TSW2500型500kW短波发射机鉴相器的原理与维护
2016-07-17陈蕴涵
陈蕴涵
(国家新闻出版广电总局八三一台 321100)
TSW2500型500kW短波发射机鉴相器的原理与维护
陈蕴涵
(国家新闻出版广电总局八三一台 321100)
TSW2500型500kW短波发射机采用了先进的核心技术,其自动调谐系统全部是采用计算机和数字信号处理技术实现,操作方便,自动化程度高,可在所有短波广播频段内满功率、满调幅、稳定可靠地播出,故障率低、维护量小、实际播出效果好,保障节目安全播出。
TSW2500型500kW短波发射机;鉴相器;原理;维护
1 TSW2500型500kW短波发射机鉴相器的原理
短波发射机的控制系统由中央控制系统、顺序控制器以及马达控制器等三部分组成,将鉴相器运用在调谐系统中,对其控制过程有重要的作用。鉴相器是一种相位比较装置,又称作相位比较器,即输出电压与两个输入信号间的相位差具有确定关系的电路。鉴相器是锁相环的基本部件,同时用于调频和调相信号的解调。
短波发射机的调谐原理为:当短波发射机电子管阳极电路调谐时,其电子管栅极的高频电压与阳极高频电压相差180,阳极高频电压相位随着阳极回路中谐振情况和阻抗的变化而不断变化,这就造成了与栅极电压间的相位差有可能大于或小于180,若想使两者间的相位差保持在180,因此需要对阳极回路的被调谐元件的量值进行调整,该过程即为调谐。TSW2500型500kW短波发射机自动调谐系统使用了两套型号相同的鉴相器:一套用于高前级细调谐,一套用于高末级细调谐。两套鉴相器,其型号完全相同,属于数字式鉴相器。该鉴相器,采用了ECL电路进行设计,ECL电路是射极耦合逻辑集成电路的简称,ECL电路的特点是具有相当高的速度、高的输入阻抗和低的输出阻抗,鉴相器的电源部分和信号处理部分被相互隔离的放置在一个封闭的金属盒中。封闭的金属盒具有良好的屏蔽效果,使鉴相器在高频环境下能够稳定工作。鉴相器由输入电路,比相电路,输出电路和电源等部分组成。
末级调谐通过两个方面执行:首先发射机的输出功率应达到额定值,第二效率应能达到最优,三个测量值用于调谐:板压VAV2决定额定输出功率;入射电压VFWD决定实际的输出功率;鉴相器2的输出(ψ2)作为屏级阻抗的自变量,效率最优时应为0。高前级鉴相器A281的信号PHI1为±4V范围的信号,对应着±100°的相位测量范围。马达控制器需要的控制信号为V=0~10V的电压值,其中0°对应于5V电平。信号在通过平衡输入放大器(放大系数V=1)后由一个三阶低通滤波器进行滤波,滤波器在40Hz时最小衰减大于60dB。随后的放大器(放大系数V=2)进行补偿和频率校正,补偿范围为:±0.16×K3。其中校正系数K3是来自马达控制器的±10V的信号,校正范围为±20°整个测量范围±100°并非是必需的。在随后的电路中信号被限制为±60°,对应±5V的电压信号,该信号被增加5V后转换为马达控制需要的0~10V信号。信号在校正后取半压,并被限制为-5V,经随后的放大器A102信号被增加5V,最后通过+10V的限幅后为马达控制需要的0~10V信号,经输出缓冲器送到马达控制器。
来自高末级鉴相器A283的信号PHI2为±4V范围的信号,对应着±100°的相位测量范围。马达控制器需要的控制信号为V=0~10V的电压值,其中0°对应于5V电平。为了消除因调制对信号造成的影响,信号在通过平衡输入放大器(放大系数V=1)后由一个三阶低通滤波器进行滤波,滤波器在40Hz时最小衰减大于60dB。随后的放大器(放大系数V=2)进行补偿和频率校正,补偿范围为:±0.16×K4。其中校正系数K4是来自马达控制器的±10V的信号,校正范围为±20°。整个测量范围±100°并非是必需的。在随后的电路中信号被限制为±60°,对应±5V的电压信号,该信号被增加5V后转换为马达控制需要的0~10V信号。信号在校正后取半压,并被限制为-5V,经随后的放大器A102信号被增加5V,最后通过+10V的限幅后为马达控制需要的0~10V信号,经输出缓冲器送到马达控制器。
高前级输出网络根据鉴相器φ1提供的误差信号PHI1进行细调(MP2)缓慢增加高末级屏压VaV2,并且根据鉴阻器ΔP和鉴相器φ2提供的误差信号PHI2对高末级输出网络进行自动细调,直到达到额定输出功率(500kW),此时的高末级屏压也达到额定值(约13.7kV)。鉴相器分析原理:鉴相器是一个相位比较装置,又称为相位比较器。是使输出电压与两个输入信号之间的相位差有确定关系的电路,也就是能够鉴别出输入信号的相差的器件。
2 TSW2500型500kW短波发射机鉴相器的故障与维护
(1)发射机开机发出调谐工作指令后,发射机无法自动调谐,高末级无栅流,高前电感线圈调谐驱动装置指示灯亮,高末级调谐、宽放电流升高,高前经检查发现高前电感线圈已处于电感最大的位置,立即倒换为手动调谐,将高前电感线圈向相反方向调整(减小电感),整机各表值工作正常,判定为感性失谐。
分析判断:根据上述现象分析,发射机手动调谐正常,说明故障位于自动控制回路,又高前电感线圈无法向增大的方向转动,由此判断故障出在正检波电路
故障处理:拆开高前鉴相器,测得滤波电容c2已经击穿,由于c2通地,使得d1检波出来的信号,直接接地,只有d2一条支路输出,因此使得误差信号为负值,更换滤波电容c2后,高前的自动调谐功能正常。
(2)发射机开机发出调谐工作指令后,发射机可以调谐,但是无法调整到位,功率不足,高末调谐驱动一直动作,高末电容一直向下限位传动,高末屏极过流,发射机故障保护掉高压。重加高压后,倒用手动调谐,调大高末电容量至正谐点后,此时除高末调谐驱动装置误差指示表仍满打外整机各表值正常,判定为容性失谐。
分析判断:根据上述现象分析,发射机手动调谐正常,说明故障位于自动控制回路,又高末电容一直向下限位转动不止,则说明在电路中已经失去了检波信号,由此判断故障出在检波电路。
故障处理:拆开鉴相器,测得负检波二极管已开路,造成该支路无信号输出,更换检波二极管后,故障排除。
在实际工作中,鉴相器损坏的故障是时有发生的,但只要掌握鉴相器在调谐控制中的工作原理,就可迅速排查类似的故障,保障节目的正常播出。
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