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        1kW PDM中波發(fā)射機(jī)改頻分析與實(shí)踐

        2012-10-15 12:39:02王永旺
        科技傳播 2012年23期
        關(guān)鍵詞:發(fā)射機(jī)信號

        王永旺

        秦皇島市廣播電視臺,河北秦皇島 066000

        秦皇島市廣播電視臺因工作需要,將上海明珠廠生產(chǎn)的1kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)由載波頻率1 359kHz改頻到1 251kHz。該發(fā)射機(jī)主要由音頻電路、射頻電路、控制電路及電源部分等組成,由于音頻電路、控制電路及電源部分等工作與載波頻率無關(guān),能夠適應(yīng)整個(gè)中波頻段,改頻主要針對射頻電路。經(jīng)過秦皇島市廣播電視臺技術(shù)人員的研究、分析,決定對射頻部分先改高頻激勵(lì),再改中放調(diào)諧回路,再到輸出網(wǎng)絡(luò),最后再加高壓進(jìn)行整機(jī)調(diào)整,遵循由激勵(lì)到發(fā)射極末級輸出的原則。現(xiàn)將改頻過程做一分析和敘述。

        1 高頻激勵(lì)器的改頻及調(diào)整

        高頻激勵(lì)器產(chǎn)生載波頻率信號,經(jīng)整形放大后輸出符合要求的方波信號,原理如圖1。

        圖1 高頻激勵(lì)放大器原理圖

        1.1 1 251kHz振蕩信號的產(chǎn)生

        該發(fā)射機(jī)采用單頻晶體振蕩器,激勵(lì)器固定輸出1 359kHz。把載波頻率1 359kHz改到1 251kHz,因?yàn)闆]有對應(yīng)1 251 kHz的晶體,需采用外激信號。外激信號取自同步激勵(lì)器輸出的信號。我們斷開本機(jī)振蕩器的電源,使本振停止工作。引入同步激勵(lì)器輸出的1 251kHz信號到外激信號輸入端,并將切換開關(guān)由S-1調(diào)整為S-2對應(yīng)外激。

        1.2 同步激勵(lì)器放大,選頻回路的調(diào)整

        圖2 原機(jī)激勵(lì)放大電路圖

        圖3 激勵(lì)輸入放大電路修改圖

        圖2是原機(jī)外激輸入放大圖。外激信號輸入后經(jīng)V2放大后進(jìn)入選頻回路,由于原機(jī)頻率為1 359kHz,所以原選頻回路也諧振于1 359kHz。選頻回路由L4,C13,R27,L5,C15,R28,C14組成,C14為耦合電容。考慮到調(diào)整選頻回路很復(fù)雜,我們?nèi)サ暨x頻回路,將電路簡化為圖3所示,即焊下L4,C13,R27,L5,C15,R28,將R29,C14短接,在R7的位置焊上R*,阻值為2KΩ,將R26改為470Ω。將示波器接輸出端C16,調(diào)整外激信號的幅度,使輸出信號為3VP-P。

        1.3 方波的調(diào)整

        集成塊CD4050為中間放大器。將示波器接CD4050的輸出端,調(diào)節(jié)R36,通過改變CD4050輸入端的直流電平使輸出的方波精確對稱。至此,高頻激勵(lì)器的改頻及調(diào)整完畢。

        2 中間放大器調(diào)諧回路的調(diào)整

        中間放大器調(diào)諧回路的作用是將中間放大器輸出的方波轉(zhuǎn)換為推動(dòng)功率放大器的正弦波,用規(guī)定的幅度推動(dòng)功放,并使中放的負(fù)載阻抗為純電阻。功放的輸入電壓為28Vp-p,過大、過小都會造成發(fā)射機(jī)功放的損壞。

        如圖4所示,中間放大器輸出的方波信號接至由C1,L1和T1組成的串聯(lián)諧振回路,對工作頻率構(gòu)成串聯(lián)諧振,電流最大。L2與功放中的全部場效應(yīng)管G,S間的輸入電容等效到調(diào)諧回路輸出端C點(diǎn)的電容構(gòu)成并聯(lián)諧振,使中間放大器的負(fù)載阻抗變成純電阻,中間放大器只需要用較小的輸出電流就能推動(dòng)全部功率放大器。

        圖4 中間放大器調(diào)諧回路

        1)串聯(lián)諧振回路的調(diào)整

        斷開功放的-140V工作電源,功放不工作,發(fā)射機(jī)沒有功率輸出。斷開B點(diǎn)與T2的連接,對地接5Ω電阻(4W)。在B點(diǎn)接入示波器,調(diào)整L1,開發(fā)射機(jī),使示波器波形顯示最大(注意:調(diào)整L1時(shí)應(yīng)關(guān)閉發(fā)射機(jī),每次調(diào)整后要記錄示波器的波形幅度和L1調(diào)整點(diǎn)的位置,通過反復(fù)調(diào)整,直到示波器波形顯示最大),此時(shí)即是C1、L1和T1串聯(lián)諧振。

        2)并聯(lián)諧振回路的調(diào)整

        連接B點(diǎn),去掉B點(diǎn)對地所接電阻,依舊斷開功放的-140V工作電源。調(diào)整L2,開發(fā)射機(jī),使發(fā)射機(jī)前面板上的調(diào)制推動(dòng)電流表針指示最小(注意:調(diào)整L2時(shí)應(yīng)關(guān)閉發(fā)射機(jī),每次調(diào)整后要記錄電流表針指示值和L2調(diào)整點(diǎn)的位置,通過反復(fù)調(diào)整,直到電流表針指示最?。?,此時(shí)即是并聯(lián)諧振。

        3)依舊斷開功放的-140V工作電源,把示波器接至功放管的G,S極之間。開機(jī)觀察示波器顯示的正弦波為28VP-P,說明調(diào)整基本準(zhǔn)確。

        觀察推動(dòng)電流表針指示明顯偏大,在電流表的限流電阻R11(47K)與電流表之間串聯(lián)加入一33K可調(diào)電阻,使電流表為60。

        3 帶通濾波器及T型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

        如圖5所示,L1,C1,L2,C2組成帶通濾波器,兼有阻抗變換的作用。LI和C1串聯(lián)諧振于工作頻率,但XL1并不等于XC1,而是通過調(diào)整L1,使得由場效應(yīng)管構(gòu)成的功率放大器的負(fù)載阻抗為純電阻,從而克服了合成變壓器和功放輸出變壓器以及雙抽頭電感L2帶來的漏感的影響。

        L2用來調(diào)整阻抗匹配。C3、L3、C4、L4是一個(gè)典型的T型阻抗微調(diào)網(wǎng)絡(luò),主要是當(dāng)天氣和季節(jié)等變化造成負(fù)載阻抗有偏差時(shí),通過微調(diào)可以使發(fā)射機(jī)正常工作。L5和C5串聯(lián)諧振于3次工作頻率,濾除3次諧波。

        圖5 帶通濾波器及T型網(wǎng)絡(luò)

        3.1 帶通濾波器的調(diào)整

        斷開A點(diǎn)與輸入信號連接的銅皮,斷開電容C3與C點(diǎn)連接的銅皮,在C點(diǎn)對地接50Ω電阻。將電橋輸出頻率調(diào)整為1 359kHz(即原機(jī)頻率),在A點(diǎn)測得輸入阻抗為26.5-j2.3;若對應(yīng)1 251 KHz,經(jīng)計(jì)算輸入阻抗應(yīng)為26.5-j2.1。

        去掉50Ω電阻,斷開電感L2-1與B點(diǎn)連接的銅皮,將電橋接在C點(diǎn),輸出頻率調(diào)整為1251KHz,調(diào)整L2-2使電路并聯(lián)諧振;

        斷開A點(diǎn)與輸入信號連接的銅皮 ,斷開B點(diǎn)與L2-1連接的銅皮,用電橋調(diào)整L1和C1串聯(lián)諧振;

        在C點(diǎn)對地接50Ω電阻,連接B點(diǎn)與L2-1連接的銅皮,將電橋接在L1輸入端口,反復(fù)微調(diào)L1和L2-1,使A點(diǎn)的阻抗值調(diào)整在26.5-j2.1?;謴?fù)斷開電路,去掉50Ω電阻,調(diào)整完畢。

        3.2 T型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

        3.2.1 三次諧波吸收電路的調(diào)整

        將圖5中的D點(diǎn)與L3,L4連接的銅皮斷開,把LRC電橋的頻率調(diào)整到3f0處,即3753kHz。調(diào)整L5,使L5和C5串聯(lián)諧振于3753kHz,此調(diào)整是為了防止本機(jī)的三次諧波產(chǎn)生的干擾;

        3.2.2 T型網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

        由于1359 kHz 和1251 kHz頻率相差不大,考慮對原T型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行小范圍的改動(dòng)。原機(jī)C3,C4電容值均為3300PF(1500+1800)。

        若L3,L4仍用原來的器件,則頻率從1359 kHz 到1251 kHz,C3,C4都應(yīng)加大。經(jīng)計(jì)算,C3,C4都應(yīng)加大約800 PF。取820 PF電容兩只,分別并聯(lián)于C3,C4上。

        接好D點(diǎn)與L3,L4連接的銅皮,斷開C、E點(diǎn),在E點(diǎn)對地接入50Ω的電阻,同時(shí)將電橋接入C點(diǎn),頻率設(shè)在1251kHz,分別調(diào)整負(fù)載線圈和調(diào)諧線圈,監(jiān)視電橋,使其讀數(shù)趨于50+j0Ω,調(diào)整時(shí)注意要依次調(diào)整兩個(gè)線圈,每次調(diào)整量不要超過一圈。經(jīng)調(diào)整,其讀數(shù)趨于50+j0Ω,T型網(wǎng)絡(luò)調(diào)整完畢。

        3.3 整機(jī)的調(diào)整

        全部恢復(fù)接線,將功率調(diào)至最小,斷開天饋線接50Ω假負(fù)載,把示波器接至功放管的G,S極之間。開機(jī),調(diào)整L3和L4使反射最小,觀察中放電流及示波器的Vgs指示值正常,用手在功率放大器出風(fēng)口處感覺溫度正常。

        觀察一段時(shí)間,逐漸加大功率,調(diào)整L3和L4使反射最小,直到滿功率載波試機(jī),發(fā)射機(jī)各儀表指示值正常。斷開50Ω假負(fù)載接天饋線,重復(fù)上述步驟。

        至此,整個(gè)發(fā)射機(jī)調(diào)整完畢。工作至今,性能穩(wěn)定,指標(biāo)測試良好。

        4 結(jié)論

        這次的1kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)改頻,秦皇島市廣播電視臺技術(shù)人員在沒有廠家技術(shù)指導(dǎo)的情況下,認(rèn)真查閱圖紙,多方探索,很好地解決了同步激勵(lì)器放大電路的改動(dòng)及中間放大器調(diào)諧回路的調(diào)整,改頻后設(shè)備工作穩(wěn)定,指標(biāo)達(dá)到甲級水平,播出效果良好。

        [1]上海明珠廣播電視科技有限公司廠家資料.TS-01B中波廣播發(fā)射機(jī)技術(shù)說明書.

        [2]劉洪才編著.中短波廣播發(fā)射機(jī)[M].中國廣播電視出版社.

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