Multisim12用于廣播設(shè)備維修

葛會(huì)娟

(遼寧朝陽(yáng)三二八轉(zhuǎn)播臺(tái)，遼寧 朝陽(yáng) 122000)

0 前言

中波轉(zhuǎn)播臺(tái)作為基層臺(tái)站，工作人員熟練的掌握電路理論和知識(shí)，對(duì)解決實(shí)際問(wèn)題非常必要。轉(zhuǎn)播臺(tái)的工作特點(diǎn)是，平時(shí)設(shè)備不發(fā)生故障時(shí)，人們不可能隨時(shí)的打開發(fā)射機(jī)和工作的各種設(shè)備來(lái)學(xué)習(xí)和操作以及測(cè)量各種參數(shù)，而僅僅看書又沒(méi)有實(shí)際操作的感覺，這使得一些人員參加工作幾年甚至十幾年，遇到問(wèn)題無(wú)從下手，更談不上故障處理和維修了。這里介紹的multisiim仿真軟件，能夠很好的解決上述問(wèn)題。

1 軟件介紹

Multisim12仿真軟件自20世紀(jì)80年代產(chǎn)生以來(lái)，經(jīng)過(guò)數(shù)個(gè)版本的升級(jí)，除保持操作界面直觀、操作方便、易學(xué)易用等優(yōu)良傳統(tǒng)外，電路仿真功能也得到不斷完善。目前，其版本NI Multisim 12主要有以下特點(diǎn)。

1.1 直觀的圖形界面

如圖1，軟件開啟的界面，為了保持軟件的穩(wěn)定，最好使用英文界面。界面上以圖標(biāo)的方式顯示了所用的類型，包括元件符號(hào)、儀器儀表符號(hào)、分析符號(hào)等。元件和測(cè)試儀表均可直接拖放到屏幕上，可通過(guò)單擊鼠標(biāo)用導(dǎo)線將它們連接起來(lái)，虛擬儀器操作面板與實(shí)物相似，甚至完全相同。可方便選擇儀表測(cè)試電路波形或特性，可以對(duì)電路進(jìn)行20多種電路分析，以幫助設(shè)計(jì)人員分析電路的性能。

圖1 啟動(dòng)界面

1.2 豐富的元件

自帶元件庫(kù)中的元件數(shù)量更多。NI Multisim 12的元件庫(kù)不但含有大量的虛擬分離元件、集成電路，還含有大量的實(shí)物元件模型，包括一些著名制造商，如Analog Device、Linear Technologies、Microchip、National Semiconductor以及Texas Instruments等。用戶可以編輯這些元件參數(shù)，并利用模型生成器及代碼模式創(chuàng)建自己的元件。

1.3 眾多的虛擬儀表

Multisim 12提供22種虛擬儀器，這些儀器的設(shè)置和使用與真實(shí)儀表一樣，能動(dòng)態(tài)交互顯示。用戶還可以創(chuàng)建LabVIEW的自定義儀器，既能在LabVIEW圖形環(huán)境中靈活升級(jí)，又可調(diào)入Multisim 12方便使用。更多的性能，請(qǐng)參閱參考文獻(xiàn)[1]。

2 故障分析應(yīng)用

目前中波臺(tái)都使用了固態(tài)發(fā)射機(jī)，與電子管發(fā)射機(jī)相比，其工作穩(wěn)定、電路復(fù)雜，工作人員處理故障的機(jī)會(huì)少了，處理故障的難度增加了。這就要求技術(shù)人員對(duì)發(fā)射機(jī)的整機(jī)原理熟練掌握，對(duì)單元電路深入理解。如下的2例說(shuō)明仿真軟件在維修中的作用。

故障1：

現(xiàn)象：10 kW發(fā)射機(jī)-22 V電源不穩(wěn)定，電壓變化范圍是-18.5 V～-26 V，變化時(shí)間1～10 min。

分析，圖2是22 V電源電路，該電壓送到三端穩(wěn)壓器，得到15 V的穩(wěn)壓，為相關(guān)的集成電路供電，如果-22 V(絕對(duì)值)電壓過(guò)低，小于-17 V時(shí)，則三端穩(wěn)壓塊7915將失去穩(wěn)壓作用，運(yùn)放的-15 V電源工作不正常，導(dǎo)致更多電路工作不正常。實(shí)際中還發(fā)現(xiàn)，每次長(zhǎng)時(shí)間(1～2 h)停機(jī)后再次開機(jī)，該電壓穩(wěn)定。由電子學(xué)常識(shí)可知，當(dāng)線路接觸不良時(shí)，導(dǎo)體的電阻會(huì)由于接觸面減小而變大，由于電阻變大，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，在該接觸處就會(huì)產(chǎn)生局部升溫，隨著溫度升高，該接觸處的電阻又繼續(xù)升高。由此我們可以初步判斷可能是由于接觸不良造成的，以往的維修過(guò)程是反復(fù)的停機(jī)開機(jī)，反復(fù)的觀察和測(cè)量，從而確定具體的故障位置，效率不高且停播時(shí)間較長(zhǎng)。如果應(yīng)用proteus仿真的方法，則可以通過(guò)仿真預(yù)先確定故障點(diǎn)。在圖2中，將一個(gè)模擬電阻接在不同的位置，當(dāng)接在如圖所示的位置時(shí)，輸出電壓如圖所示，改變電阻值，輸出電壓變化范圍是-18.5 V～-26 V，與實(shí)際相符。實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)是整流橋的一端接觸不良，重新焊接后，工作正常。

圖2 電源仿真

故障2：

現(xiàn)象：駐波比顯示不正常，天線零位指示13 V以上，功率升不上去。而反射功率指示0.05。

分析：圖3是天線零位取樣檢測(cè)電路原理圖， C1、C2用于電壓取樣，L1、R2用于電流取樣，C4、C5、C6、L2及連接的開關(guān)分別是一組元件而非一個(gè)元件。其作用是調(diào)節(jié)取樣信號(hào)的幅度和相位，以便在負(fù)載阻抗匹配時(shí)使得輸出端為0，此時(shí)變壓器T1的輸入端A、B的信號(hào)幅度相同、相位相同。為了方便仿真，在此僅作A、B以后的分析，觀察輸入信號(hào)A、B幅度和相位發(fā)生變化時(shí)輸出的情況。C點(diǎn)是整流以后的信號(hào)，D點(diǎn)是濾波后的直流電平。圖4是T1輸入信號(hào)幅度相位相同時(shí)的情況(虛擬示波器顯示結(jié)果，以下同)，此時(shí)可以看到輸出端C點(diǎn)沒(méi)有信號(hào)輸出，最后濾波的直流成分為0。圖5是輸入信號(hào)相位相差30度時(shí)的情況，此時(shí)輸出端C點(diǎn)有波形輸出，而且信號(hào)的最低點(diǎn)就是0電平，濾波后得到信號(hào)的峰值電平。改變輸入信號(hào)的相位差，輸出信號(hào)的幅度隨之改變，相位差越大，輸出信號(hào)幅度越大。同理，改變輸入信號(hào)的幅度差，輸出同樣會(huì)發(fā)生類似的變化。本故障中，如果天線負(fù)載發(fā)生較大變化，則天線零位和反射功率應(yīng)該同時(shí)有較大變化，但是實(shí)際是反射功率變化較小。 首先測(cè)試了天線的特性阻抗(為51+j2)，變化不大，所以懷疑是天線零位取樣電路的問(wèn)題。實(shí)際反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)是其中的開關(guān)SW1中接觸不良，導(dǎo)致電壓取樣的幅度變化，最后使得C點(diǎn)的電壓升高，顯示天線零位過(guò)高，在功率增加時(shí)起到的保護(hù)作用。

3 結(jié)論

本文通過(guò)2個(gè)實(shí)例，介紹了multisim12仿真軟件故障分析中的應(yīng)用，它可以讓技術(shù)人員更透徹的掌握電路的原理，確定電路的正常工作狀態(tài)，為實(shí)際維修操作提供預(yù)判。熟練的掌握multisim12軟件，在處理故障時(shí)會(huì)有事半功倍的效果。希望能對(duì)同行技術(shù)人員有拋磚引玉的作用。

圖3 駐波比檢測(cè)仿真原理圖

圖4 A、B同相位波形

圖5 A、B相位相差30度的波形