TSD—10中波全固态数字调幅发射机射频激励原理分析

2015-12-26舒象明作者单位贵州省新闻出版广电局706台

西部广播电视 2015年18期

舒象明（作者单位：贵州省新闻出版广电局706台）

舒象明
（作者单位：贵州省新闻出版广电局706台）

摘要：贵州省新闻出版广电局706台在90年代末基本上使用的发射机是上海明珠科学研究所生产的中波10kW全固态数字调幅发射机。本文以上海明珠科学研究所生产的中波10kW全固态数字调幅发射机射频激励板的部分线路作了定性的阐述。主要对晶体振荡器、可编程分频、锁相环频率合成、驻波比报警线路作了分析。

关键词：晶体振荡器；可编程分频器；锁相环；射频激励

射频激励板其作用是提供发射机的工作载频信号源，为并机工作及调幅立体声广播提供射频激励的输入、输出接口；如果发射机的输出网络或天馈系统、驻波比发生故障时，通过频率监测系统进行保护性切换。上海明珠科学研究所生产的TSD-10中波10kW全固态数字调幅发射机射频激励板由晶振基准信号源、锁相环频率合成器、可编程分频器、外部射频的激励信号输入、驻波比报警保护、射频激励电路和射频激励板的电源供给7个部分组成。

1　石英晶体振荡器

石英晶体振荡器是能够获得更高频率稳定度的自激振荡器。晶振信号源是采用频率稳定度高达的恒温晶体振荡器，基准振荡频率为。图1是晶振级交流等效电路。这个电路是电容三点式振荡电路，它的优点是Q值很高，高达百万以上。尺寸很小易保护，谐波少，波形好，频率稳定度高。石英晶体在回路中等效为电感，所以TSD-10中波全固态数字广播发射机的射频激励器为并联谐振型晶体振荡器。图1中C1的作用是微调振荡频率，出厂时已调整好的，不能随便调动。

图1　晶振级交流等效电路

2　分频与锁相

图2　压控锁相框图

锁相环频率合成器包括锁相环集成块电路D4与低通滤波器（R8、R9和C5）,以及三位（由D6、D8、D10组成）十进制BCD码的可编程分频器。

锁相环集成电路D4含有：鉴相器、压控振荡器和低通滤波器（环路滤波器），三部分电路组成一个闭环反馈系统。集成锁相环包括相位比较器和压控振荡器，而环路滤波器是根据使用要求外接的。相位比较器的功能是把输入信号的相位与压控振荡器的输出信号的相位进行比较，将两者的相位差变换成与之成比例的输出电压。当输入电压Vi为零时，环路滤波器就没有输出电压，压控振荡器处于频率为的自由振荡状态。设相位比较器输入电压的相位为θi，压控振荡器输出电压的相位为θ0，相位比较器将输出一个与两个信号相差成比例的误差电压Vd(t),环路滤波滤除其中的高频成分,输出一个控制电压控制压控振荡器，使θ0向θi靠近，直到相位误差θi～θ0趋近于零，环路就稳定下来，进入锁定状态。所以说锁相环是一种相位（频率）自动控制系统。

锁相环集成电路D4的第14脚输入的基准信号与3脚输入的可编程分频器载频的N次分频信号进行鉴相比较。13脚输出的鉴相误差脉冲信号经过RC二阶低通滤波器形成一个直流电压，送入9脚的压控振荡器控制端，由这电压去控制压控振荡器，进行频率调整以至相位修正，直至两个比较信号的相位差为零并进行相位锁定。因此，经过锁相环相位锁定的振荡器输出信号不仅频率精度与频率稳定度与晶体振荡源相同，而且相位与基准信号同步，其频率稳定度达到。

可编程分频器由三个可编程计数器D6、D8和D10构成三位十进制BCD码分频器。在这里用做可变分频器S2、S3、S4是“8、4、2、1”码拨码开关分别对应分频次数的百、十、个位。如果我们要将送入可变分频器的的高频激励信号进行分频后获得的信号，则需分频次将S2、S3、S4分别设置为0001、0101、0001即可。此时射频激励板输出就是载频信号了。

3　驻波比报警的保护

当发射机的输出网络或天馈系统发生故障引起驻波比保护动作时，监测板将VSWR（+）信号送入射频激励板的J7−5经过V5的反相缓冲放大后，去控制两个模拟开关N7B与N7D的切换，去封锁板上的射频激励信号，而将从射频功率合成器输出取样变压器（T101）得到的网络射频衰减振荡信号作为激励信号输出。因为驻波比故障是由于输出网络或天馈系统的故障，引起相位变化、阻抗失配和产生反射波而造成的。这时功放模块的射频输入与输出信号之间必然存在相位差，因此故障期间在封锁功放的同时，将输出网络中的衰减射频振荡信号作为功放的激励，可使功率射频的输入与输出相位继续保持一致，以提高发射机工作的安全性。

4　射频激励监测电路

监测电路由VD6、VD7及其附属RC支路构成主要检测射频输出脉冲是否存在，射频激励脉冲消失时，无论射频输出缓冲驱动器输出电平恒为“高电平”还是“低电平”，监测输出信号输出端之间存在负电压，即J7−3比 J7−1的电位高，监测显示板（A32）将显示射频激励故障，而只有射频激励脉冲存在时，才能使监测输出端出现正电平，监测显示板将显示射频激励正常。