关于PDM 1kW中波广播发射机的调试总结

2018-08-14付立英

通信电源技术 2018年6期

付立英

（松原中波发射台，吉林松原 138000）

0 引言

PDM 1kW中波广播发射机的射频系统由DDS频率合成器、前置放大器、功率放大器、功率合成母板、输出匹配网络及取样监测电路构成。音频系统由具有音频处理器功能的调制器和调制驱动板组成。控制显示系统包括LCD显示屏、智能控制板（输入输出接口电路）和键盘。电源部分包括主整电源和低压稳压电源[1]。

1 静态输出匹配网络调整

将发射机接入假负载，使用矢量分析仪调整发射机的输出匹配网络。发射机的输出匹配网络如图1所示。

图1 发射机输出匹配网络

1.1 调整三次谐波陷波器（L5和C3组成）

将A点断开接入矢量分析仪，将矢量分析仪的频率设置在载波频率的3倍，带宽设置为5 MHz，调整可调线圈L5，使三次谐波陷波器谐振于载波频率的3倍频上，恢复A点的连接。

1.2 调整带通滤波器

从C点断开L2与C1的连接，从B点断开L3与L2的连接，接入矢量分析仪测量独立的并联谐振回路，调整电感L2的B点短路夹位置，直到谐振为止。从D点断开电感L1与合成变压器的连接，调整串联谐振回路，将矢量分析仪接入后调整电感线圈L2的短路夹，直到达到串联谐振状态。

1.3 恢复D、C、B和A的各点连接，调整发射机的输入网络阻抗

将矢量分析仪调整到阻抗圆图测试状态，反复调整电感C点位置，使发射机输入网络的阻抗的实部调整为约20 Ω，微调电感L1使虚部输入阻抗接近-11 Ω。连接好输出网络的全部连接线并紧固好短路夹，接入发射机负载。

1.4 调整T形网络阻抗变换，使发射机输出50 Ω

将E点断开连接，带入L4与E点连线，将矢量分析仪接入E点，并将矢量分析仪调整至阻抗圆图状态，频率范围校准在3 MHz。调整“负载”阻抗线圈L4，调整“调谐”阻抗线圈L3，“负载”阻抗线圈L4主要影响实部，“调谐”阻抗线圈L3主要影响虚部。最终，使E点输出阻抗为纯阻50 Ω，虚部接近于0。

2 加高压前的部分控制和显示功能调整

2.1 加电前的检查

在加电前检查各单元电路板电源线与电源装置板之间的连接情况，检查整流桥与电源装置板之间的连接，且熔断器与地之间不应存在短路现象。拔掉各单元电路板的供电插头，确保各单元电路电源输入端（插座）没有对地短路现象，然后合上低压电源。此时，风机将开始转动，用万用表测量电源装置板，检查+5 V、+15 V、-15 V、+30 V电压。若+5 V电压偏高或偏低，可以调节电源装置板的调节电位器来实现。将单元电路板拔下的插头全部恢复，测量频率显示板、调幅度指示板、调制器板、频率合成振荡器板、控制板和功率合成母板的各种低压电压。

2.2 调整控制保护系统

2.2.1 低压状态下将各种保护功能取消

在功率合成母板上找到“联锁”通道将其接地，使保护功能“联锁”被取消。找到并拔出比较器芯片LM339，使保护功能“欠激励”和“过激励”暂时不起作用。将隔离二极管正极接地，暂时取消“过流”保护功能。合上整机中低压开关，观察显示屏自身显示情况和指示内容。若显示屏存在亮度和颜色问题，可以通过调整显示屏工作电压调节电位器来改善，直到显示汉字的颜色和亮度满意为止。根据显示屏提供的“故障”指示逐一排除故障，直到显示的所有“故障”都“正常”结束。在控制板上找到“驻波比”故障保护电路，通过调整驻波比门限输入电压调节电位器，将“驻波比”故障暂时不起作用。按下“复位”按钮给发射机复位，显示屏返回到主界面。

2.2.2 低压电源“±15 V”指示调整

测量控制板“±15 V”的电压值，通过调整控制板上的“±15 V”指示电压调节电位器使显示屏显示实际的“±15 V”测量值。

3 高压电源回路调试

拔出前置放大器板和两块调制驱动板，使两块功率放大器板没有激励信号和功放电压输入，同时拔下功率放大器板的230 V功放电压保险，将两块无保险的功率放大器板插入功率合成母板。

3.1 开机排除故障

给发射机加上低压，观察显示屏显示全部“正常”后加高压，仔细听交流接触器的两声动作声音，如果出现异常马上关闭低压。检查控制板上高压控制回路（控制板、延时控制器）或按显示屏的“故障”提示排除相应的故障。

3.2 高压回路控制过程

按“开机”键，整机开机第一继电器线包加电吸合，+30 V通过延时控制器输出至开机第二继电器的线包。第二开机继电器吸合，交流接触器1动作，之后第一和第二继电器释放，交流接触器2动作，发射机加上高压。

3.3 高压调试

发射机正常上高压后，用万用表测量功率合成母板的-115 V和-230 V功放电压，-230 V分压后的取样电压为-72 V。在控制板上找到“-230 V”和“-115 V”的电压指示调节电位器，改变电位器来使显示屏显示的“-230 V”和“-115 V”为测量值。发射机升功率，用万用表监测增益控制电压直至最大不变，调整功率增益电位器，将功率增益电压最大值限制在+6 V，然后将功率增益电压将为0后关闭发射机。

4 RF通路与音频通路的调整

4.1 调试频率合成振荡器

将前置放大器板从功率合成母板上拔出，断开RF通路。加低压调整频率合成振荡器，用数字万用表检查频率合成振荡器的各芯片电路电源电压是否正常。调节温补振荡器的输出，使用精准频率计测量9.216 MHz的频率输出稳定在0.1 Hz变化范围内。用示波器测量频率合成器的RF输出，使输出载波f0为幅度是4.5 VPP的方波信号。该信号送至功率合成器母板，作为前置放大器的输入信号。

4.2 前置放大器的调整

前置放大器共有4级放大器，第一级为TTL驱动电路，第二级为三极管放大电路，第三级为MOSFET管放大电路，第四级为MOSFET管放大电路。前置放大器将频率合成器输出的RF信号放大，满足前级的幅度需要。

4.2.1 测量前级输入

将前置放大器板重新插入功率合成母板后，给发射机加低压。测量前置放大器的射频输入端，在示波器的显示屏上可以观察到方波信号，方波信号的幅度约4.5 V。测量前置放大器板的末级输出，幅度为25 V左右的方波信号。若信号不正常，则逐级检查。

4.2.2 前级RF输出调整

用示波器测试功率合成母板上的射频输出端，通过调整带通滤波器（由串联谐振和并联谐振组成）的谐振电感和电容，使串并联谐振于载波状态。观察示波器，直到显示的正弦波幅度最大。之后，改变合成变压器的次级抽头，使正弦波幅度接近峰峰值80 V，前级调试完毕。

4.3 调制器板调整

调制器板包括副载频输出、三角波输出、阻抗变换、音频处理、低通滤波和多路混合电路。它的功能是处理（600 Ω平衡）音频输入信号，将音频信号调制在副载频上，为调制驱动板提供所需的调制驱动信号。

4.3.1 音频通道的调试

采用音频测试仪给调制器板输入1 kHz（0 dB 600 Ω平衡）的音频输入信号，测量音频放大器的输出信号，调节起限电平电位器寻找起限点，直到放大器输出负脉冲为止。此时，音频压缩器的输入端电压为+0.8～1 V，即0 dB起限电压，用示波器监测音频压缩器的输出信号；加大音频信号输入的幅度至+20 dB，此时音频压缩器的输入端电压为+2.8 V，用示波器监测音频压缩器的输出信号应与0 dB输入时基本一样；调整最大输出电位器限制音频信号的输出幅度为+10 dB。用自动音频测试仪测量输出音频信号的失真度，调节失真调整电位器，直到起限后的音频信号的失真指标最低。用自动音频测试仪测量输出信号的频响指标，给调制器板音频输入端送30 Hz～10 kHz（-2 dB不起限）的音频信号，调整频响调节电位器，直到频率响应指标最好（±0.5 dB之内）。测量调制器板的噪声指标，给调制器板的音频输入端送1 kHz（0 dB）的音频信号，测量其输出噪声指标应超过-70 dB。

4.3.2 调试音频调制信号

用示波器测量D触发器的占空比，调整电平转换电位器，使占空比达到1:1的方波（频率为72 kHz）。用示波器测量72 kHz三角波信号，通过电位器调节改变三角波幅度，直到达到4 V为止。用示波器测量调制器板的输出端，加高压，升功率，示波器显示屏上将出现72 kHz的15 V脉冲输出信号。该信号将随着功率增益电压的上升而展宽脉冲宽度，随功率增益电压的下降而收缩脉冲宽度。通过调整脉宽调节电位器，使脉宽最大占空比调整为2:3［2］。

5 调整驱动级

调制驱动板是放大器的电源。72 kHz的脉宽信号由调制器板输出后被调制驱动板放大，并解调输出至功率放大板，功率放大板对已经解调的“音频+直流”信号进行幅度调制。当调制脉冲占空比最大2:3时，直流信号的幅度为-90 V。

5.1 调整调制驱动板

把调制驱动板插入功率合成母板的对应插槽，将之前取消的“联锁”保护功能恢复。发射机加低压，观察显示屏。当指示均“正常”后，加高压。测量-230 V功放电压也正常后，升功率，观察“音频+直流”信号。

将两块调制驱动板插入母板，恢复功率合成母板中的“联锁”和“调制”故障保护功能。加低压，待显示屏出现主页面，以及“联锁”和“调制”都显示“正常”后，加高压，用万用表测量-230 V功放电压。按“升功率”键，测量“直流+音频”信号应在0～-90 V变化。当功率增益升至最大时，幅度为-90 V；功率增益降到0时，幅度为0。

6 调试功放级

功放级由两块完全相同的功率放大器模块组成，每个功放模块都由8只场效应管IRF350组成H桥式放大电路，处于D类工作状态。两只功率放大器输出经电压、电流合成后，输出至高频末级匹配网路。

6.1 升功率调试

将功率放大器板的保险恢复后插入母板，开机上高压，边缓慢升功率边观察调制驱动板和功率放大模块的工作状态。当显示屏出现功放电流指示时，暂停升功率，检查功率放大模块的射频输出测试点波形，无异常后继续升功率。当显示屏指示电流为4.8 A时暂停升功率，观察显示屏的入射功率指示，此时入射功率应为1 kW。若显示屏显示的入射功率不是1 kW，则需要调整入射功率指示电位器使其指示为“1 kW”。

6.2 最大功率点调整

当显示屏指示电流为4.8 A、入射功率为1 kW时，关闭发射机，微调发射机末级槽路输出网络的可调电感线圈L2的抽头位置，然后开机，观察显示屏指示的功放电流数值，记住当前的抽头位置和电流值。关闭发射机继续微调抽头位置，寻找电流指示最大点（谐振点）。反复微调几次后确定最大点位置，关闭发射机将电感线圈L2抽头固定好。