数字化自动调谐系统出现的主要问题及处理

赵秋香

一、概述

TBH-522型150KW短波发射机，其高周系统调谐元件的机械定位由自动调谐系统进行控制。全机共有八个被调元件，分别称为l～8路。

l路——一高前级回路电容器，作本级调谐用，作粗调和细调；2路—一—高末级腔体短路板，作粗调；3路——一高末级调谐电容，作粗调和细调；4路——一高末级调谐电容，作粗调；5路——一高末级调载电容，作粗调和细调；6路——一高末级调载线圈，作粗调；7路——一室内型匹配器中的可变电容器，作粗调；8路——一高前级调谐电感，作粗调。

被调元件包括线圈和真空可变电容器等，改变其机械转动因数即可改变其电参量，通过直流伺服电机驱动的传动装置输出机械转动力矩即可实现这种改变。每一传动装置上都装有一个与被调元件机械联动的多圈电位器（称为跟踪电位器，随动电位器），其机械位置与相应的被调元件完全对应，当在它两端加上直流电压时，即可用其中心头对另一端的电压值代表该电位器的位置，从而也代表对应被调元件的位置信息（电参量信息）。事实上，可用另一个电位器（称为给定位置电位器，主动电位器）与上述跟踪电位器相并联组成电桥电路，然后在电桥的两端加上直流电压，则在两电位器的中点间可得到由两者机械位置差决定的误差电压，当两者位置相同时该电压为零，否则上述电压为正或负值。

上述由跟踪电位器跟踪给定电位器位置电压而实现的只是被调元件的粗调。要想准确定位，有的被调元件还需进行细调。细调误差信号由鉴相器和鉴阻器给出。本机只有三个元件须进行细调（1路、3路和5路）

二、运行中出现的问题及改进方法

问题一：第6、8路在多次的倒动过程中会偶然出现数据的跳变，造成实际到位时误差较大，如在倒频中出现，就会引起机器失谐，造成停播。

原因：在FPGA逻辑芯片内部的实际位置计数器的数据产生跳变。

处理：通过单片机对数据进行实时检测，当发现数据发生跳变时，单片机就能及时检测到，并立即将发生跳变前的准确数据重新写入计数器中，使倒频能够顺利进行。

问题二：2、7路控制气阀的继电器在吸合的过程中会发生抖动。2路气阀的抖动直接影响腔体短路板的正常转动，延长倒频时间；上激励后7路气阀的抖动会造成匹配器闸刀的烧坏，影响安全播音。

原因：控制气阀的继电器工作回路如上图。

当FPGA输出的控制信号使光耦导通时，继电器K就应该吸合，测继电器线包两端的电压为8.2V左右，而此继电器的正常吸合电压在7.8—8.0V左右，因此继电器工作时的电压接近吸合电压的临界状态，当有高频信号干扰时，就可能引起继电器的抖动。

处理：为使继电器能可靠吸合，且又方便查看，将安装在下面主板上的发光二极管D2短路，使继电器的工作电压上升到10V左右，就能可靠吸合。

问题三：倒频过程中，当调谐状态进入细调时，会出现2路的实际计数被清零，这样在下次倒频时2路就不能正常到位。

原因：由于2路传动器安装在腔体后部，当机器进入细调状态时，传动器处在一定的强高频磁场内，且2路传动器的引线较长，极易引入高频干扰，造成下限位的光电限位开关可能处于关断状态，2路的实际计数被清零。

处理：在FPGA的逻辑电路中，当粗调完成进入细调后，就将不需细调的2、4、6、8路的实际位置计数器进行锁定，不能被高频所干扰，只有在下次倒频时才解除。

问题四：谐完成后，宽放的输出幅度出现摆动，特别在13M时，还能听到宽放小盒内的啸叫声。

原因：用示波器观察合成器的输出信号，输出信号的幅度按较高的频率变化，再用示波器观察合成器激励电平控制信号，也能看到在其直流电平线上叠加有高频干扰信号，正是这些干扰信号使其控制合成器的输出幅度信号发生变化。

处理：激励电平控制信号是由主板产生，通过一个电子电位器输出一个0—2V的直流信号，在正常工作时的输出幅度为0.4V左右。将该信号用高频电感电容组成的π型滤波器及470μF电解电容进行滤波，使激励电平控制信号是一个纯粹的直流电平信号，就可消除摆动的现象。

问题五：鉴相信号的处理。开始时，直接采用原自动调谐系统内检测单元小盒中的鉴相信号输入到单片机内进行判断处理，但每次倒频时1、3、5路细调后到位情况均不一样，出现较大的误差。

原因：是由于原信号输出幅度不大，Q值不高，使得在接近调谐点时误差较大，不能准确到位。

处理：将原信号进行放大10倍，再用稳压二极管把电压稳在5V以内，以保证单片机的输入电压要求，同时提高了Q值，使之能准确的调谐到谐振点上。

三、小结

调谐系统的自动化程度，对于实现发射机的自动化控制有着举足轻重的地位。现在，数字化调谐系统的应用大大提高了发射机的数字化程度，使得发射机的自动控制成为了可能。不过要做到在局信息化平台上高速、可靠地运行，还需不断完善，这也是我们今后的努力方向。