DF100A型100 kW短波发射机调谐系统平台的实现与应用

潘会兰 安海燕

摘  要：DF100A型100 kW短波发射机调谐系统在发射机中发挥着重要作用，它控制着频率合成器输出相对应的激励信号频率，可完成10个预置调谐频道的定点位置的设置，实现调谐元件的粗调和细调，由此可见各个调谐元器件的位置决定着发射机能否正常稳定运行，直接影响着电台的安全播音工作。为此，通过对DF100A型100 kW短波发射机调谐系统的研究，自主开发组建了一个标准的DF100A型100 kW短波发射机调谐系统教学和测试平台，文章重点介绍其构成、主要内容、特点及应用情况。

关键词：DF100A型100 kW短波发射机调谐系统平台;构成;原理分析;主要创新点;应用效果

中图分类号：TN948.53      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）01-0040-04

Realization and Application of Tuning System Platform for DF100A 100 kW Shortwave Transmitter

PAN Huilan，AN Haiyan

（State Administration of Radio and Television 2022，Kashgar  844000，China）

Abstract：DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system plays an important role in the transmitter. It controls the frequency of the excitation signal corresponding to the output of the frequency synthesizer，and can complete the setting of the fixed position of 10 preset tuning channels，so as to realize the coarse and fine tuning of the tuning elements. It can be seen that the position of each tuning element determines whether the transmitter can operate normally and stably，and directly affects the safe broadcasting work of the radio station. Therefore，through the research on the tuning system of DF100A 100 kW shortwave transmitter，a standard teaching and testing platform for DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system has been developed and set up. The composition，main contents，characteristics and application of the platform are mainly introduced.

Keywords：DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system platform;composition;principle analysis;main innovation;application effect

0  引  言

無线电台作为国家广播发送与维护的直属单位，发射机是其重要组成部分，其中DF100A型100 kW短波发射机属于无线局下属电台中众多电台共同拥有、使用和维护的机型。众所周知，在DF100A型100 kW短波发射机的组成部件中，调谐系统是它的重要组成部件，其工作状态的好坏直接影响着发射机能否正常运行，与电台安全播音工作息息相关。该系统控制8路调谐元器件，起到谐振、滤波、阻抗变换的作用，是发射机高效稳定运行的关键。调谐系统主要由调谐控制单元、调谐马达组件、调谐负载元器件、遥控接口板、调谐驱动板卡等组成。其作用主要有以下几点：

（1）倒频时可控制频率合成器输出相对应的激励信号频率。

（2）可完成10个预置调谐频道的定点位置的设置，完成负载的粗调。

（3）可对波段以外的5路调谐元器件进行微调。

（4）在调谐不到位时会有明显的指示（允许调谐灯不灭），并控制封锁调制器工作。

由此可知，DF100A型100 kW短波发射机调谐系统的控制部件很多，机械传动复杂，马达负载联动工作量大，涉及电工电子通信知识点较多，对于其控制原理的学习以及掌握其备件维护要点尤其重要。无论是老值班员还是新参加工作的大学生，都需要积累本行业工作经验，还需提升维护发射机的业务能力，岗位培训是必不可少的环节。任一路调谐出现故障时，更换工作经常是高空作业加上空间受限，往往耗时费力，处理时间较长，严重影响发射机正常播音工作。于是在研究调谐工作原理的基础上，利用现有的备件搭建了此调谐系统教学及测试平台。

1  设计背景

DF100A型100 kW短波发射机的8路调谐元器件，包括高前调谐，高末调谐，高末负载调谐，谐波滤波器，平衡不平衡，三路短路棒，这些调谐元器件一般都是大型真空电容和大型盘香电感，在发射机中占据空间有限，但直接影响着发射机高效稳定安全运行。当任一路调谐故障时，之前常采取对其进行个别损坏元器件更换或紧急整体更换的处理措施，此时上机更换需要多人参与操作。如更换高末调谐调载真空电容需要有人在狭小的机箱内长时间进行托举，更换谐波滤波器，整体需要从机箱顶部抬下抬上，至少需要5人至6人共同配合操作才行，此外高空作业加上空间受限，经常是耗时费力，处理时间较长。但如果备件调试状态不佳，之前的更换便是耗时费力，做了无用功，更换就要从头再来，无疑增加停播时长，给维护者增加工作量。

短波发射机调谐系统是发射机核心单元，它控制部件涉及模电数电知识点多，机械传动复杂，马达负载联动工作量大，对于新参加工作的大学生。没有本行业工作经验，也没有维护发射机的基础，上岗前的培训显得尤为重要。以前的培训，由于条件限制，只能是理论多，上机只能认知元器件，真实的工作情况理解不透彻，往往是知识点死记硬背，当处理故障时没有清晰的思路，手忙脚乱，培训没有达到要求，效果不理想。对于老值班员，处理故障只能凭并不丰富的经验，走了不少弯路，延误播音时间。

在大型真空电容电感、谐波滤波器或平衡/不平衡转换器进行拆卸、更换和安装的过程中，高处作业，电容放电等多处都存在较大安全隐患，随时可能发生人身和设备安全事故。

综合考虑以上问题，急需设计一调谐系统平台，来解决上述各种问题。机房同志们不断开拓创新，坚持从实践中来到实践中去的原则，勤动手、勤思考，不断地发现问题，解决问题，于是，DF100A型100 kW短波发射机调谐系统平台应运而生，它不但大大提高了备件，修复后元器件的实验作用，增强了教学效果，也解决了诸多的安全隐患。

2  总体设计方案

DF100A型100 kW短波发射机由于国产化，播音频率范围宽，调谐系统中马达控制及机械传动装置较为复杂，涉及元器件多，故障率高，维护量大。为了实现优质零秒完成安全播音任务，对调谐系统的精准维护以及对其备件的测试，诸如此类的业务培训已成为机房对调谐系统日常维护的重要组成部分。我们根据以上需求设计一个模拟DF100A型100 kW短波发射机调谐系统工作原理的综合平台，设计结构如图1所示。

2.1  平台构成及工作原理

2.1.1  测试平台构成

调谐系统测试平台由以下部件构成：电源模块、调谐控制组件、带电显示器、可移动的支撑框架，如图2所示。

下文为测试平台各个部件的具体介绍：

（1）电源模块：500 W的直流电源，分别产生+/-24 VDC和+/-28 VDC给马达母板和马达供电。

（2）调谐控制组件：图3所示的马达驱动母板、马达电源板、马达驱动放大板、调谐电位器以及带指示灯的允调按钮。其中马达驱动母板为各输入输出提供端子、插座和接头。共有12个接线端子，分别为8路调谐输入输出接线端，为波段和调谐提供电源接入端子。马达电源板将原有的+/-28 V电源转换成+/-15 V直流电源，该电源板产生的+/-15 V直流稳压电源提供给各随动电位器。马达电源板还能够对各马达驱动放大板输出状态进行检测。马达驱动放大板通过检测调谐电位器和随动电位器输入端电压差，经OPA512放大后驱动马达转动。从而改变调谐参数（电容或电感），达到调谐目的。在马达转动过程中，通过此板上电位器K1提供地信号，保持为各马达提供电源。调谐电位器采用10 kΩ可调电位器，它主要为马达功率放大器提供可比较电压。

（3）带电显示器：可实时显示被测调谐马达组件的启动、限制及正常工作时的电压电流。

（4）可移动的支撑结构：在其工作面上有安装孔洞，便于操作人员将被测的调谐马达组件及相应的电容电感安装在平台上进行调试。

2.1.2  平台工作原理

平台的工作原理如图4所示，与图5所示的发射机调谐原理相同，将随着调谐马达驱动组件同步转动的随动电位器滑动端电压V1与可预置的控制电位器滑动端的电压V2同时送到马达驱动放大板进行比较，当随动电位器与调谐电位器的电压差达到+/-0.615 V时，马达驱动板将两个电位器的差值放大，马达母板输出+/-24 V电压，驱动马达正转或反转，带动同调的调谐负载元器件转动，直至两个电位器的电压差等于零时，马达停止转动，调谐结束。

2.2  平台主要的技术创新点和亮点

2.2.1  对技术人员进行发射机调谐系统原理客观培训和教学

在DF100A型100 kW短波发射机播音过程中，调谐元器件及马达组件引起的发射机故障频发，一个重要的原因就是维护者维护经验不足，维护水平不高，这和值班员对调谐控制，马达及传动装置原理理解不透彻，不全面，联动过程不明白息息相关，从而在处理此类故障时走了不少弯路。该测试平台教学作用显著，设计原理与原发射机调谐原理一致，电路结构简单，走线一目了然，元器件更换简便灵活，培训时受训人员可以自己动手调谐，观察其元器件工作全过程。这样不仅解决了对新人岗前培训中“重理论轻操作”的难题，也为老值班员熟练掌握调谐原理、工作流程提供了更直观更方便的平台。

2.2.2  提高维护者处理发射机调谐系统故障能力

此平台具有模拟调谐系统故障的功能。针对近期有关调谐系统故障，随时随地模拟同类故障，让维护者通过观察其故障现象，查找故障原因，直接准确发现故障点，及时处理故障，最后分析故障，总结原因。此过程将理论和实际应用完美结合，加强了值班人员理论的理解，增长处理此类故障技能，提高大家动手能力，增强值班者处理故障的信心，满足值班员考核要求，解决考核上机时受限于发射机播音时间的限制。

2.2.3  提升发射机调谐系统新备件验收测试的准确率

多年来机房新的调谐备件到位后，测试只是简单的通电测试马达的正反转。而对马达组件，链条转动及带载实际工作情况不能全方位测试，后果就是发射机出现调谐元件故障，需要更换时效果差，反复上机实验，无疑给发射机更换元器件增加了隐患，备件的测试没有实际意义。组装此测试平台后，备件测试简單快捷，准确全面。消除了维护人员对备件更换顾虑，提高了备件使用效果，减少了备件上机实验的复杂性，降低了维护人员的劳动强度，缩短了故障处理时长，避免了发射机长时间停播事故的发生。

2.2.4  对调谐系统故障元器件维修后的测试

测试平台能够对已维修好的故障元器件进行及时、安全、可靠的测试，增加了元器件的使用时长，减少了元器件的损耗，从而节约采购资金。以前对已修复的元器件实验只能上机，在DF100A型100 kW短波发射机调谐控制与马达负载之间跨越机箱较多，如平转与天调室距离最远（大概5米至6米），实验时不安全，不方便。组装次测试平台便解决了此问题，不需要上机，不需要多人操作，专人监护，只需要一到两人在平台测试元器件是否合格。

2.2.5  马达工作电压电流实况监测

此平台完全遵循发射机调谐原理，在此基础上增加马达实际工作电压电流实况监测，可以根据实时的数据，将测试元器件调整到最佳工作状态。

3  平台实际使用效果

自平台投入使用以来，实现了预期效果，下文为具体说明：

（1）测试平台在岗位培训中起到显著的教学效果。自此平台组装完毕，实验合格后，新入职人员和老值班员的培训采取理论和实操相结合的方式，维护者可以更加直观、便捷地掌握调谐系统的原理、实际接线和工作流程，得到了大家的一致好评，解决了培训工作中“重理论轻操作”的难题。

（2）测试平台的故障模拟效果明显。发射机调谐系统出现故障时，值班员便可以根据平台模拟的故障现象，快速查找故障原因，立即准确处理故障，减少停播时长。而且可以随时假设故障点，经过观察分析后再动手处理，积累总结经验。此平台使用率高，操作灵活，提高了维护者处理故障的积极性和自信心。

（3）测试调谐系统备件方便有效。当备件到货后，检修班人员不仅可以测试马达及马达组件，而且增加了可调真空电容、盘香电感、负载线圈等负载转动工作情况测试。减少备件上机实验的复杂性和人工耗时，提高了备件的使用效果。

（4）对维修后的调谐元器件测试准确安全可靠。此平台解决了对修复后元器件的测试复杂性，减少了上机实验的风险，节约采购成本，提高了大家的动手能力。DF100A型100 kW短波发射机作为我局的主力机型分布台站众多，发射机调谐马达控制系统是核心，但由于负载故障率高，维护工作量较大，技术要求较高。此测试平台能够在维护工作中起到较大的辅助作用，能够切实提高技术人员的维护水平。

4  安全性和可靠性介绍

DF100A型100 kW短波发射机调谐系统测试平台，设计为上下两层，上层放置马达、控制电路、3L13负载小箱，下层放置大型真空电容、短路棒等负载。每层设计长1.2 m、宽0.8 m、重2 kg，具有良好的接地线，我们试装了两个10.5 kg大型真空电容作为负载来回移动，实验证明，平台底座稳定，移动正常，调测良好。在平台侧面挂接长50 cm、重1.2 g的25 mm2多股铜线的放电棒，当电容电感测试完毕安全可靠泄放残留电荷。下车底部加装滑轮，移动灵活，并带刹车装置，可以进行单独固定，稳定性好。

5  结  论

DF100A型100 kW短波发射机调谐系统测试平台，充分考虑了发射机的实际需要、技术需求及发射机维护者业务能力的提升空间，消除了多处安全隐患，解决了发射机调谐系统培训难题，提高了发射机大型调谐备件测试规范化，提高备件使用效率，缩短了故障处理时长，避免了发射机长时间停播事故的发生。

我台在搭建此平台的工程中，每个参与人员都能全面了解发射机调谐系统的工作原理，培养出一批能钻研肯实干的年轻人。此平台实现了教学和测试一体化，对DF100A型100 kW短波发射机调谐系统技术维护和安全播音具有一定的现实意义。

参考文献：

[1] 张学田.广播电视技术手册：第6分册 发射技术 [M].北京：国防工业出版社，2000.

[2] 李孝勖.广播电视技术手册：第7分册 天线 [M].北京：国防工业出版社，1995.

[3] 吴立新.实用电子技术手册 [M].北京：机械工业出版社，2002.

[4] 徐丽香.数字电子技术 [M].北京：电子工业出版社，2006.

[5] 何希才，江云霞.现代电力电子技术 [M].北京：国防工业出版社，1996.

作者簡介：潘会兰（1978—），女，汉族，甘肃民勤人，中级工程师，本科，研究方向：广播发送与维护;安海燕（1982—），女，汉族，河南荥阳人，中级工程师，本科，研究方向：广播发送与维护。