HCDF-300W 数字电视发射机功放原理分析

□曾祥燕 杨志平 巫开华

随着中国地面无线数字电视的逐渐普及，数字电视发射机已逐渐被各发射台站使用。HCDF-300W 数字电视发射机是国家广电总局无线局广播电视数字化试点项目中标设备，是县级地面数字电视发射台的核心设备，在全国应用非常广泛。该机功放部分立足于高可靠、高指标的设计思想，各级功放全部采用偶数功率管设计原则，并留有功率余量，不会因某级功放中某管不正常工作而造成停机。其末级利用魏金森网络（WILKENSON）原理进行同相分配和合成，整机采用三路150W 功放一次合成，确保300W功率输出，功率余量可达350W 以上。

功放单元的工作原理

300W 功放单元由1 只3 路分配器、3 路150W 功放单元、1 只3 路合成器组成。输入射频信号经3 路同相分配器后，送入3 路150W 功放单元，经大功率3 路合成器后，输出功率在300W 以上，经数字带通滤波器，输出功率大于300W 以上。3 组150W 功放具有相同的指标，同增益、同相位、同功率，因此之间可相互调换。

150W 数字功放单元由一级放大器组成，增益为19～21dB，由2 只PHILIPS 公司生产的BLF878 组成放大模块，输出功率150W。该管单管输出功率可达80W，合成输出在150W 以上。附属部分有液晶指示、控制电路2 路3dB 同相分配器和2 路同相合成器。二个管子输入合成和分配均采用3dB 传输线定向耦合器。采用该网络分配和合成，具有良好的相互隔离能力，吸收端采用大功率吸收负载。在双管工作时，其中某一管不正常工作，整机仍能不间断工作。另外采用该匹配输入、输出分配和合成电路，分配和合成无需调试，而且频带宽、匹配好。

每组功放都设有独立的过流、过压、过激励、过反射等保护系统，具有自我诊断、自我报警功能。每个功率管的各种参数及整组功放的各种参数，通过耦合、检波、取样送入液晶控制单元供指示及控制使用。

分配和合成是采用魏金森原理设计的同相分配和合成技术，然后通过大功率同轴变阻器进行功率合成。其网络图（见图2）：

合成网络采用进口同轴电缆、隔离电阻及大功率同轴式阻抗变换器组成，N路信号经过同轴电缆1/4 波长、LN1、LAN2、LAN 变到节点I，再经过十路同轴式阻抗变换，将阻抗50Ω/14 变为50Ω。该变换器是利用阶梯阻抗变换原理，采用平坦型设计，利用二节1/4 波长进行变换，实现宽带匹配。另外同轴阻抗变换器设计充分考虑到所承受的功率余量，其设计可达到20KW 以上。由同轴电缆LB1…LBN、LC1…LCN 及隔离负载RG1…RGN 一起组成魏金森匹配网，其基本作用是具有宽带匹配，相互隔离好。当某一路出现故障时，其不平衡造成的功率送入到隔离负载，而不会影响其他路的正常工作。魏金森同相匹配网的另外优点是可以任意增加路数，在多路同相合成时，其总功率输出不会因某一路损坏而影响太大。当一路或几路不正常时对总输出功率的影响由下面公式可得出：

注：N 为总路数，M 为损坏路数，P0为单路输出功率

当一路损坏时，

二路损坏时，

发射机的技术维护是广播电视安全播出工作的重要组成部分，要做好这项工作需要从细节入手，多学习多总结，以快速排除各类故障，确保广播电视信号安全、优质的送入百姓家。