DF100APSM发射机高速驻波比检测板的原理分析和干扰抑制

摘 要：作者从对DF100A PSM发射机的驻波比保护入手，分析了高速驻波比保护电路1A17的原理和保护值的设定，同时针对电路因干扰会产生误动作，从而影响了发射机的正常工作，威胁安全播出。文章对干扰及抑制措施进行阐述，对于同机型发射机有借鉴作用。

关键词：DF100A发射机；驻波比保护；原理分析；干扰抑制

1 概述

在DF100A PSM发射机的射频输出网络中，由于射频末级不可能达到理想的匹配状态，当天馈线与发射机处于不理想匹配状态时，就会产生反射功率。反射功率对发射机元器件有损害，也就影响发射机的稳定运行。当反射功率较大时，会在发射机的输出网络（∏-Г-Т网络）即高末级槽路、谐波滤波器、平衡转换器元器件上产生较高的电压，就会导致器件打火，严重时将使真空电容、电感烧坏，所以在发射机上加入了驻波比保护电路。

驻波比保护电路由两部分组成，一种是机械保护，即反射功率表保护，当发射机反射功率超过一定值时（反射功率表上红色指针设定的功率值，一般为10kW），反射功率表内部的继电器动作，发射机将从高功率降到低功率，如果超过三次，发射机就会掉高压。但是，由于继电器机械保护动作时间为毫秒级，对于雷电、天馈线系统的打火等，引起瞬间反射功率过大是不起作用的，因此，发射机还设置了高速驻波比保护电路，即1A17电路，它采用电子保护方式（设定值为20kW），使保护动作时间提高到了微秒级，极大地提高了动作保护时间。采用这两种驻波比保护电路，可以快速检测发射机的驻波比，大大提高了发射机的稳定性。AD524放大器作为1A17板的核心，下文将主要分析其内部线路及工作原理，以及干扰1A17板正常工作的原因和抑制干扰的措施。

2 1A17电路核心器件和相关联电路的原理分析

2.1 集成放大器AD524AD

AD524AD放大器是由美国AD公司生产的高精度仪表运算放大器，它的特点是工作线性度高，共模抑制比（CMRR）高（当G=1000时可达120dB），失调电压比较低、漂移较小及噪声小（0.3mVp-p），失真小：0.003%，（G=1），可以通过跳针设定增益值，其范围为1～1000。该电路中，增益选G=1000档，由R1（5k）电位器调节。AD524AD放大器可以是差动输入也可以是单端输入，并设置有输入保护电路，适用于加电和掉电时各种工作环境。它的增益带宽比较宽，而且输出转换速率较高，阶跃响应建立时间短。AD524AD放大器可以用两种方法实现增益的微调：一种是在放大器芯片的第3和第16引脚之间加入一个外接电阻（如图1中R1所示），R1的电阻值计算公式为：RG=40K/（G-1）。为了得到比较高的精度，应选用温度系数比较低的精密电阻，否则，由于外接电阻和芯片AD524AD内部的薄膜电阻不匹配就会影响到增益精度和增益漂移度；另一种方法是采用外接电阻与芯片AD524AD内部电阻相并联，从而减小了温度系数的影响，降低噪声。

2.2 高速驻波比保护板1A17工作原理

如图2所示，115VAC送至1A17TB1-1、2端，经变压、整流、滤波及稳压后，得出±15V电压，为1A17相应的器件提供直流电源。来自反射功率取样探头3A8J2的信号通过屏蔽线接到TB1-12上，此信号一般为0.005～0.45V，经过R2、C8滤波后接到运放U2的同相端（第2脚）。地线屏蔽层接到1A17TB1-11，经R3、C9滤波后接到U2的反相端（第1脚）。反射功率取样信号经运放U2放大后送到双电压比较器U3（LM393N）的反相端（第2脚）。比较器U3的同相端（第3脚）接基准电压4.6V，U3的反相端接U2的輸出端（第9脚）。正常情况下，U3-3的电压大于U3-2的电压，输出端U3-1=15V，为高电平，使得场效应管Q1IRFD9123截止，1A17TB1-15电压为0V，继电器1K54不得电；另外，场效应管Q2IRFD9123饱和导通，输出端子1A17TB1-16为0V，于是为提供调制器控制器接地通路。其中，电容C10形成电压负反馈。

当反射功率过大，U3-1输出低电平（0.71V）时，通过C10的作用，反馈给U3-5，使其瞬间脉冲变为低电平，U3-7瞬间输出低电平，促使场效应管Q2的迅速截止，从而封锁调制器，同时，场效应管Q1IRFD9123导通，1A17TB1-15为15V，使得继电器1K54得电动作，又使1K44得电动作，反射功率切断指示灯6DS16变红，如图3所示。从而起到了高速驻波比保护作用。

调节R1反射功率与播出功率相差的比值大小，即调节R1可以调整放大倍数。

2.3 1A17相关控制电路分析

图3为反射功率切断控制和指示电路。已做介绍。

图4为反射功率表和1A17的连锁1控制电路。当反射功率正常时，反射功率表内部的继电器的11-12接点接通，电源1PS2的+24V电压送到调制器控制器音频通路板9A4上的光电耦合器U4，反射功率正常时，1A17的场效应管Q2导通，1A17TB1-16端输出低电平，使得U4里的发光二极管导通发光，U4里受光就饱和导通的NPN型光电三极管导通，调制器控制器功率控制板9A5上的+15V电压使联锁1灯发光，U2A的1脚是低电平，当2、8脚都是低电平时，或非门U2A的9脚输出高电平，调制器可以正常工作。1A17和6A3是或逻辑关系，只要有一个检测到有反射功率过荷情况，则反射功率都会切断。

以6A3为例进行说明，当反射功率表的黑针指示的反射功率达到红针设定值时，反射功率表内部的继电器的11-12接点断开，15-16接点闭合，如图4所示，11-12接点断开后电源1PS2的+24V电送不到9A5板，光电耦合器U4的发光二极管不导通不发光，三极管也不导通，则联锁1灯不亮，U2A的1脚为高电平，U2A的9脚输出低电平，产生非工作指令信号，非工作指令灯亮，瞬间封锁调制器，保护了发射机。

图4 连锁1控制电路

3 干扰高速驻波比检测电路1A17工作的原因及抑制措施

在发射机运行过程中，曾经出现过反射功率切断故障，检查了相关联的元器件都是正常的，有的元器件作了更换，但还是会出现故障现象。经过分析，并用示波器测试取样输入端1A17TB1-11、12的信号，发现波形有畸变，说明有干扰现象存在。由于1A17电路中集成运放U2（AD524AD）采用了差分电路，共模抑制比很高，所以1A17不会产生干扰，那这个干扰信号只能是从外电路串进来的。在DF100A PSM发射机一机箱中有各种变压器、阻流圈、整流模块和电路板，当它们工作时，会使一机箱中的电磁频谱环境变得非常复杂，在单位体积内，电磁功率的密度会很大。如果不能有效地治理这些电磁辐射，发射机就会受到干扰，导致不能正常工作。因此，在一单元中，入射功率表、反射功率表和自动增益控制器件采用金属壳屏蔽方式屏蔽、隔离外界的辐射。发射机的一、二、三单元机箱都是独立的金属箱体，这在很大程度上消除了各单元之间相互干扰。所以，产生干扰1A17工作的原因主要有：（1）1A17本身接地不好引入干扰信号；（2）取样线的屏蔽层接地不好引入干扰信号；（3）取样输入端1A17TB1-11、12未插接好或者端子引线松动引入干扰信号；（4）从取样输入端串进一个电磁干扰信号。

针对这四种情况，在处理时，对1A17的接地进行检查，测量其接地电阻，确保1A17接地良好，将取样线进行处理，并做好接地，紧固1A17TB1-11、12引线端子，同时在端子TB1-11、12两端并接一个104（0.1μF）电容，可将干扰信号旁路。处理后，发射机再未出现上述现象，说明干扰信号被抑制了。

4 结束语

以上对驻波比保护设定和高速驻波比检测电路1A17及其相关联电路的原理进行了分析。同时针对电路因干扰会产生误动作，从而影响了发射机的正常工作，威胁安全播出。对干扰1A17正常工作的原因及抑制措施进行阐述。在DF100A PSM发射机维护工作中有很好的借鉴作用。

作者简介：张建林，726台甲机房，工程师，学士学位。