TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)鑒相器的原理與維護(hù)

陳蘊(yùn)涵

（國(guó)家新聞出版廣電總局八三一臺(tái) 321100）

TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)鑒相器的原理與維護(hù)

陳蘊(yùn)涵

（國(guó)家新聞出版廣電總局八三一臺(tái) 321100）

TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)采用了先進(jìn)的核心技術(shù)，其自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)全部是采用計(jì)算機(jī)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)，操作方便，自動(dòng)化程度高，可在所有短波廣播頻段內(nèi)滿功率、滿調(diào)幅、穩(wěn)定可靠地播出，故障率低、維護(hù)量小、實(shí)際播出效果好，保障節(jié)目安全播出。

TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)；鑒相器；原理；維護(hù)

1 TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)鑒相器的原理

短波發(fā)射機(jī)的控制系統(tǒng)由中央控制系統(tǒng)、順序控制器以及馬達(dá)控制器等三部分組成，將鑒相器運(yùn)用在調(diào)諧系統(tǒng)中，對(duì)其控制過(guò)程有重要的作用。鑒相器是一種相位比較裝置，又稱作相位比較器，即輸出電壓與兩個(gè)輸入信號(hào)間的相位差具有確定關(guān)系的電路。鑒相器是鎖相環(huán)的基本部件，同時(shí)用于調(diào)頻和調(diào)相信號(hào)的解調(diào)。

短波發(fā)射機(jī)的調(diào)諧原理為：當(dāng)短波發(fā)射機(jī)電子管陽(yáng)極電路調(diào)諧時(shí)，其電子管柵極的高頻電壓與陽(yáng)極高頻電壓相差180，陽(yáng)極高頻電壓相位隨著陽(yáng)極回路中諧振情況和阻抗的變化而不斷變化，這就造成了與柵極電壓間的相位差有可能大于或小于180，若想使兩者間的相位差保持在180，因此需要對(duì)陽(yáng)極回路的被調(diào)諧元件的量值進(jìn)行調(diào)整，該過(guò)程即為調(diào)諧。TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)使用了兩套型號(hào)相同的鑒相器：一套用于高前級(jí)細(xì)調(diào)諧，一套用于高末級(jí)細(xì)調(diào)諧。兩套鑒相器，其型號(hào)完全相同，屬于數(shù)字式鑒相器。該鑒相器，采用了ECL電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，ECL電路是射極耦合邏輯集成電路的簡(jiǎn)稱，ECL電路的特點(diǎn)是具有相當(dāng)高的速度、高的輸入阻抗和低的輸出阻抗，鑒相器的電源部分和信號(hào)處理部分被相互隔離的放置在一個(gè)封閉的金屬盒中。封閉的金屬盒具有良好的屏蔽效果，使鑒相器在高頻環(huán)境下能夠穩(wěn)定工作。鑒相器由輸入電路，比相電路，輸出電路和電源等部分組成。

末級(jí)調(diào)諧通過(guò)兩個(gè)方面執(zhí)行：首先發(fā)射機(jī)的輸出功率應(yīng)達(dá)到額定值，第二效率應(yīng)能達(dá)到最優(yōu)，三個(gè)測(cè)量值用于調(diào)諧：板壓VAV2決定額定輸出功率；入射電壓VFWD決定實(shí)際的輸出功率；鑒相器2的輸出（ψ2）作為屏級(jí)阻抗的自變量，效率最優(yōu)時(shí)應(yīng)為0。高前級(jí)鑒相器A281的信號(hào)PHI1為±4V范圍的信號(hào)，對(duì)應(yīng)著±100°的相位測(cè)量范圍。馬達(dá)控制器需要的控制信號(hào)為V=0～10V的電壓值，其中0°對(duì)應(yīng)于5V電平。信號(hào)在通過(guò)平衡輸入放大器（放大系數(shù)V=1）后由一個(gè)三階低通濾波器進(jìn)行濾波，濾波器在40Hz時(shí)最小衰減大于60dB。隨后的放大器（放大系數(shù)V=2）進(jìn)行補(bǔ)償和頻率校正，補(bǔ)償范圍為：±0.16×K3。其中校正系數(shù)K3是來(lái)自馬達(dá)控制器的±10V的信號(hào)，校正范圍為±20°整個(gè)測(cè)量范圍±100°并非是必需的。在隨后的電路中信號(hào)被限制為±60°，對(duì)應(yīng)±5V的電壓信號(hào)，該信號(hào)被增加5V后轉(zhuǎn)換為馬達(dá)控制需要的0～10V信號(hào)。信號(hào)在校正后取半壓，并被限制為-5V，經(jīng)隨后的放大器A102信號(hào)被增加5V，最后通過(guò)+10V的限幅后為馬達(dá)控制需要的0～10V信號(hào)，經(jīng)輸出緩沖器送到馬達(dá)控制器。

來(lái)自高末級(jí)鑒相器A283的信號(hào)PHI2為±4V范圍的信號(hào)，對(duì)應(yīng)著±100°的相位測(cè)量范圍。馬達(dá)控制器需要的控制信號(hào)為V=0～10V的電壓值，其中0°對(duì)應(yīng)于5V電平。為了消除因調(diào)制對(duì)信號(hào)造成的影響，信號(hào)在通過(guò)平衡輸入放大器（放大系數(shù)V=1）后由一個(gè)三階低通濾波器進(jìn)行濾波，濾波器在40Hz時(shí)最小衰減大于60dB。隨后的放大器（放大系數(shù)V=2）進(jìn)行補(bǔ)償和頻率校正，補(bǔ)償范圍為：±0.16×K4。其中校正系數(shù)K4是來(lái)自馬達(dá)控制器的±10V的信號(hào)，校正范圍為±20°。整個(gè)測(cè)量范圍±100°并非是必需的。在隨后的電路中信號(hào)被限制為±60°，對(duì)應(yīng)±5V的電壓信號(hào)，該信號(hào)被增加5V后轉(zhuǎn)換為馬達(dá)控制需要的0～10V信號(hào)。信號(hào)在校正后取半壓，并被限制為-5V，經(jīng)隨后的放大器A102信號(hào)被增加5V，最后通過(guò)+10V的限幅后為馬達(dá)控制需要的0～10V信號(hào)，經(jīng)輸出緩沖器送到馬達(dá)控制器。

高前級(jí)輸出網(wǎng)絡(luò)根據(jù)鑒相器φ1提供的誤差信號(hào)PHI1進(jìn)行細(xì)調(diào)（MP2）緩慢增加高末級(jí)屏壓VaV2，并且根據(jù)鑒阻器ΔP和鑒相器φ2提供的誤差信號(hào)PHI2對(duì)高末級(jí)輸出網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行自動(dòng)細(xì)調(diào)，直到達(dá)到額定輸出功率（500kW），此時(shí)的高末級(jí)屏壓也達(dá)到額定值（約13.7kV）。鑒相器分析原理：鑒相器是一個(gè)相位比較裝置，又稱為相位比較器。是使輸出電壓與兩個(gè)輸入信號(hào)之間的相位差有確定關(guān)系的電路，也就是能夠鑒別出輸入信號(hào)的相差的器件。

2 TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)鑒相器的故障與維護(hù)

（1）發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)發(fā)出調(diào)諧工作指令后，發(fā)射機(jī)無(wú)法自動(dòng)調(diào)諧，高末級(jí)無(wú)柵流，高前電感線圈調(diào)諧驅(qū)動(dòng)裝置指示燈亮，高末級(jí)調(diào)諧、寬放電流升高，高前經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)高前電感線圈已處于電感最大的位置，立即倒換為手動(dòng)調(diào)諧，將高前電感線圈向相反方向調(diào)整（減小電感），整機(jī)各表值工作正常，判定為感性失諧。

分析判斷：根據(jù)上述現(xiàn)象分析，發(fā)射機(jī)手動(dòng)調(diào)諧正常，說(shuō)明故障位于自動(dòng)控制回路，又高前電感線圈無(wú)法向增大的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，由此判斷故障出在正檢波電路

故障處理：拆開(kāi)高前鑒相器，測(cè)得濾波電容c2已經(jīng)擊穿，由于c2通地，使得d1檢波出來(lái)的信號(hào)，直接接地，只有d2一條支路輸出，因此使得誤差信號(hào)為負(fù)值，更換濾波電容c2后，高前的自動(dòng)調(diào)諧功能正常。

（2）發(fā)射機(jī)開(kāi)機(jī)發(fā)出調(diào)諧工作指令后，發(fā)射機(jī)可以調(diào)諧，但是無(wú)法調(diào)整到位，功率不足，高末調(diào)諧驅(qū)動(dòng)一直動(dòng)作，高末電容一直向下限位傳動(dòng)，高末屏極過(guò)流，發(fā)射機(jī)故障保護(hù)掉高壓。重加高壓后，倒用手動(dòng)調(diào)諧，調(diào)大高末電容量至正諧點(diǎn)后，此時(shí)除高末調(diào)諧驅(qū)動(dòng)裝置誤差指示表仍滿打外整機(jī)各表值正常，判定為容性失諧。

分析判斷：根據(jù)上述現(xiàn)象分析，發(fā)射機(jī)手動(dòng)調(diào)諧正常，說(shuō)明故障位于自動(dòng)控制回路，又高末電容一直向下限位轉(zhuǎn)動(dòng)不止，則說(shuō)明在電路中已經(jīng)失去了檢波信號(hào)，由此判斷故障出在檢波電路。

故障處理：拆開(kāi)鑒相器，測(cè)得負(fù)檢波二極管已開(kāi)路，造成該支路無(wú)信號(hào)輸出，更換檢波二極管后，故障排除。

在實(shí)際工作中，鑒相器損壞的故障是時(shí)有發(fā)生的，但只要掌握鑒相器在調(diào)諧控制中的工作原理，就可迅速排查類似的故障，保障節(jié)目的正常播出。

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1004-7344（2016）01-0284-01

2015-12-25