中波發(fā)射機模擬輸入板電路原理剖析及調(diào)整

李曉坤

（廣東省廣播電視技術(shù)中心，廣東 廣州 510800）

0 引 言

模擬輸入板也稱作音頻輸入板，其作用是將廣播節(jié)目模擬信號轉(zhuǎn)變成復(fù)合信號（音頻+直流）。復(fù)合信號經(jīng)A/D電路處理后產(chǎn)生12位的數(shù)字音頻信號，循環(huán)調(diào)制編碼板將數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成128個功放單元所需的開關(guān)信號，完成數(shù)字信號對射頻信號的調(diào)制。多年的維修實踐表明，模擬輸入板出現(xiàn)的故障并不多見。但是，由于電路組成復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障，就是比較棘手的問題。因此，掌握模擬輸入板的電路組成、工作原理及調(diào)整方法，是做好技術(shù)維護工作的基本要求。

1 電路組成及工作原理

1.1 模擬輸入板電路組成

模擬輸入板由貝塞爾濾波器、平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路、功率調(diào)整電路、功率補償電路、功率控制電路、抖動信號發(fā)生器、音頻末級處理電路以及快關(guān)慢開的關(guān)功放電路組成。電路組成如圖1所示。

圖1 哈廣GZ-GS50 kW中波發(fā)射機模擬電路組成框圖

1.2 模擬輸入板工作原理

哈廣GZ-GS50 kW中波發(fā)射機模擬輸入板電路圖代號為ILA/HG2.886.003DL，電路原理分析全文參見隨機電路原理圖。本文只針對幾個重要電路進行分析。

1.2.1 貝塞爾濾波器

貝塞爾濾波器的作用是濾除節(jié)目信號在傳輸線路上感應(yīng)的雜波信號。貝塞爾濾波器電路原理如圖2所示。電路由L1～L4、C1～C4和電阻R7～R12組成。通過對濾波器適當?shù)恼{(diào)整，可以保證輸入的信號不會過高或過低。

1.2.2 平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路

為了提高音頻質(zhì)量，DAM中波發(fā)射機采用平衡傳輸?shù)姆绞?。但后續(xù)一系列信號處理過程需要的是單極性信號，因此，需要增設(shè)平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路，用于將平衡輸入的音頻信號轉(zhuǎn)變?yōu)閱螛O性音頻信號。平衡/不平衡轉(zhuǎn)換電路如圖2所示，電路由N6A、N6B及調(diào)節(jié)電位器R15組成。N6為高精度比較器放大器，R15可適當調(diào)整音頻增益的大小。

圖2 貝塞爾濾波器和平衡/不平衡電路原理圖

1.2.3 最大功率調(diào)整電路

最大功率調(diào)整電路如圖3所示。電路由N7B、N22、N23、V10、R95、R96、R101～R105等構(gòu)成，其作用有兩個：一是完成音頻信號和直流電壓的相加，二是完成發(fā)射機的最大功率設(shè)置。DAM中波發(fā)射機的調(diào)制度由音頻信號的大小決定，發(fā)射機功率大小由復(fù)合信號的直流電壓決定。N7B的5腳是一個可調(diào)的直流偏置負電壓。用示波器測量5腳，可測到一個音頻信號上疊加有直流分量的電壓波形。機器工作在50 kW時，調(diào)整R98，使N7B-5的電壓為-1 V左右。當最大功率置于50 kW（K1置“1”位置）時，調(diào)整R101使N7B-5的電壓約為-1 V[1]。

圖3 最大功率調(diào)整電路原理圖

1.2.4 自動功率補償電路

為了避免外供電電壓波動而影響發(fā)射機輸出功率，DAM中波發(fā)射機設(shè)置了功率補償電路。功率補償電路采取對復(fù)合信號進行提升或壓縮的辦法來對輸出功率進行補償。如果+230 V功放取樣電壓增加，則補償電路減小復(fù)合音頻信號，進而減小工作的功放模塊數(shù)量。反之，如果+230 V功放取樣電壓減小，則補償電路增大復(fù)合音頻信號，使發(fā)射機開通更多的功放模塊工作，從而達到穩(wěn)定輸出功率的目的。

1.2.5 數(shù)字功率控制電路

數(shù)字功率控制電路的作用有兩個：一是完成發(fā)射機從0功率到最大功率的調(diào)整和最大功率到0功率的調(diào)整，二是完成音頻信號的封鎖。當發(fā)射機出現(xiàn)需要關(guān)閉音頻的故障時，控制信號將復(fù)合音頻信號對地短路，從而起到封鎖音頻信號的作用。

1.2.6 抖動信號發(fā)生器

抖動信號可以提高發(fā)射機的信噪比。在A/D轉(zhuǎn)換過程中，由于模擬信號在不斷變化，電路中會產(chǎn)生不確定的數(shù)碼，這個數(shù)碼或者是+1，或者是-1。這個不確定度會造成轉(zhuǎn)換電路來回開或關(guān)。也就是說，輸出的開關(guān)信號不一定準確。如果不該打開的末級功放打開，輸出包絡(luò)上就會出現(xiàn)尖脈沖；如果該打開的末級功放沒有打開，輸出包絡(luò)上就會出現(xiàn)包絡(luò)缺陷。如果在音頻信號上疊加與大臺階功放同步的72 kHz三角波信號，當發(fā)射機打開或關(guān)閉所有二進制臺階時，就會相應(yīng)增加一個三角波信號，迫使A/D輸入的速度變大，防止大臺階的來回開與關(guān)，用于消除開關(guān)噪聲，提高發(fā)射機的信噪比[2]。

1.2.7 音頻末級處理電路

音頻末級處理電路用于完成72 kHz高頻信號與“音頻+直流”信號的相加。電路原理如圖4所示。合成后的復(fù)合信號輸出到A/D轉(zhuǎn)換板。電路由緩沖器N4A、差動放大器N4B組成。緩沖器N4A增益放大為2，N4B增益放大為-1。當發(fā)射機輸出功率為50 kW、100%調(diào)幅時，N4B的輸出為6 Vpp音頻信號加上-3 V直流成分及少量72 kHz的抖動信號。

圖4 音頻末級處理電路原理圖

1.2.8 快關(guān)慢開的關(guān)功放電路

設(shè)置快關(guān)慢開電路是為了避免關(guān)鍵元器件損壞，當電路出現(xiàn)故障時，快速關(guān)閉功放。故障消失后，為了避免再次出現(xiàn)故障，功放不會立即打開，而是延時一定時間。延時過后，確定沒有故障了，功放部分再打開?？礻P(guān)慢開電路由N12A及外圍元件組成。當X4-39輸入邏輯“高”或“低”時，N12A的1腳分別輸出-15 V和+15 V，迫使V1開通或截止。當V1導(dǎo)通時，使N4A的3腳為0 V，進而關(guān)閉所有功放；當“關(guān)功放”信號消失后，經(jīng)數(shù)毫秒，功放慢慢地達到所預(yù)設(shè)的功率電平[3]。

2 模擬輸入板整板調(diào)整

模擬輸入板在出廠時已經(jīng)按照發(fā)射機工作頻率和輸出功率調(diào)整好，一般不需要調(diào)整，但當模擬輸入板出現(xiàn)故障需要更換或維修之后，需要對板子進行調(diào)整。模擬輸入板有六個調(diào)整電位器，分別是R41，R27，R84，R15，R43和R85，調(diào)整時參考表1。

表1 模擬輸入板各測試點功能

2.1 抖動頻率調(diào)整電位器R41

抖動頻率調(diào)整元件R41的調(diào)整方法是：在C62和R42的結(jié)點上連接一臺頻率計數(shù)器，調(diào)整R41，直到該節(jié)點頻率為72 kHz為止，一般在70～74 kHz范圍內(nèi)即可。

2.2 最大功率調(diào)整電位器R27

最大功率調(diào)整電位器R27的調(diào)整方法是：將發(fā)射機功率開在低功率等級上（5 kW左右），不要加音頻信號，如果發(fā)射機功率在低功率電平上（5 kW左右），說明最大值功率調(diào)整元件調(diào)得正確；如果發(fā)射機處在高功率等級上，按下“升功率”按鈕可以將功率升到52.5 kW以上或者達不到52.5 kW，就要需調(diào)整R27，使功率最大可升到52.5 kW而又不超過52.5 kW[4]。

2.3 偏置量調(diào)整電位器R84

偏置量調(diào)整電位器R84的調(diào)整方法是：在N5-7或直流穩(wěn)壓電源的調(diào)制輸入端鏈接一臺示波器，發(fā)射機工作在5 kW，輸入100 Hz正弦波并進行100%調(diào)制，示波器調(diào)在每格1伏檔，當偏置量為直流-3 V時，應(yīng)當看可以到一個幅度約2 VPP失真的正弦波，調(diào)整R84，使這個波形的正波峰正好開始限幅，然后慢慢地往回調(diào)控制元件。需要注意的是，當音頻信號向更正的方向移動時，波形會達到這個限幅點。音頻信號的正峰與調(diào)制包絡(luò)的負峰對應(yīng)[5]。

2.4 音頻增益調(diào)整電位器R15

音頻增益大小也就是收音機解調(diào)后聲音的大小，出廠時已經(jīng)按照音頻輸入信號電平為+10 dB，100%調(diào)制標準調(diào)整好。在發(fā)射機維修或更換板子后需要進行調(diào)整。調(diào)整方法是：發(fā)射機工作在要求的輸出功率（50 kW）上，調(diào)R15達到100%調(diào)制。調(diào)這個控制元件時，RF輸出可以改變。

2.5 抖動電平調(diào)整電位器R43

抖動電平調(diào)整電位器R43的調(diào)整方法是：發(fā)射機工作在輸出功率約5 kW，給發(fā)射機加100 Hz音頻信號，調(diào)制幅度為95%，用示波器觀看調(diào)幅波形，示波器只顯示波形的上部分，調(diào)整R43到最大，此時示波器應(yīng)能看到數(shù)字調(diào)制電壓的臺階，反復(fù)調(diào)整R43，直到臺階電壓消失，整個波形變得平滑為止[6]。

3 結(jié) 語

本文對哈廣50 kW中波發(fā)射機模擬輸入板電路的工作原理和調(diào)試方法進行了論述?！邦A(yù)先成其事，必先利其器”。作為一名中波發(fā)射機臺的技術(shù)維護人員，做好技術(shù)維護工作的前提是掌握發(fā)射機的原理與維修技能，理論與實踐形結(jié)合，按照發(fā)射機工作原理流程，逐級駐點查找故障。只有這樣，才能提高維修效率，避免陷于維修困境。