1kW PDM中波發(fā)射機(jī)改頻分析與實(shí)踐

王永旺

秦皇島市廣播電視臺(tái)，河北秦皇島 066000

秦皇島市廣播電視臺(tái)因工作需要，將上海明珠廠生產(chǎn)的1kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)由載波頻率1 359kHz改頻到1 251kHz。該發(fā)射機(jī)主要由音頻電路、射頻電路、控制電路及電源部分等組成，由于音頻電路、控制電路及電源部分等工作與載波頻率無關(guān)，能夠適應(yīng)整個(gè)中波頻段，改頻主要針對(duì)射頻電路。經(jīng)過秦皇島市廣播電視臺(tái)技術(shù)人員的研究、分析，決定對(duì)射頻部分先改高頻激勵(lì)，再改中放調(diào)諧回路，再到輸出網(wǎng)絡(luò)，最后再加高壓進(jìn)行整機(jī)調(diào)整，遵循由激勵(lì)到發(fā)射極末級(jí)輸出的原則?，F(xiàn)將改頻過程做一分析和敘述。

1 高頻激勵(lì)器的改頻及調(diào)整

高頻激勵(lì)器產(chǎn)生載波頻率信號(hào)，經(jīng)整形放大后輸出符合要求的方波信號(hào)，原理如圖1。

圖1 高頻激勵(lì)放大器原理圖

1.1 1 251kHz振蕩信號(hào)的產(chǎn)生

該發(fā)射機(jī)采用單頻晶體振蕩器，激勵(lì)器固定輸出1 359kHz。把載波頻率1 359kHz改到1 251kHz，因?yàn)闆]有對(duì)應(yīng)1 251 kHz的晶體，需采用外激信號(hào)。外激信號(hào)取自同步激勵(lì)器輸出的信號(hào)。我們斷開本機(jī)振蕩器的電源，使本振停止工作。引入同步激勵(lì)器輸出的1 251kHz信號(hào)到外激信號(hào)輸入端，并將切換開關(guān)由S-1調(diào)整為S-2對(duì)應(yīng)外激。

1.2 同步激勵(lì)器放大，選頻回路的調(diào)整

圖2 原機(jī)激勵(lì)放大電路圖

圖3 激勵(lì)輸入放大電路修改圖

圖2是原機(jī)外激輸入放大圖。外激信號(hào)輸入后經(jīng)V2放大后進(jìn)入選頻回路，由于原機(jī)頻率為1 359kHz，所以原選頻回路也諧振于1 359kHz。選頻回路由L4，C13，R27,L5,C15，R28,C14組成，C14為耦合電容?？紤]到調(diào)整選頻回路很復(fù)雜，我們?nèi)サ暨x頻回路，將電路簡(jiǎn)化為圖3所示,即焊下L4,C13,R27,L5,C15,R28，將R29,C14短接，在R7的位置焊上R*，阻值為2KΩ，將R26改為470Ω。將示波器接輸出端C16，調(diào)整外激信號(hào)的幅度，使輸出信號(hào)為3VP-P。

1.3 方波的調(diào)整

集成塊CD4050為中間放大器。將示波器接CD4050的輸出端，調(diào)節(jié)R36，通過改變CD4050輸入端的直流電平使輸出的方波精確對(duì)稱。至此，高頻激勵(lì)器的改頻及調(diào)整完畢。

2 中間放大器調(diào)諧回路的調(diào)整

中間放大器調(diào)諧回路的作用是將中間放大器輸出的方波轉(zhuǎn)換為推動(dòng)功率放大器的正弦波，用規(guī)定的幅度推動(dòng)功放，并使中放的負(fù)載阻抗為純電阻。功放的輸入電壓為28Vp-p，過大、過小都會(huì)造成發(fā)射機(jī)功放的損壞。

如圖4所示，中間放大器輸出的方波信號(hào)接至由C1,L1和T1組成的串聯(lián)諧振回路，對(duì)工作頻率構(gòu)成串聯(lián)諧振，電流最大。L2與功放中的全部場(chǎng)效應(yīng)管G,S間的輸入電容等效到調(diào)諧回路輸出端C點(diǎn)的電容構(gòu)成并聯(lián)諧振，使中間放大器的負(fù)載阻抗變成純電阻，中間放大器只需要用較小的輸出電流就能推動(dòng)全部功率放大器。

圖4 中間放大器調(diào)諧回路

1）串聯(lián)諧振回路的調(diào)整

斷開功放的-140V工作電源，功放不工作，發(fā)射機(jī)沒有功率輸出。斷開B點(diǎn)與T2的連接，對(duì)地接5Ω電阻（4W）。在B點(diǎn)接入示波器，調(diào)整L1，開發(fā)射機(jī)，使示波器波形顯示最大（注意：調(diào)整L1時(shí)應(yīng)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，每次調(diào)整后要記錄示波器的波形幅度和L1調(diào)整點(diǎn)的位置，通過反復(fù)調(diào)整，直到示波器波形顯示最大），此時(shí)即是C1、L1和T1串聯(lián)諧振。

2）并聯(lián)諧振回路的調(diào)整

連接B點(diǎn)，去掉B點(diǎn)對(duì)地所接電阻，依舊斷開功放的-140V工作電源。調(diào)整L2,開發(fā)射機(jī)，使發(fā)射機(jī)前面板上的調(diào)制推動(dòng)電流表針指示最?。ㄗ⒁猓赫{(diào)整L2時(shí)應(yīng)關(guān)閉發(fā)射機(jī)，每次調(diào)整后要記錄電流表針指示值和L2調(diào)整點(diǎn)的位置，通過反復(fù)調(diào)整，直到電流表針指示最小），此時(shí)即是并聯(lián)諧振。

3）依舊斷開功放的-140V工作電源，把示波器接至功放管的G,S極之間。開機(jī)觀察示波器顯示的正弦波為28VP-P，說明調(diào)整基本準(zhǔn)確。

觀察推動(dòng)電流表針指示明顯偏大，在電流表的限流電阻R11(47K)與電流表之間串聯(lián)加入一33K可調(diào)電阻，使電流表為60。

3 帶通濾波器及T型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

如圖5所示，L1，C1，L2，C2組成帶通濾波器，兼有阻抗變換的作用。LI和C1串聯(lián)諧振于工作頻率，但XL1并不等于XC1，而是通過調(diào)整L1，使得由場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成的功率放大器的負(fù)載阻抗為純電阻，從而克服了合成變壓器和功放輸出變壓器以及雙抽頭電感L2帶來的漏感的影響。

L2用來調(diào)整阻抗匹配。C3、L3、C4、L4是一個(gè)典型的T型阻抗微調(diào)網(wǎng)絡(luò)，主要是當(dāng)天氣和季節(jié)等變化造成負(fù)載阻抗有偏差時(shí)，通過微調(diào)可以使發(fā)射機(jī)正常工作。L5和C5串聯(lián)諧振于3次工作頻率，濾除3次諧波。

圖5 帶通濾波器及T型網(wǎng)絡(luò)

3.1 帶通濾波器的調(diào)整

斷開A點(diǎn)與輸入信號(hào)連接的銅皮，斷開電容C3與C點(diǎn)連接的銅皮，在C點(diǎn)對(duì)地接50Ω電阻。將電橋輸出頻率調(diào)整為1 359kHz（即原機(jī)頻率），在A點(diǎn)測(cè)得輸入阻抗為26.5-j2.3；若對(duì)應(yīng)1 251 KHz，經(jīng)計(jì)算輸入阻抗應(yīng)為26.5-j2.1。

去掉50Ω電阻，斷開電感L2-1與B點(diǎn)連接的銅皮，將電橋接在C點(diǎn)，輸出頻率調(diào)整為1251KHz，調(diào)整L2-2使電路并聯(lián)諧振；

斷開A點(diǎn)與輸入信號(hào)連接的銅皮 ，斷開B點(diǎn)與L2-1連接的銅皮，用電橋調(diào)整L1和C1串聯(lián)諧振；

在C點(diǎn)對(duì)地接50Ω電阻，連接B點(diǎn)與L2-1連接的銅皮，將電橋接在L1輸入端口，反復(fù)微調(diào)L1和L2-1，使A點(diǎn)的阻抗值調(diào)整在26.5-j2.1。恢復(fù)斷開電路，去掉50Ω電阻，調(diào)整完畢。

3.2 T型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

3.2.1 三次諧波吸收電路的調(diào)整

將圖5中的D點(diǎn)與L3，L4連接的銅皮斷開，把LRC電橋的頻率調(diào)整到3f0處，即3753kHz。調(diào)整L5，使L5和C5串聯(lián)諧振于3753kHz，此調(diào)整是為了防止本機(jī)的三次諧波產(chǎn)生的干擾；

3.2.2 T型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

由于1359 kHz 和1251 kHz頻率相差不大，考慮對(duì)原T型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行小范圍的改動(dòng)。原機(jī)C3，C4電容值均為3300PF（1500+1800）。

若L3，L4仍用原來的器件，則頻率從1359 kHz 到1251 kHz，C3，C4都應(yīng)加大。經(jīng)計(jì)算，C3，C4都應(yīng)加大約800 PF。取820 PF電容兩只，分別并聯(lián)于C3，C4上。

接好D點(diǎn)與L3，L4連接的銅皮，斷開C、E點(diǎn)，在E點(diǎn)對(duì)地接入50Ω的電阻，同時(shí)將電橋接入C點(diǎn)，頻率設(shè)在1251kHz，分別調(diào)整負(fù)載線圈和調(diào)諧線圈，監(jiān)視電橋，使其讀數(shù)趨于50+j0Ω，調(diào)整時(shí)注意要依次調(diào)整兩個(gè)線圈，每次調(diào)整量不要超過一圈。經(jīng)調(diào)整，其讀數(shù)趨于50+j0Ω，T型網(wǎng)絡(luò)調(diào)整完畢。

3.3 整機(jī)的調(diào)整

全部恢復(fù)接線，將功率調(diào)至最小，斷開天饋線接50Ω假負(fù)載，把示波器接至功放管的G,S極之間。開機(jī)，調(diào)整L3和L4使反射最小，觀察中放電流及示波器的Vgs指示值正常，用手在功率放大器出風(fēng)口處感覺溫度正常。

觀察一段時(shí)間，逐漸加大功率，調(diào)整L3和L4使反射最小，直到滿功率載波試機(jī)，發(fā)射機(jī)各儀表指示值正常。斷開50Ω假負(fù)載接天饋線，重復(fù)上述步驟。

至此，整個(gè)發(fā)射機(jī)調(diào)整完畢。工作至今，性能穩(wěn)定，指標(biāo)測(cè)試良好。

4 結(jié)論

這次的1kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)改頻，秦皇島市廣播電視臺(tái)技術(shù)人員在沒有廠家技術(shù)指導(dǎo)的情況下，認(rèn)真查閱圖紙，多方探索，很好地解決了同步激勵(lì)器放大電路的改動(dòng)及中間放大器調(diào)諧回路的調(diào)整，改頻后設(shè)備工作穩(wěn)定，指標(biāo)達(dá)到甲級(jí)水平，播出效果良好。

[1]上海明珠廣播電視科技有限公司廠家資料.TS-01B中波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)說明書.

[2]劉洪才編著.中短波廣播發(fā)射機(jī)[M].中國廣播電視出版社.