10 kW DAM 中波廣播發(fā)射機頻率合成振蕩器及緩沖放大板原理分析

胡 哲

（ 延安廣播轉播臺，陜西 延安 716000）

中波廣播具有傳播距離遠、 接收效果好的優(yōu)點，是我國廣播電視信號覆蓋的重要組成部分。 中波廣播擔負著豐富廣大人民群眾精神文化生活，將黨和政府的聲音及時傳達到千家萬戶的重要使命，保障中波廣播不間斷、高質量的播出尤為重要。 進入21 世紀，中波廣播發(fā)射機由低質量、高能耗、難維護的電子管設備更新為高效率、高質量、高穩(wěn)定性的全固態(tài)數字調制發(fā)射機。 面對新設備、新技術，就需要從事中波廣播發(fā)射的技術人員具備過硬的專業(yè)技術，能夠熟悉新設備、掌握新技術，充分做好設備檢修維護工作， 保障設備平穩(wěn)安全運行。 本文以10 kW DAM 中波廣播發(fā)射機的射頻系統(tǒng)為例， 深入分析了振蕩器和緩沖放大板2 個部分的電路原理，并以此為基礎，詳細總結了這2 個電路板在檢修維護中的快速排查步驟，便于相關工作人員快速排查故障。

1 頻率合成振蕩器

頻率合成振蕩器由主、備直接式數字合成器輸入、外激勵輸入、自動切換電路和輸出電路組成，主要作用為產生本機的載頻信號。采用主、備直接式頻率合成器輸出信號和外激勵信號自動切換、 放大及波形整形的工作方式為發(fā)射機提供穩(wěn)定的載頻信號。

1.1 供電電路簡圖

如圖1 所示， 本板供電由低壓電源分配板A39輸出端X1輸出±22 V 電壓分別送至本板輸入端X1-1、X1-4和X1-6。 其中-22 V 電壓經穩(wěn)壓二極管VD18穩(wěn)壓后輸出-15 V 電壓；+22 V 電壓通過F1保險保護后，分3 路輸出3 種電壓： 一路經VD1穩(wěn)壓后輸出+15 V 電壓；另一路經VD4穩(wěn)壓后輸出+5 V 電壓； 第三路經VD13穩(wěn)壓后輸出+9 V 電壓。

圖1 供電電路簡圖

1.2 電路工作過程

頻率合成振蕩板電路原理如圖2 所示。 主激勵器工作時，載頻方波由本板X8-1輸出2 路信號，一路直接送至主、備電子開關N8的動接點4 腳，一路作為驅動信號經VD20檢波、N7B緩沖隔離送到比較器N9A的同相端5 腳， 此信號電壓大于反相端4 腳的基準電壓，使N9A的2 腳輸出高電平（ +15 V）到N8的6 腳，N8靜接點11 腳和13 腳斷開，動接點4 腳和2 腳吸合，將主激勵器產生的載頻方波信號送到第二級電子開關N6的靜接點11 腳，同時發(fā)光二極管H2狀態(tài)為紅燈滅。

圖2 頻率合成振蕩板電路原理圖

備激勵器工作時，載頻方波直接由本板X10-1送至N8的11 腳，主激勵器的驅動信號經比較器N9A輸出低電平（ -15 V）到N8的6 腳，N8靜接點11 腳和13 腳吸合，動接點4 腳和2 腳斷開，將備激勵器產生的載頻方波信號送到電子開關N6的靜接點11 腳， 同時發(fā)光二極管H2狀態(tài)為紅燈亮。

外激勵器工作時， 激勵信號由本板X2-1輸出2 路信號，一路直接送至本、外電子開關N6的動接點4 腳，一路作為驅動信號經二極管VD21檢波， 跟隨運放N7D緩沖隔離送到比較器N9C的同相端9 腳與反相端的8腳基準電壓進行比較，N9C的14 腳輸出高電平（ +15 V）送到N6的6 腳，N6靜接點11 腳和13 腳斷開， 動接點4 腳和2 腳吸合， 將外激勵器產生的激勵信號送至下一級電路，同時H1狀態(tài)為紅燈滅。 若外激勵器不工作時，N6通過靜接點11 腳和13 腳直接將本地載頻方波信號送至下一級電路，同時H1狀態(tài)為紅燈亮。 兩級電子開關N8、N6的功能是對激勵信號進行自動選擇輸出，輸出的優(yōu)先順序為：外激勵→主激勵→備激勵。

N6輸出的激勵方波信號分2 路送到下一級，一路通過P5扦頭對激勵器輸出的阻抗進行匹配（ 一般本地激勵選擇50 Ω 阻抗匹配）； 另一路經正負電平鉗位、 三極管V3放大，在N5的5 腳輸出5VP-P載頻方波到P4扦頭。

一般情況發(fā)射機都在單機狀態(tài)工作，P4扦頭1 腳和3 腳接通， 此時N4驅動腳6 腳的驅動信號由本板+5VP-P連鎖電壓信號提供， 動接點4 腳和2 腳吸合，經加速電路分2 路輸出， 一路通過本板X4-8輸出9VP-P載頻方波到緩沖放大器板XT1-39；另一路經VD7檢波通過本板X7-1送至顯示板，顯示激勵器的工作狀態(tài)。

關功放或者駐波比大故障關功放時， 顯示板送來0.22 ms 高電到本板X7-5，經R34和R43分壓驅動三極管V5導通，拉低連鎖電壓信號，使連鎖故障選擇開關N4的驅動腳6 腳為低電平，N4動接點4 腳和2 腳釋放，靜接點11 腳和13 腳吸合。 N4的輸出由功率合成器輸出T101線圈感應的射頻衰減信號從本板X3-1輸入，經移相網絡、兩級放大單元變?yōu)?5VP-P方波信號提供。 移相網絡的作用是為了使功放的輸入和輸出為同一信號，消除相位差，提高功放工作的安全性。

1.3 快速檢修測試步驟

1）正常時測試點XJ1為+15 V、XJ2為+5 V、XJ3為+9 V、XJ7為-15 V，如若不是則需要排查相對應的保險和穩(wěn)壓二極管，倘若一切正常，則應排查低壓電源分配板A39。

2）發(fā)光二極管H1狀態(tài)為紅燈滅時，表明主、備激勵出現問題；H1、H2狀態(tài)均為紅燈亮時表明主激勵有問題。

3）X4-1、XJ5處用示波器檢測顯示5VP-P方波；X4-8處帶負載時用示波器檢測顯示4.5VP-P方波，X4-8處不帶負載時用示波器檢測顯示9VP-P方波。

2 緩沖放大板

緩沖放大板主要由運算放大器N1，V1和V2、V3和V4兩組互補推挽電路，濾波、加速及諧振電路組成。 互補推挽電路可以改善方波信號的下降沿， 并且具有功率放大的作用。 緩沖放大板的主要作用是將頻率合成振蕩器板輸出的激勵方波信號放大后， 推動預推動放大模塊。 緩沖放大板電路如圖3 所示。

圖3 緩沖放大板電路圖

2.1 電路工作過程

本板信號由頻率合成振蕩器板輸出9VP-P的載頻方波送到X1-39和X1-40， 經電阻R1和R2分壓、 電容C1和電阻R3加速限流， 到運放N1（ R21和VD5穩(wěn)壓輸出14 V 的正電壓給N1供電）， 經二極管VD1和VD2正負鉗位， 運放N1的5 腳倒相放大輸出近14VP-P的載頻方波信號。

運放N1輸出的方波信號， 經R4限流送到互補推挽射隨器V1和V2的基極輸入， 射極輸出14VP-P載頻方波信號，經C2和L1串聯諧振，把方波信號變?yōu)檎也ㄋ偷礁哳l變壓器T1的初級，通過R5降低回路Q 值，展寬工作頻帶， 使緩沖放大器在中波段頻率范圍內通用。 R21和VD5穩(wěn)壓輸出+14 V 電壓經C7、C8、C9濾波后為運放N1和互補推挽射隨器V1、V2提供工作電壓。 三極管V1和V2組成互補推挽， 既改善單管射隨器輸出方波信號的下降沿，又有功率放大的作用。

變壓器T1次級兩線圈分別推動場效應管V3和V4，V3和V4串聯組成半橋功放（ 也是推挽電路），由于2 個次級的激勵信號相位相差180°（ 2 繞組繞向相反），V3和V4輪流飽和導通和截止，輸出近30VP-P值的載頻方波信號（ 供電電壓+30 V）。

電阻R6和R7是場效應管V3和V4的柵極防振電阻，防止2 管產生高頻寄生振蕩，雙向穩(wěn)壓二極管VD3和VD4并接在場效應管V3和V4的柵極和源極，防止過壓或瞬時過壓損壞V3和V4場效應管。 當輸入的正弦波峰峰值超過雙向穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值時， 由于R6、R7限流和VD3、VD4導通穩(wěn)壓，可以保護場效應管V3和V4不被過高的激勵電壓擊穿。

本板供電如圖3 所示，+30 V 電壓經保險F3、R22和C18—C21及C10阻容濾波后供給。 F3為供電保險，熔斷時+30 V 通過R20和DS3及V3、V4場效應管的漏極電流點亮DS3紅燈。當V3和V4在激勵電平的推動下交替導通和截止時， 通過DS3紅燈的平均電流增加， 使DS3紅燈亮度增加。當V3和V4擊穿時，DS3紅燈最亮。+30 V的電路連接為： 推動合成母版A14的X4-2→A14的X6-23→本板的X1-23。

場效應管V3和V4推挽輸出近30VP-P的載頻方波，經C3、C11、L2串聯諧振，把方波信號變成正弦波，通過串聯和并聯的兩組電阻降低回路Q 值，展寬工作頻帶，寬帶諧振輸出到預推動級輸入。 如圖4 所示。

圖4 寬帶諧振圖

+60 V 通過本板保險F1和F2供給預推動級的A半橋和B 半橋。 兩半橋的保險檢測發(fā)光二極管DS1和DS2在保險熔斷時點亮，R23和R24是發(fā)光二極管限流電阻。預推動供電通過本板是為了在拔出本板檢修時，同時切斷預推動板的供電。 +60 V 的電路連接為：推動合成母版A14的X4-1→A14的X6-25→本板的X1-25→本板的X1-29→A14的X6-29，如圖5 所示。

圖5 60 V 電壓通路圖

2.2 快速檢修測試步驟

1）DS1、DS2亮時，表明保險F1、F2熔斷，需要及時更換保險絲。 在R23、R24處用萬用表可檢測出+60 V 的電壓，如若檢查差異較大，則需檢查F1、F2前后的電壓情況：如果無電壓，則為供電電路故障；如果有電壓，則是前置驅動板故障。

2）DS3亮時，表明保險F3熔斷，需要及時更換保險絲，在R20處用萬用表可檢測出+30 V 的電壓，如若檢查差異較大，則需檢查A16板的供電電路故障。

3）在R1、R2的1 腳處用示波器檢測顯示4.5VP-P方波，如若檢查差異較大，則需檢查頻率合成振蕩板A17。

4）在R4、VD1正極處用示波器檢測顯示14VP-P方波。

5）R8、R9、R10和R11處用示波器檢測顯示30VP-P方波。

3 結束語

綜上所述， 深入掌握頻率合成振蕩器及緩沖放大板的原理，牢記快速排查檢修的要點，并以此類推，深入學習掌握中波發(fā)射機各系統(tǒng)各模塊的原理與維護，確保發(fā)生故障時能夠及時高效地進行排查檢修、 恢復播出，充分發(fā)揮中波廣播技術人員的使命與價值。