摘 要:文章首先對(duì)PSM短波廣播發(fā)射機(jī)中普遍應(yīng)用的循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的工作原理進(jìn)行分析,并探討了最新的數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器在PSM短波廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用特點(diǎn),最后以案例分析的方式,研究了100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)循環(huán)調(diào)制解調(diào)器故障的處理分析思路與方法,為100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的日常保養(yǎng)和故障處理提供資料參考。
關(guān)鍵詞:PSM短波發(fā)射機(jī);循環(huán)調(diào)制解調(diào)器;故障處理
PSM調(diào)制技術(shù)是當(dāng)前短波發(fā)射機(jī)中應(yīng)用最廣泛的技術(shù),由于PSM調(diào)制技術(shù)不僅效率高,而且具有極高的可靠性,雖然在100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器中電路設(shè)計(jì)并不復(fù)雜,但其設(shè)計(jì)思路卻極具研究?jī)r(jià)值。PSM調(diào)制解調(diào)器一旦出現(xiàn)故障,將會(huì)導(dǎo)致調(diào)制解調(diào)器性能下降,并降低調(diào)制解調(diào)器的使用壽命。在100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)應(yīng)用日益廣泛的今天,循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的故障處理已經(jīng)成為確保100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)工作的關(guān)鍵技術(shù),如何在應(yīng)用中做好100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器的故障診斷與處理,更是成為100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)。
1 PSM短波發(fā)射機(jī)循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的工作原理
100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器主要包括判別電路、J-K位移寄存器和48個(gè)J-K觸發(fā)器三個(gè)部分組成。判別電路負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)功能性操作,而觸發(fā)器和開(kāi)關(guān)電路并聯(lián)反應(yīng)了PSM上的開(kāi)關(guān)數(shù)。
1.1 判別電路
100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器中的判別電路為了防止誤動(dòng)作,還設(shè)有專用的清零電路,負(fù)責(zé)合、拉PSM開(kāi)關(guān)后為后面的J-K觸發(fā)器提供時(shí)鐘。判別電路由減法器、比較器和非門組合器三個(gè)部分組成。當(dāng)直流、音頻和三角波復(fù)合信號(hào)輸入后,經(jīng)快速變換器加工成控制PSM開(kāi)關(guān)。當(dāng)要求大于實(shí)際,則輸出高電平和正電壓,當(dāng)要求小于實(shí)際時(shí),則輸出低電平和負(fù)電壓。該處分別接兩個(gè)三極管,一個(gè)為同向端,一個(gè)為反向端,經(jīng)過(guò)比較器和非門后,形成高低兩個(gè)電平信號(hào),并送入2D觸發(fā)器,輸出X信號(hào)和Y信號(hào)。
1.2 J-K移位寄存器
J-K移位寄存器是循環(huán)調(diào)制器的核心,是實(shí)現(xiàn)先合先拉、先拉先合的關(guān)鍵,該功能使用8位邊沿觸發(fā)式移位寄存器,高速硅門CMOS器件實(shí)現(xiàn)。J移位寄存器是由6塊高速硅門寄存器構(gòu)成,負(fù)責(zé)合開(kāi)關(guān)。K移位寄存器負(fù)責(zé)拉開(kāi)關(guān),同樣也是由6塊高速硅門寄存器完成。以負(fù)責(zé)“合”開(kāi)關(guān)的J移位寄存器部分為例,工作指令信號(hào)OPERATE(簡(jiǎn)稱O)信號(hào)經(jīng)非門74HC14后作為基本R-S觸發(fā)器74HC02的S端,J1作為基本R-S觸發(fā)器74HC02的R端。由特性方程Qn+1=S+RQn,當(dāng)O=0,S=1,R=J1=0,Q=1;當(dāng)O=1時(shí),具備上述高壓條件,S=0,R=J1=0,Q=1,J-K移位寄存器工作,74HC164的A、B端短接作為輸入端,合信號(hào)Y=1作為CLK時(shí)鐘輸入端,每當(dāng)有上升沿時(shí),移位寄存器輸出移位一次,上升沿來(lái)n次,則Jn=1,則對(duì)應(yīng)的J-K觸發(fā)器對(duì)應(yīng)端輸出高電平,合上一級(jí)PSM開(kāi)關(guān)。到Y(jié)=1來(lái)第49次時(shí),重復(fù)Y=1時(shí)的操作,往復(fù)循環(huán)。負(fù)責(zé)“拉”動(dòng)作的K移位寄存器原理同J移位寄存器。兩套移位寄存器按照“先拉先合,先合先拉”的原理密切配合,保護(hù)48級(jí)PSM開(kāi)關(guān)能夠正常循環(huán)工作。
2 100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)PSM循環(huán)調(diào)制器的特點(diǎn)
2.1 兼容性較傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器好
PSM循環(huán)調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)了調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字化,通過(guò)對(duì)數(shù)控面板進(jìn)行設(shè)置,這種比較先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)器不僅能夠應(yīng)用于100kW、150kW和500kW不同功率的短波發(fā)射機(jī)中,還能夠應(yīng)用于PSM發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中。
2.2 環(huán)保節(jié)能性
應(yīng)用于100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)的PSM循環(huán)調(diào)制器,具有根據(jù)音頻變化自動(dòng)載波浮動(dòng)的功能,該功能能夠根據(jù)自帶算法根據(jù)音頻幅度計(jì)算最小輸出功率,并依此為結(jié)果通知發(fā)射機(jī)調(diào)整到該輸出功率上,不僅能夠保證浮動(dòng)載波不會(huì)發(fā)生切底部和冒頂現(xiàn)象,還能夠有效的降低發(fā)射機(jī)的能耗,實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)工作的節(jié)能降耗。
2.3 具有音頻預(yù)失真校正功能
失真校正功能是當(dāng)前調(diào)制解調(diào)器的必備功能,數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器相比于傳統(tǒng)解調(diào)器,能夠?qū)Ψ殴艿扔布|(zhì)量引起的音頻信號(hào)失真進(jìn)行預(yù)校正。這種預(yù)失真校正能夠有效的降低信號(hào)輸出失真度,保證整機(jī)失真度符合要求。
2.4 具有閉環(huán)反饋補(bǔ)償功能
數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器通過(guò)采用48路光收信號(hào)采樣,能夠按照高-低的電壓搭配處,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)篩選輸出組合降噪的目的。
2.5 具有極高的系統(tǒng)穩(wěn)定性
近年來(lái),隨著人們對(duì)短波輸出信號(hào)質(zhì)量要求不斷提高,調(diào)制解調(diào)器作為大功率短波發(fā)射機(jī)的重要功能單元,其工作穩(wěn)定性也受到人們的高度重視。相比于傳統(tǒng)模擬調(diào)制解調(diào)器,數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器在算法上充分考慮了系統(tǒng)的安全性,應(yīng)用優(yōu)秀的技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的過(guò)流保護(hù)和異常錯(cuò)誤的出現(xiàn)。這種功能是通過(guò)在循環(huán)隊(duì)列檢測(cè)開(kāi)啟模塊個(gè)數(shù),并設(shè)置門限,一旦超過(guò)門限輸出則維持此時(shí)最大功率,斷開(kāi)與前端聯(lián)系實(shí)現(xiàn)的。
2.6 高速的音頻處理能力和音頻幅度分辨率
數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器應(yīng)用了三角波補(bǔ)償理念,實(shí)現(xiàn)了音頻幅度分辨率的提高并具有高速的音頻處理能力。這不僅提高了發(fā)射機(jī)信號(hào)發(fā)射質(zhì)量,還有益于系統(tǒng)信噪比的改善。
3 100kWPSM短波廣播發(fā)射機(jī)循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的故障處理
3.1 故障現(xiàn)象
某臺(tái)應(yīng)用數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的100kWPSM短波發(fā)射機(jī)在播音過(guò)程中,功率模塊輸入指示燈正常,但輸出指示燈卻不斷閃動(dòng),并有幾個(gè)指示燈不亮。為了排查故障,封鎖高壓再重合高壓后,指示燈閃動(dòng)和不亮狀態(tài)依舊,影響了信號(hào)發(fā)射質(zhì)量。
3.2 故障分析
環(huán)形調(diào)制器的作用是將A/D開(kāi)關(guān)送過(guò)來(lái)的要求合上開(kāi)關(guān)或與本單元當(dāng)前已合開(kāi)關(guān)作比較,將功率開(kāi)關(guān)數(shù)字電平轉(zhuǎn)化為指令信號(hào),功率模塊輸入燈無(wú)故障,但輸出燈不正常,可以判斷為判別電路出現(xiàn)故障。但問(wèn)題究竟源于判別電路什么位置,卻需要具體分析。在分析故障原因時(shí),需要使用儀表測(cè)量判別電路的功能單元,并根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行具體分析。
3.3 故障處理
功率模塊閃動(dòng)問(wèn)題出現(xiàn),首先可能是9單元套箱中電路板出現(xiàn)故障,但根據(jù)當(dāng)時(shí)的表值進(jìn)行判斷,簾柵壓和簾柵流均正常,末級(jí)屏壓也正常,這意味著A4板中簾柵調(diào)整不存在問(wèn)題。因此,判斷故障應(yīng)該在其他位置。根據(jù)對(duì)判別電路的測(cè)量分析,根據(jù)表值情況可以判斷故障被縮小到環(huán)形調(diào)制器上。環(huán)形調(diào)制器如果出現(xiàn)故障,會(huì)導(dǎo)致瞬間板壓全無(wú),并導(dǎo)致高末簾柵過(guò)荷載。更換A7板厚,高末簾柵過(guò)荷載現(xiàn)象不見(jiàn),模板輸出指示也恢復(fù)正常。
綜上所述,隨著循環(huán)調(diào)制解調(diào)器在大功率短波廣播發(fā)射機(jī)中的應(yīng)用日益普遍,對(duì)PSM調(diào)制解調(diào)器故障的診斷與處理已經(jīng)成為循環(huán)調(diào)制解調(diào)器技術(shù)使用的關(guān)鍵。為了應(yīng)用好數(shù)字循環(huán)調(diào)制解調(diào)器,確保信號(hào)輸出質(zhì)量并提高調(diào)制解調(diào)器使用壽命,日常操作和維修人員一定要把握好循環(huán)調(diào)制解調(diào)器的工作原理,并掌握這種調(diào)制解調(diào)器的應(yīng)用特點(diǎn),并在此基礎(chǔ)上提高故障處理維修技術(shù)水平,積累故障維修技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。
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