伺服系统在DX600发射机中的运用及维护

江 勇，熊阿伟

（海峡之声广播电台，福州 350000）

1 伺服系统简介

DX-600中波发射机，由3个200kW的功放单元以及并机网络组成。发射机并机网络的作用是将3个200kW功放单元的射频输出功率叠加，产生600kW的总输出功率，并经过输出匹配网络调整阻抗与天线阻抗相匹配。为在发射机三并机和二并机工作方式切换后，并机网络能够自动调整输出阻抗，使发射机正常运行，输出网络安装了伺服系统，如图1所示。

伺服系统主要由伺服控制板和伺服驱动马达组成，伺服控制板控制伺服驱动马达动作来调整电容值。输出网络使用了两套伺服驱动系统，一个是调谐（TUNE）伺服，另一个是调载（LOAD）伺服。调谐伺服用于调整输出匹配网络输入端的电容，而调载伺服用于改变输出匹配网络输出端的电容。当一个功放单元发生故障并脱机后，由发射机控制单元控制伺服马达对输出网络重新调谐。正常三并机方式下，输出网络将三路射频并机点的56Ω阻抗与50Ω天线阻抗相匹配，但在二并机状态运行时，并机点阻抗从56Ω变成84Ω，伺服系统必须对输出网络的调谐电容和调载电容进行调整，以使84Ω阻抗能够与50Ω天线阻抗相匹配。

图1 并机网络伺服系统示意图

2 伺服系统原理分析

伺服系统安装有终端电气限位装置，限位位置是根据电容的调整范围量而确定好的，这样可以避免伺服系统在进行电容量调整时，损坏电容。由于调谐伺服系统和调载伺服系统是完全一样的，因此我们只分析其中一种。如图2、图3所示，从伺服控制板上输出的一个10V直流电压作为伺服控制的基准电压，根据调谐、调载电位器的不同位置，对应的不同分压值通过TB1-4将伺服位置反馈回伺服控制板，伺服控制板进行位置检测，经TB1-1，2去驱动马达进行位置调整。注意的是，驱动马达可调整的范围是从0V～10V。下面我们将从伺服控制板控制电路来对伺服控制系统进行详细分析。

图2 伺服驱动马达结构图

图3 伺服控制系统原理图

2.1 调谐电路分析

如图4所示，对应于那些输出电容的调谐和调载位置的电压通过J1进入伺服控制板，经过U11缓冲，加到一个差分放大器上，而且与三并机和二并机工作方式下的基准电压进行比较，该电压由选择开关U7送出。这个比较器电压对一个用于驱动调谐和调载伺服马达的脉宽调制器进行调制，并对过流和熔断保险丝指示进行监测。模拟输出多路处理器输出模拟信号，用于进行调谐负载和驱动电压的电表指示。调谐伺服反馈电压从J1-B23进入伺服控制板，该电压来自调谐电容器调整机构上的一个电位器，这个电位器产生出与电容器位置对应的一个可变电压。该反馈电压经低通滤波滤除射频干扰，然后经过U11-1缓冲处理。差分放大器U10-8将调谐位置电压与通过基准电压多路处理器的三并和二并基准电压进行比较，在TP17端产生出调谐驱动信号。由R29调整调谐延时，以防止调谐的摆动。为防止对调谐电容调整过度，可由R41调整上限限位，由R49调整下限限位。当达到上限或下限时，EPLD将封锁脉宽调制器的输出。

2.2 H桥式开关放大器

图4 调谐电路原理图

图5 H桥式放大器驱动原理图

从555时间电路U1发出的三角波信号和调谐驱动信号加到U9-1和U9-2两个比较器上以产生脉宽调制信号。如图5所示，这些信号都是经过U2缓冲后发送到一个H桥式开关放大器以作为伺服马达驱动信号。调谐驱动马达根据输出驱动信号是升或者降来进行正转或反转动作，当需要进行升操作时，EPLD的P50输出低电平信号，经过U2反相放大后使Q7，Q8导通，此时，15V驱动电压将经过Q8送到调谐驱动马达，并从J1返回经过Q7形成回路，此时调谐驱动马达进行正转动作；当需要进行降操作时，EPLD的P48输出低电平信号，经过U2反相放大后使Q5、Q6导通，此时，15V驱动电压将经过Q6送出到调谐驱动马达，并从J1返回经过Q5形成回路，此时调谐驱动马达进行反转动作。

图6 伺服控制板伺服位置调整框图

电流传感电阻R16用于监测是否过流。如果过流，比较器U3-1就向EPLD发出一个有效低电平信号。当保险丝熔断了，保险丝比较器U3-2就产生一个保险丝故障信号给EPLD，并使发光二极管DS2指示灯变成红色。555时间电路U1为脉宽调制器产生三角波信号，当选择了“慢速”时，它就产生一个矩形波信号以减少门激励信号的占空比。

2.3 伺服位置调整方式

伺服位置的调整有三种方法，第一种是通过触摸屏的伺服控制菜单栏对伺服进行手动调整，第二种是伺服控制板对伺服进行自动调整，第三种是通过控制板上的开关对伺服进行手动调整。第一种比较直观简单，这里不作介绍，主要介绍第二种和第三种。

如图6所示，需要实现自动调整时，将开关S1打到2-3位置即可；需要实现手动调整时，首先将开关S1打到1-2位置，然后根据情况切换开关S2的位置，如果此时要进行粗调则将S2打到1-2位置，如果要进行微调则将S2打到2-3位置，然后调整S3和S4，S3是手动调谐开关，进行升降调整，S4是手动调载开关，也是进行升降调整。

3 伺服系统的维护

3.1 伺服系统的统调

在发射机初次装机调试或更换伺服系统主要部件系统失调时要进行系统调整，伺服组件的统调包括设置机械定位点和调整基准电位器，使其进入伺服组件的调整范围。

（1）设置机械定位点

⊙ 将机械定位终点位置设置在导轨的末端。

⊙ 脱开基准电位器与驱动部分，手动将电位器调到10Ω±1Ω位置。

⊙ 将电位器与驱动部分用皮带套上。

⊙ 手动转动伺服直到基准电位器指示为9.8kΩ±100Ω位置。

⊙ 将伺服的这一位置点用机械定位梢固定。

（2）校准伺服组件与驱动部件

⊙ 在安装伺服组件之前，旋动电容驱动器机械部分，将可变电容顺时针方向旋到底（用手操作，以便当电容旋到底时不会造成电容损坏）。

⊙ 上紧空转轮皮带，并留出1cm的余量（皮带上得太紧会使驱动阻力太大，而皮带太松会产生跳动杂音）。

⊙ 将电容设置到最大顺时针位置时，将它们逆时针方向旋动一圈。

⊙ 安装伺服驱动组件。如果驱动器传动轴1/2圆弧大于1/4圈的距离，应将皮带松些，并调整驱动机械部分（不要动电容）与驱动轴调直。

3.2 伺服驱动电容的更换

⊙ 将要更换的电容底部转动杆咬合部件拧松。

⊙ 旋动伺服驱动机械部件，以便使可变电容顺时针转到底。这样就会使伺服组件右侧上的黄铜终止片全部进入它的行程底部。

⊙ 将需要更换的电容顺时针方向旋到底直到拧不动（不要过紧），然后将它顺时针旋回1/2圈，并连到电容驱动器上。

3.3 日常维护

伺服控制系统的日常维护保养主要包括：

⊙ 用红外测温枪检查网络中调谐电容器和调载电容器温度和网络中各连接处温度。

⊙ 检查传动机构皮带松紧度是否合适，传动皮带有无裂纹，检查伺服电位器连接导线是否牢固，紧固传动机构的固定螺丝，定期给传动机构上润滑油。

⊙ 定期测试伺服控制板上测试点电压，做好记录，出现异常及时调整。

⊙ 定期清洁伺服传动机构和伺服控制板，注意清洁伺服电容时，要使用无水酒精擦拭网络调谐电容器和调载电容器的陶瓷部分。

[1] 广播电视发射与传输维护手册.DX型大功率中波发射机