楠

科技视界 2015年14期

梅楠

（国家新闻出版广电总局七二四台，陕西宝鸡721000）

0 引言

TSW2500型500kW短波发射机是目前世界上最先进的短波发射机之一,PSM发射机的主要组成部分有：射频级，脉阶调制器（PSM），发射机控制部分，电机控制,电源和冷却部分，相关的安全装置用于保护工作人员的安全。这里主要介绍短波发射机系统单元YCP16功能结构，然后从具体功能分析PSM部分的工作方式和原理及其本身在发射机系统中的作用作了简要描述。

1 系统单元YCP16工作原理及主要功能

系统单元YCP16用于PSM放大器的组织、保护和数据采集，音频放大的许多重要功能位于系统单元的外部，见图1。其主要功能有：系统安全控制，与发射机相关的关联控制，电流电压的测量，变压器监测，其他控制功能，A/D转换器，调制模式单元，载波电压控制，用户界面，与发射机控制系统的通讯，电源电压监测，连锁线监测，风冷系统监测，水流量与水质监测，水温监测，阳极断路器OFF（如果“PSM紧急关断”信号有效，将使阳极断路器关断），阳极断路器ON（如果“PSMCTRL-OK”信号有效，发射机控制系统才会使阳极断路器合上）。

图1 PSM控制系统组织方框图

1.1 系统的安全功能

PSM系统内与安全功能相关的控制信号有：PSM-CTRL-OK，EMERGENCY-OFFn，VA-BLOCKn。PSM-CTRL-OK信号高电平有效，指示PSM系统运行正常，阳极断路器可以合上。EMERGENCY-OFFn如果屏流大于20A，并且持续时间超过80毫秒将产生I--MAX—PS信号。如果出现I--MAX—PS信号，PSM控制系统会产生EMERGENCY-OFFn信号，关断发射机。如果I-MAX-PS信号激发EMERGENCY-OFFn，那么必须关断PSM控制电源才能复位。PSM控制系统在运行测试程序的过程中，也会产生EMERGENCY-OFFn信号，并一直持续到测试程序运行结束。如果出现EMERGENCY-OFFn信号，发射机控制系统将会关断阳极断路器。VA-BLOCKn信号是为了保证系统的安全，该信号会导致PSM控制系统关断所有的功率模块，从而关断阳级电压。并且在VA-BLOCK*信号有效时（低电平），所有的功率模块将保持关断状态。PSM控制系统通过VA-Block信号，向发射机控制系统提供本系统的工作状况。一旦出现故障，在故障持续时间内，VA-Block信号处于有效状态 (低电平)，其持续时间至少100ms。

1.2 电压和电流的测量

屏极电压和电流的测量和计算，是由PSM控制系统完成的。如果运行时的测量值超过了设定的门限值，功率模块将被关断。屏极电流是通过分流电阻来测量的。分流电阻上的电压信号经过射频滤波处理，送到高输入阻抗的差分放大器，并通过对差分放大器的输出进行计算得到I-MAX*（该信号将产生VA-BLOCK*信号）、I-MAX-PS*（该信号将产生EMERGENCY-OFF*信号）和I-PS三个信号，其中IPS用于变压器监测。发射机加400Hz、100%调幅，调整电位器R161，直到发射机出现屏流越限（I-MAX门限值）而保护（红色发光二极管 I亮）,再将R161回调半圈即可。屏极电压通过分压电阻来测量的。分压电阻上的电压信号经过射频滤波处理，送到高输入阻抗的差分放大器，并通过对差分放大器的输出进行计算得到U-MAX*（该信号将产生VA-BLOCK*信号）和U-PS两路信号，其中U-PS用于变压器监测。在YCP16上可以对屏级电压（VaV2）进行调整。对应于额定功率500KW，要通过调整“ADJ”的值使VaV2的电压为13.7kV。在YCP16板上，按黄色的“select”键（使该键的指示灯点亮），再按 “+”键直到显示出现ADJ。再按黄色的“select”键（使该键的指示灯灭掉），然后按“+”、“-”键（增加和减小）来调整屏级电压的值。如要保存设置结果，按“select”键保存设置。

1.3 变压器的监测

PSM控制系统对变压器的输入功率（测量值P-TRAFO）和输出功率（信号I-PSM和U-PSM计算得到）进行实时测量和计算。如果输入功率与输出功率相比过高，变压器监控会响应，从而关断PSM放大器。（由 YCP16 的 X14（3，8）接到 A161（545，546）。在调整好 I-MAX 和U-MAX之后，调整YCP16板上的电位器R159，使测试点MP6的电压为1V。将发射机的音频滤波模式设为 “LP-WIDE”，然后发射机加7.5kHz、100%调幅，再调整电位器R163，直到发射机出现越限（PTRAFO门限值）保护（红色发光二极管 >P亮）,再将R163回调半圈即可。

1.4 运行模式控制

发射机的运行模式和载波功率大小（载波功率在0到额定值之间）的选择是由YCP04板来完成的。运行模式信息通过运行模式向量（OPM-VEC，见图1）传送到YCP04板的。带有运行模式特征参数的数字音频信息与RAMP数据相乘。数字音频信号与RAMP变量的乘积称为顺序 RAMP 控制（“SEQUEN-TIAL RAMP CONTROL”），其结果用于控制发射机载波功率的大小。运行模式的选择是通过软件和硬件共同实现的。是通过OPM信号（运行模式控制）将运行模式矢量信息OPM-VEC-D（0…7）发送到运行模式单元（YCP04板）来实现的。可选择的运行模式有以下几种：PSMT（手动载波控制）、DSB、DCC、SSB（单边带）。

载波功率的改变规律 (载波功率从0到额定值)是由前面所述的AF-ENABLE(音频允许信号，即调制允许)和“顺序RAMP控制”决定的。来自A/D转换器的数字音频信号首先被送到运行模式单元进行处理，然后与RAMP的值(载波电压幅值)相乘。乘数因子RAMP的值（放大系数）在0至1的范围内。载波电压控制负责对这一放大系数的监测。从时间的角度来看，RAMP数据基本上可分为两个范围：即动态范围和静态范围。在动态范围内，在除PSM-MANUAL模式以外的其它几种运行模式，RAMP数据从最小值（A=0）变到最大值（A=功率）。数据的改变是线性的，变化时间由发射机控制系统决定。在动态范围内，如果RUN-UP-ENABLE信号变为低电平，那么从变为低电平的一刻起，RAMP数据将不会改变。当RAMP数值等于POWER值时就进入了静态范围。在发射机控制系统中,信号POWER用于设定载波电压。