浅谈350机型1kW PDM中波发射机的检测保护电路

高健达

内蒙古新闻出版广电局开鲁727台 内蒙古 开鲁县 028400

引 言

如果将发射机系统比作人体的话，控制系统相当于人体的神经系统，检测保护电路相当于人体的感觉神经。它对发射机各系统进行取样并与正常值进行比较，如有异常传回大脑（控制板中的单片机），由大脑发出信号马上中断发射机工作或进行其它相应处理。了解发射机各部分的检测保护电路原理，可以更好地理解和判断发射机的一些常见故障。

哈广350 型1kWPDM 中波发射机是一款目前应用比较普遍的机型。所谓350 机型是指功放单元采用了IFRP350 场效应功率管，并且机器的主要部件如前置放大器、调制驱动放大器、功率放大器，采用独立的印刷板接插式结构的PDM 中波发射机型。本文以哈广350 机型为例简要说明了发射机各电路板上的取样保护电路的动作机制及其在故障判断中的作用。

1 调制器板的检测保护电路

1.1 调制器板的脉宽超限检测电路

如图1所示，XS1-3为调制板的最终产品——脉宽调制信号的输出脚，XS1-4是由电源装置给出的低压电源+15V调制驱动启动信号。比较器N14-2的9脚为从脉宽调制信号中提取的一个直流电压信号，该直流电压与脉冲波的占空比正相关。比较器的10脚为从+15V中分压得到的参考电平。

当U+＜U-时，比较器N14-2 的7 脚输出低电平0V。此时，继电器K1 的16 脚为0V，1 脚为15V，继电器吸合，脉宽调制信号允许输出。

当U+≧U-时，比较器翻转，N14-2的7脚输出高电平15V。此时，继电器K1 的16 脚为15V，1 脚为15V，继电器断开，脉宽调制信号不允许输出。

参考值U-一般设为脉冲波占空比为2/3 时对应的直流信号的值，此时对应的载波功率为1kW。

1.2 调制器板的封锁调制信号电路

图1 脉宽超限检测电路

图2 封锁调制信号电路

图3 电流平衡保护电路

如图2 所示，当有从控制板发出的+15V 信号进入XS1-5 时，意味着控制板中单片机发出封锁调制指令。此时，三级管V14 饱和导通，直接使脉宽调制信号箝位到地，不允许进入后级。

2 调制驱动板和功率放大板上的检测保护电路

2.1 功放板上的电流平衡检测保护电路

如图3 所示，调制驱动板上的封锁调制信号电路是与功率放大板上的平衡电流检测电路连接在一起的。当左右两侧的功放桥中，某一侧出现故障导致电流不平衡时，会在T1 变压器的次级线圈上产生一个感应电压，并经过V5、C2 整流滤波后将可控硅V4 触发导通，脉宽调制信号嵌位到地。

2.2 功放板上的功放故障检测保护电路

如图3 所示，当场效应功率管被击穿导致电流过大，保险F1 或F2 会断开，保护电路中其它部分。这时，光耦N1 或N2 中发光二极管导通并发光，导致光敏三极管导通，此时向外输出功放故障信号被嵌位为0，对外显示功放故障。光耦起到将检测电路与功放电压隔离的作用。

2.3 功放板上的调制故障检测保护电路

如图3 所示，无论是电流不平衡导致的调制信号入地，还是直接由控制板发出的“禁止入”的封锁调制信号导致的调制信号入地，“调制故障信号出”的电位都被嵌位到0，对外显示调制故障。

3 功率合成母板上的检测保护电路

3.1 射频激励过推动和欠推动检测电路

图4 射频激励过推动和欠推动检测电路

图5 连锁故障的检测电路

如图4 所示，由前置放大器板输出的射频取样信号（与加到功放板上的射频信号同源）经R4、R5 分压和V2、V3、C4 全波整流后，加到由N1 组成的窗口比较器。由电位器W1 和W2 设定过推和欠推的门限值。当加到功放板上的射频信号超过由W1 设定的门限值时，将产生“过推动”信号送到控制板，当加到功放板上的射频信号低于由W2 设定的门限值时，将产生“欠推动”信号送到控制板。控制板上单片机发出关机信号，并重复关、开机一次。对外显示“过推动故障”或“欠推动故障”。

3.2 功率合成母板上的连锁故障检测电路

如图5 所示，功率合成母板上的X1～X5，分别是前置放大板、两块功放板、两块调制驱动的插槽。只有在全部五块板子接插良好，并且门开关关闭的情况下，发射机正常工作。否则，只要有一块板子接插不严或门开关断开，就会引起连锁故障报警。该电路会给控制板送去一个连锁故障信号，对外显示连锁故障，发射机不能开机（不能加高压）。

4 输出取样板和输出监测板上的检测电路

4.1 输出取样板上的检测电路

4.1.1 RF 电流取样电路

RF 电流的取样是通过磁环变压器T1 和T2 的次级绕组上产生射频电流信号，再通过与变压器并联的电阻产生与一个与射频电流成比例的电压信号输出，如图6 所示。

T1 上取的射频电流信号直接送到控制板上特定比较电路去监测RF 电流是否超限。如超限，控制板将关机后试控性开机一次；如仍超限，则关机至手动开机；如不再超限则继续正常工作。

图6 射频电流、入射功率、反射功率的检测电路

4.1.2 入射电流、反射电流取样电路

T2 上取的射频电流信号分为两路：T2 的A 端取入射方向的射频电流，在R3、R4 并联的电阻上产生一个与入射电流成比例的电压信号；T2 的B端取反射方向的射频电流，在R5、R6 并联的电阻上产生一个与反射电流成比例的电压信号。并且A 端和B 端的电压相位差为180°，这两路信号进入输出监测板的X1-3 和X1-5。

4.1.3 射频电压取样信号

射频电压的取样是通过电容C5、C6 分压和C7、C8 分压得到的并通过X1-7 和X1-9 输出到输出监测板。

4.2 输出监测板上的定向耦合电路

输出监测板中有两个定向耦合器，分别产生入射功率的耦合信号与反射功率的耦合信号。

如图6 中输出监测板部分所示，输出取样板来的射频电流信号由X1-3 和X1-7 进入，而射频电压信号由X1-1 和X1-5 进入。加在二极管V1 和V2 两端的射频电压和射频电流采样信号都相差180°相位，C1 和C2 为平衡电容，用于调整由电容分压得到的射频电压的大小。L1、C3 和L2、C4组成的低通滤波器用于滤除射频信号。R3 和C5 组成低通滤波器用于滤除音频信号。在R1、R2 上建立的电压与入射/反射功率的平方根成正比。入射功率采样信号送入控制板，作为入射功率的指示。反射功率采样信号送入控制板，除用作反射功率的指示外，与控制板内的特定比较器中的门限值相比较，如得到高电平的话，将得到驻波故障报警信号。这时，控制板内的单片机将会发出封锁调制信号，并将功率下调随后放开调制封锁，如高驻波仍存在，则将重复上述动作。如高驻波故障消失，则恢复预定功率。

总 结

发射机各系统的检测信号除了简单动作自行处理以外，其余信号最后都会进入控制板进行进一步处理，然后送入控制板中单片机的I/O 接口，单片机依据存储在其中的具体指令进行一一处理，封锁调制、关机、关机并重关、开一次、降功率等等。这些检测电路存在的意义就在于给位于控制板中的大脑（单片机）提供原始触觉信号，由单片机进行判断处理，发出指令，进行下一步反应动作。

深刻理解发射机的各个系统的检测保护电路的结构功能和动作机制，有助于技术维护人员对发射机的日常维护保养以及遇到故障时的紧急处理。深入分析设备的工作原理，掌握设备的运行特征，也是做好技术维护工作的根本保证。希望通过本文的分析，能够对同行的技术维护工作有所启迪。