TBH—522型发射机监测系统的硬件设计

李斌

1、引言

本文介绍了TBH522型150kW短波发射机监测系统的设计思路，同时对硬件方面的技术要求及选择做具体分析。TBH-522型短波广播发射机按照整机功能结构而言，可以划分为电控箱、低周箱和高周箱三大部分（不包括冷却系统的风机，热交换器，配电柜等机外部分）。电控箱的监测是由电控及保护系统、自动调谐控制系统和PSM调制控制器来完成的，这里不再详述。本发射机监测系统主要就是要实现对低周箱和高周箱的指标参数监测。

2、功能实现

150kW短波发射机的监测系统主要是用来实现对短波发射机的工作状态及各级电路工作时的电气参数进行实时监控和数据检测。根据使用要求，本系统需要通过发射机数据采集装置采集到：高前级的灯丝电流、灯丝电压、栅极电流、栅极电压、帘栅极电流、帘栅极电压、板极电流、板极电压8个模拟量。末级的灯丝电流、灯丝电压、栅极电流、栅极电压、帘栅极电流、帘栅极电压、板极电流、板极电压8个模拟量。高前激励、宽放电流、宽放电压、输出功率、反射功率、调幅度6个模拟量。

3、硬件设计

3.1 系统总体框图

3.2 系统主板电路设计

⑴系统主板采用ARM11-6410;⑵系统显示屏的选择与ARM11-6410配套的显示屏;⑶系统主板与数据采集板的AD之间采用SPI总线连接，由系统软件控制所有的数据采集及数据处理;⑷系统主板与数据采集板的DA之间采用I2C总线连接，由系统软件控制所有的数据输出及数据处理;⑸系统主板嵌入在数据采集板上，形成ARM11-6410+数据采集板的一体化结构板。⑹工作电源的设计考虑：系统主板和采集板的工作电源为+5V;有源高精度隔离变送器的工作电源为+24V。

3.3 24路AD采集电路的设计考虑

⑴在高前级的8路AD输入采用T5530CP有源高精度隔离变送器。⑵在末级的8路AD输入采用T5530CP有源高精度隔离变送器。⑶其它8路的AD输入只有6路采用有源高精度隔离变送器，其中2路输出增加一个OPA277。

放大器电路用于小信号放大后再进入ADC变换器进行转换数据。

3.4 AD输入采用的芯片是MAX1270/MAX1271

⑴以下8路数据输入带有T5530CP隔离变送器的，AD芯片是采用1片MAX1270多量程，12位数据采集系统作为输入（其输入范围设定为±5V或±10V）。高前激励，高前级灯丝电流，高前栅极电压（加OPA277放大器），高前帘栅电流，高前帘栅电压，末级灯丝电流，末级阳极电压，备用。⑵以下8路数据输入带有T6630CP隔离变送器的，AD芯片是采用1片MAX1271多量程，12位数据采集系统作为输入（其输入范围设定为±VREF，±VREF/2，VREF=2.5V）。高前阳极电流，高前阳极电压，末级栅流，末级栅压，末级阳极电流，末级帘栅压，末级帘栅流，备用。⑶带隔离变送器的输入6路，AD芯片是采用1片MAX1270多量程，12位数据采集系统作为输入，其输入范围设定为±5V或±10V。宽放电压（加OPA277放大器），宽放电流（加OPA277放大器），宽放功率（加OPA277放大器），高前栅极电流，输出功率，反射功率，不带隔离变送器的输入2路（调幅度监测电路的检波音频信号输入和经过隔直电容的音频信号输入）⑷MAX1270/MAX1271简介。MAX1270/MAX1271多量程，12位数据采集系统（DAS），只需要一个+5V电源工作。然而，在模拟输入信号，可以超过在供电源界限之上和低于接地信号之下。这些系统提供了八个模拟输入通道独立的软件可编程的改变输入范围：对于MAX1270而言，其输入范围可以通过独立的软件编程让八个模拟输入通道输入范围分别为0-±10V，0-±5V，0到+10V，0到+5V其中的任何一个;对于MAX1271而言，其输入范围也可以通过独立的软件编程让八个模拟输入通道输入范围分别为0～±VREF，0～±VREF/2，0～+VREF，0～+VREF/2其中的任何一个输入范围。当VREF=2.5V时，MAX1271的输入范圍就应该是0～±2.5V，0～±VREF/2=±1.25V。

3.5 2路温度（入水温度和出水温度）测量电路

⑴原来发射机的水温检测（1A7-A6），电子管入水温度过高，表明热交换器不正常;出水温度过高表明电子管工作不正常，这两种情况都应该禁止发射机的正常工作。设置在A5中的入水和出水温度检测电路就提供这种功能。由于干扰的原因，但实际上从来就没有正常工作过。⑵原来发射机的入水温度传感器和出水温度传感器给出的电压值是多少？需要测量一下。⑶我们采用DS18B20可编程分辨率的单总线.数字温度计，看是否能够真正实现电子管的入水温度和出水温度的测量。

3.6 T5530CP/T6630CP隔离变送器

T_CP系列隔离变送器，是前级正负信号输入，后级正负信号输出的有源隔离模块。模块内部嵌入了一个高效微功率电源，可以在向内部信号处理电路供电的同时向外围电路输出一路隔离电源。在三线制和四线制应用场合，该产品大大简化了用户的设计，提高了PCB的空间利用率。由于内部采用电磁隔离技术，相比光耦隔离具有更好的温漂特性和线性度。此模块为四隔离，信号输入、信号输出、电源输入和隔离电源输出相互隔离。

4、总结

本系统实现了对发射机高低周各项指标参数的监测，同时新硬件、软件的使用，保证了本系统的稳定性和直观性。