TSD—10中波全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)射頻激勵原理分析

舒象明（作者單位：貴州省新聞出版廣電局706臺）

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TSD—10中波全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)射頻激勵原理分析

舒象明
（作者單位：貴州省新聞出版廣電局706臺）

摘 要：貴州省新聞出版廣電局706臺在90年代末基本上使用的發(fā)射機(jī)是上海明珠科學(xué)研究所生產(chǎn)的中波10kW全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)。本文以上海明珠科學(xué)研究所生產(chǎn)的中波10kW全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)射頻激勵板的部分線路作了定性的闡述。主要對晶體振蕩器、可編程分頻、鎖相環(huán)頻率合成、駐波比報警線路作了分析。

關(guān)鍵詞：晶體振蕩器；可編程分頻器；鎖相環(huán)；射頻激勵

射頻激勵板其作用是提供發(fā)射機(jī)的工作載頻信號源，為并機(jī)工作及調(diào)幅立體聲廣播提供射頻激勵的輸入、輸出接口；如果發(fā)射機(jī)的輸出網(wǎng)絡(luò)或天饋系統(tǒng)、駐波比發(fā)生故障時，通過頻率監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)性切換。上海明珠科學(xué)研究所生產(chǎn)的TSD-10中波10kW全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)射頻激勵板由晶振基準(zhǔn)信號源、鎖相環(huán)頻率合成器、可編程分頻器、外部射頻的激勵信號輸入、駐波比報警保護(hù)、射頻激勵電路和射頻激勵板的電源供給7個部分組成。

1　石英晶體振蕩器

石英晶體振蕩器是能夠獲得更高頻率穩(wěn)定度的自激振蕩器。晶振信號源是采用頻率穩(wěn)定度高達(dá)的恒溫晶體振蕩器，基準(zhǔn)振蕩頻率為。圖1是晶振級交流等效電路。這個電路是電容三點式振蕩電路，它的優(yōu)點是Q值很高，高達(dá)百萬以上。尺寸很小易保護(hù)，諧波少，波形好，頻率穩(wěn)定度高。石英晶體在回路中等效為電感，所以TSD-10中波全固態(tài)數(shù)字廣播發(fā)射機(jī)的射頻激勵器為并聯(lián)諧振型晶體振蕩器。圖1中C1的作用是微調(diào)振蕩頻率，出廠時已調(diào)整好的，不能隨便調(diào)動。

圖1　晶振級交流等效電路

2　分頻與鎖相

圖2　壓控鎖相框圖

鎖相環(huán)頻率合成器包括鎖相環(huán)集成塊電路D4與低通濾波器（R8、R9和C5）,以及三位（由D6、D8、D10組成）十進(jìn)制BCD碼的可編程分頻器。

鎖相環(huán)集成電路D4含有：鑒相器、壓控振蕩器和低通濾波器（環(huán)路濾波器），三部分電路組成一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)。集成鎖相環(huán)包括相位比較器和壓控振蕩器，而環(huán)路濾波器是根據(jù)使用要求外接的。相位比較器的功能是把輸入信號的相位與壓控振蕩器的輸出信號的相位進(jìn)行比較，將兩者的相位差變換成與之成比例的輸出電壓。當(dāng)輸入電壓Vi為零時，環(huán)路濾波器就沒有輸出電壓，壓控振蕩器處于頻率為的自由振蕩狀態(tài)。設(shè)相位比較器輸入電壓的相位為θi，壓控振蕩器輸出電壓的相位為θ0，相位比較器將輸出一個與兩個信號相差成比例的誤差電壓Vd(t),環(huán)路濾波濾除其中的高頻成分,輸出一個控制電壓控制壓控振蕩器，使θ0向θi靠近，直到相位誤差θi～θ0趨近于零，環(huán)路就穩(wěn)定下來，進(jìn)入鎖定狀態(tài)。所以說鎖相環(huán)是一種相位（頻率）自動控制系統(tǒng)。

鎖相環(huán)集成電路D4的第14腳輸入的基準(zhǔn)信號與3腳輸入的可編程分頻器載頻的N次分頻信號進(jìn)行鑒相比較。13腳輸出的鑒相誤差脈沖信號經(jīng)過RC二階低通濾波器形成一個直流電壓，送入9腳的壓控振蕩器控制端，由這電壓去控制壓控振蕩器，進(jìn)行頻率調(diào)整以至相位修正，直至兩個比較信號的相位差為零并進(jìn)行相位鎖定。因此，經(jīng)過鎖相環(huán)相位鎖定的振蕩器輸出信號不僅頻率精度與頻率穩(wěn)定度與晶體振蕩源相同，而且相位與基準(zhǔn)信號同步，其頻率穩(wěn)定度達(dá)到。

可編程分頻器由三個可編程計數(shù)器D6、D8和D10構(gòu)成三位十進(jìn)制BCD碼分頻器。在這里用做可變分頻器S2、S3、S4是“8、4、2、1”碼撥碼開關(guān)分別對應(yīng)分頻次數(shù)的百、十、個位。如果我們要將送入可變分頻器的的高頻激勵信號進(jìn)行分頻后獲得的信號，則需分頻次將S2、S3、S4分別設(shè)置為0001、0101、0001即可。此時射頻激勵板輸出就是載頻信號了。

3　駐波比報警的保護(hù)

當(dāng)發(fā)射機(jī)的輸出網(wǎng)絡(luò)或天饋系統(tǒng)發(fā)生故障引起駐波比保護(hù)動作時，監(jiān)測板將VSWR（+）信號送入射頻激勵板的J7?5經(jīng)過V5的反相緩沖放大后，去控制兩個模擬開關(guān)N7B與N7D的切換，去封鎖板上的射頻激勵信號，而將從射頻功率合成器輸出取樣變壓器（T101）得到的網(wǎng)絡(luò)射頻衰減振蕩信號作為激勵信號輸出。因為駐波比故障是由于輸出網(wǎng)絡(luò)或天饋系統(tǒng)的故障，引起相位變化、阻抗失配和產(chǎn)生反射波而造成的。這時功放模塊的射頻輸入與輸出信號之間必然存在相位差，因此故障期間在封鎖功放的同時，將輸出網(wǎng)絡(luò)中的衰減射頻振蕩信號作為功放的激勵，可使功率射頻的輸入與輸出相位繼續(xù)保持一致，以提高發(fā)射機(jī)工作的安全性。

4　射頻激勵監(jiān)測電路

監(jiān)測電路由VD6、VD7及其附屬RC支路構(gòu)成主要檢測射頻輸出脈沖是否存在，射頻激勵脈沖消失時，無論射頻輸出緩沖驅(qū)動器輸出電平恒為“高電平”還是“低電平”，監(jiān)測輸出信號輸出端之間存在負(fù)電壓，即J7?3比 J7?1的電位高，監(jiān)測顯示板（A32）將顯示射頻激勵故障，而只有射頻激勵脈沖存在時，才能使監(jiān)測輸出端出現(xiàn)正電平，監(jiān)測顯示板將顯示射頻激勵正常。

5　射頻激勵板的電源供給

送入本板的直流低壓電源是由低壓電源+22V電壓源供給的。如圖3，一路經(jīng)F1送入N20直流穩(wěn)壓輸出+15V給鎖相環(huán)頻率合成器和分頻器用；再經(jīng)N21穩(wěn)壓輸出+9V給信號輸入、輸出電路用；另一路經(jīng)F2送入N22穩(wěn)壓輸出+12V給晶體振蕩器用；+5V電源是由+9V電源再經(jīng)VD3穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后給射頻監(jiān)測用。

圖3　電源原理圖

6　結(jié)束語

我們已經(jīng)知道，要想將我們所要傳送的信號有效地發(fā)送出去，必須要有一個高頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的高頻震蕩信號源，并放大到足夠的強(qiáng)度再附加上有用信號發(fā)射出去。激勵器的作用就是提供一個具有高頻率穩(wěn)定度和準(zhǔn)確度的高頻震蕩信號源。

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作者簡介：舒象明（1985.1—），男，大學(xué)本科學(xué)歷，2006年7月畢業(yè)于中國傳媒大學(xué)通信工程專業(yè)。貴州省新聞出版廣電局706臺從事中波廣播值機(jī)與維修工作，工程師。