Multisim12用于广播设备维修

葛会娟

(辽宁朝阳三二八转播台，辽宁 朝阳 122000)

0 前言

中波转播台作为基层台站，工作人员熟练的掌握电路理论和知识，对解决实际问题非常必要。转播台的工作特点是，平时设备不发生故障时，人们不可能随时的打开发射机和工作的各种设备来学习和操作以及测量各种参数，而仅仅看书又没有实际操作的感觉，这使得一些人员参加工作几年甚至十几年，遇到问题无从下手，更谈不上故障处理和维修了。这里介绍的multisiim仿真软件，能够很好的解决上述问题。

1 软件介绍

Multisim12仿真软件自20世纪80年代产生以来，经过数个版本的升级，除保持操作界面直观、操作方便、易学易用等优良传统外，电路仿真功能也得到不断完善。目前，其版本NI Multisim 12主要有以下特点。

1.1 直观的图形界面

如图1，软件开启的界面，为了保持软件的稳定，最好使用英文界面。界面上以图标的方式显示了所用的类型，包括元件符号、仪器仪表符号、分析符号等。元件和测试仪表均可直接拖放到屏幕上，可通过单击鼠标用导线将它们连接起来，虚拟仪器操作面板与实物相似，甚至完全相同。可方便选择仪表测试电路波形或特性，可以对电路进行20多种电路分析，以帮助设计人员分析电路的性能。

图1 启动界面

1.2 丰富的元件

自带元件库中的元件数量更多。NI Multisim 12的元件库不但含有大量的虚拟分离元件、集成电路，还含有大量的实物元件模型，包括一些著名制造商，如Analog Device、Linear Technologies、Microchip、National Semiconductor以及Texas Instruments等。用户可以编辑这些元件参数，并利用模型生成器及代码模式创建自己的元件。

1.3 众多的虚拟仪表

Multisim 12提供22种虚拟仪器，这些仪器的设置和使用与真实仪表一样，能动态交互显示。用户还可以创建LabVIEW的自定义仪器，既能在LabVIEW图形环境中灵活升级，又可调入Multisim 12方便使用。更多的性能，请参阅参考文献[1]。

2 故障分析应用

目前中波台都使用了固态发射机，与电子管发射机相比，其工作稳定、电路复杂，工作人员处理故障的机会少了，处理故障的难度增加了。这就要求技术人员对发射机的整机原理熟练掌握，对单元电路深入理解。如下的2例说明仿真软件在维修中的作用。

故障1：

现象：10 kW发射机-22 V电源不稳定，电压变化范围是-18.5 V～-26 V，变化时间1～10 min。

分析，图2是22 V电源电路，该电压送到三端稳压器，得到15 V的稳压，为相关的集成电路供电，如果-22 V(绝对值)电压过低，小于-17 V时，则三端稳压块7915将失去稳压作用，运放的-15 V电源工作不正常，导致更多电路工作不正常。实际中还发现，每次长时间(1～2 h)停机后再次开机，该电压稳定。由电子学常识可知，当线路接触不良时，导体的电阻会由于接触面减小而变大，由于电阻变大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在该接触处就会产生局部升温，随着温度升高，该接触处的电阻又继续升高。由此我们可以初步判断可能是由于接触不良造成的，以往的维修过程是反复的停机开机，反复的观察和测量，从而确定具体的故障位置，效率不高且停播时间较长。如果应用proteus仿真的方法，则可以通过仿真预先确定故障点。在图2中，将一个模拟电阻接在不同的位置，当接在如图所示的位置时，输出电压如图所示，改变电阻值，输出电压变化范围是-18.5 V～-26 V，与实际相符。实测发现是整流桥的一端接触不良，重新焊接后，工作正常。

图2 电源仿真

故障2：

现象：驻波比显示不正常，天线零位指示13 V以上，功率升不上去。而反射功率指示0.05。

分析：图3是天线零位取样检测电路原理图， C1、C2用于电压取样，L1、R2用于电流取样，C4、C5、C6、L2及连接的开关分别是一组元件而非一个元件。其作用是调节取样信号的幅度和相位，以便在负载阻抗匹配时使得输出端为0，此时变压器T1的输入端A、B的信号幅度相同、相位相同。为了方便仿真，在此仅作A、B以后的分析，观察输入信号A、B幅度和相位发生变化时输出的情况。C点是整流以后的信号，D点是滤波后的直流电平。图4是T1输入信号幅度相位相同时的情况(虚拟示波器显示结果，以下同)，此时可以看到输出端C点没有信号输出，最后滤波的直流成分为0。图5是输入信号相位相差30度时的情况，此时输出端C点有波形输出，而且信号的最低点就是0电平，滤波后得到信号的峰值电平。改变输入信号的相位差，输出信号的幅度随之改变，相位差越大，输出信号幅度越大。同理，改变输入信号的幅度差，输出同样会发生类似的变化。本故障中，如果天线负载发生较大变化，则天线零位和反射功率应该同时有较大变化，但是实际是反射功率变化较小。 首先测试了天线的特性阻抗(为51+j2)，变化不大，所以怀疑是天线零位取样电路的问题。实际反复试验发现是其中的开关SW1中接触不良，导致电压取样的幅度变化，最后使得C点的电压升高，显示天线零位过高，在功率增加时起到的保护作用。

3 结论

本文通过2个实例，介绍了multisim12仿真软件故障分析中的应用，它可以让技术人员更透彻的掌握电路的原理，确定电路的正常工作状态，为实际维修操作提供预判。熟练的掌握multisim12软件，在处理故障时会有事半功倍的效果。希望能对同行技术人员有抛砖引玉的作用。

图3 驻波比检测仿真原理图

图4 A、B同相位波形

图5 A、B相位相差30度的波形