DF100A 100kW PSM短波發(fā)射機射頻放大系統(tǒng)原理及故障處理分析

薛虎

（國家新聞出版廣電總局654臺）

DF100A 100kW PSM短波發(fā)射機射頻放大系統(tǒng)原理及故障處理分析

薛虎

（國家新聞出版廣電總局654臺）

本文首先對DF-100A型100kW PSM短波發(fā)射機進行了分析，其次對它的射頻放大系統(tǒng)的原理進行了進一步的分析，最后總結(jié)了幾類典型的發(fā)射機故障及重點部位的檢修方法，為發(fā)射機能夠穩(wěn)定的運行，提供了有力的技術(shù)支持。

DF100A 100kW PSM短波發(fā)射機射頻放大系統(tǒng)故障處理

DF-100A型PSM短波發(fā)射機是我國制造，采用PSM技術(shù)的新型100kW短波發(fā)射機。它的射頻放大系統(tǒng)引進了國外一些先進的技術(shù)和工藝。通過幾年的運行試驗發(fā)現(xiàn)，過了磨合期后該種型號發(fā)射機維護量少，運行比較穩(wěn)定。穩(wěn)定的運行得益于射頻防大系統(tǒng)的成功設(shè)計。該種機型大量的應(yīng)用在各基層臺站，為了在日常維護和故障處理中得心應(yīng)手，很有必要對射頻放大系統(tǒng)根據(jù)功能劃分進行深入的研究和探討。

1 DF-100A型100kW PSM短波發(fā)射機簡介

PSM技術(shù)，全稱脈沖階梯調(diào)制技術(shù)（plus step modulation）。就是將受直流和音頻信號控制的反映音頻信號變化規(guī)律的階梯高壓電源送到射頻被調(diào)級。來產(chǎn)生被音頻信號調(diào)制后的載波信號，即調(diào)制信號。它有著穩(wěn)定性好，效率高，價格低廉等優(yōu)點。因此，被廣泛應(yīng)用在新型短波發(fā)射機的調(diào)制級電路中。

經(jīng)過幾年的工程實踐，我們的技術(shù)人員已經(jīng)掌握先進的PSM技術(shù)。在90年代末期。生產(chǎn)出了國產(chǎn)樣機，不久投入批量生產(chǎn)。國產(chǎn)的100kW PSM短波發(fā)射機命名為DF100A型。該機型已經(jīng)成為100kW級發(fā)射機的主力機型。因此本文就這種機型來分析它的射頻放大系統(tǒng)的工作原理及故障處理。

2 射頻放大系統(tǒng)

DF100A型短波發(fā)射機射頻系統(tǒng)由頻率合成器、射頻增益控制放大器、射頻寬帶放大器、高前級放大器、高末級放大器、屏極網(wǎng)絡(luò)和平衡不平衡轉(zhuǎn)換器組成。DF100A型短波發(fā)射機射頻系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 DF100A型短波發(fā)射機射頻系統(tǒng)方框圖

2.1 頻率合成器（Synthesizer）

主要應(yīng)用美國麻省生產(chǎn)的PTS040型頻率合成器，主要指標有：輸出頻率：0.1～40MHz；分度可選 0.1～100kHz；輸出阻抗 50Ω 電壓為 1Vrms；頻率穩(wěn)定度3×10-9/日或10-8/日任選。實現(xiàn)功能：預(yù)選10個頻率；采用TTLBCD碼控制，可實現(xiàn)手動控制或遙控；IEEE接口標準?？梢酝ㄟ^對頻率合成器的控制實現(xiàn)發(fā)射機倒換頻率。目前也有部分發(fā)射機應(yīng)用國產(chǎn)的頻率合成器。指標和功能基本相同，穩(wěn)定性稍差。

2.2 射頻增益控制放大器（RF Gain Control Amplifier）

實現(xiàn)功能：通過控制面板上可變電阻增加或減少射頻增益；通過監(jiān)控末前級（IPA）的陰流和高末級（PA）的柵流的變化自動調(diào)節(jié)由頻率合成器輸出的射頻電平。

2.3 寬頻帶放大器（BBA——Broad Band Amplifier）

本機采用的寬帶放大器主要指標如下：頻率范圍0.3～40MHz，輸出功率200W，功率增益37～55dB，最大輸入電平50mW，輸入/輸出阻抗50Ω，直流供電28VDC 14A（200W輸出），冷卻方式強制風(fēng)冷，輸入/輸出接口N型插頭。

2.4 高前級放大器（IPA）

末前級采用單只4CX3000A型陶瓷四極電子管接成柵地電路，強制風(fēng)冷。這種接法為固態(tài)電子管提供了一個很平坦的寬帶負載，無需中和。末前級的板調(diào)電路是常見的并聯(lián)槽路，通過3C21和末級射頻放大電路的控制柵極實現(xiàn)電容耦合。

2.5 高末級放大器（PA）

末級采用單只4CV10000C型陶瓷四極電子管接成陰地電路，蒸發(fā)冷卻和強制風(fēng)冷。屏極與簾柵級受PSM同調(diào)。在發(fā)射機的工作頻率范圍內(nèi)的較高頻段，末級功率放大需要約1kW的射頻推動電平，而在較低頻段需要約500W。應(yīng)用了全橋式電路實現(xiàn)寬頻帶中和，使發(fā)射機穩(wěn)定工作。末級功率放大采用高電平調(diào)制，調(diào)制電壓直接加在屏極上，這樣能按準確的比例關(guān)系為屏極和簾柵極提供調(diào)制電壓。

2.6 屏極網(wǎng)絡(luò)

屏極輸出網(wǎng)絡(luò)為Π Γ Τ網(wǎng)絡(luò)，分別做調(diào)諧、耦合和諧波濾波用。Π網(wǎng)絡(luò)是主要是實現(xiàn)調(diào)諧的功能。Γ網(wǎng)絡(luò)是主要是實現(xiàn)負載匹配的功能。T網(wǎng)絡(luò)是主要是實現(xiàn)濾波的功能。在T網(wǎng)絡(luò)輸入處裝有入射波和反射波取樣，用于入射功率和反射功率的指示和失配保護。

2.7 平衡轉(zhuǎn)換器（BALUN）

平衡轉(zhuǎn)換器通過發(fā)射機控制面板上的調(diào)諧旋鈕來控制7C1和7C2進行調(diào)諧。實現(xiàn)了75Ω單邊輸出轉(zhuǎn)換為300Ω平衡輸出。平衡轉(zhuǎn)換器最低能夠工作在電壓駐波比為2：1。

2.8 假負載

假負載是為了便于判斷故障和考驗發(fā)射機的性能，代替天線系統(tǒng)作為發(fā)射機的負載。它的特性阻抗為300Ω，輸入功率為150kW。

3 典型故障實例解析及處理

故障例1：

故障現(xiàn)象：試機時，加高壓后，高末調(diào)諧不正常，處于失諧狀態(tài)。打開三單元射頻機箱前門，觀察高末調(diào)諧馬達驅(qū)動組件，發(fā)現(xiàn)3A3驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)到低限位置而不能返回，將機器倒至6頻道后現(xiàn)象依舊。

故障原因：該發(fā)射機調(diào)諧部分采用差動比較電路，當3A3 R2卡死在低限位后，放大器U1始終輸出正電壓，使功率放大器U2始終輸出+28V直流電壓，導(dǎo)致電機單向轉(zhuǎn)動，不能返回，加高壓后高末失諧。

處理方法：更換3A3隨動電位器R2。

處理實效；加高壓試機正常。

故障例2：

故障現(xiàn)象：倒頻時，允許調(diào)諧燈不滅，檢查發(fā)現(xiàn)3L12頂棒不到位。

故障原因：

（1）由于短路棒傳動裝置下沉造成。

（2）驅(qū)動導(dǎo)軌位置偏差。

（3）傳動裝置行程限位片過緊，卡死限位，產(chǎn)生誤保護。

（4）頂棒馬達驅(qū)動板壞。

（5）頂棒驅(qū)動電機炭刷過緊。

處理方法：

（1）可用手立即轉(zhuǎn)動絲杠使短路棒到位。停機后，將頂棒傳動裝置進行調(diào)整。

（2）更換馬達驅(qū)動板。

處理實效：處理后試機正常。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對DF-100A型PSM短波發(fā)射機的分析，提高對該機型射頻放大系統(tǒng)的認識和理解，總結(jié)實際工作中遇到常見故障時現(xiàn)象及處理過程，更加深入認識到PSM射頻系統(tǒng)的工作原理。

[1]張紅軍.DF100A短波發(fā)射機諧波濾波器工作原理及裝調(diào)和故障恢復(fù)方法.現(xiàn)代廣視無線技術(shù).2004，6（30）：33～35.

[2]孫慶有，李煥忠,等.廣播電視發(fā)送技術(shù)（第一冊）.北京：人民郵電出版社，2001.

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