海峽之聲廣播電臺(tái) 劉金星 盧偉權(quán) 劉俊峰

1.引言

DX-600發(fā)射機(jī)主要有發(fā)射機(jī)控制單元（TCU）、合成器控制單元（CCU）和三個(gè)200KW功放單元（PB200）組成，其中，合成器的主要作用是將三個(gè)PB200功放單元輸出地射頻功率合成，并通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)使輸出阻抗達(dá)到匹配要求，將信號(hào)送到天線進(jìn)行播出。

在合成器中的元器件都是工作在高頻率、大電壓、強(qiáng)電流條件下，具有測(cè)量難、調(diào)整難和故障排除難的特點(diǎn)，通常的檢修和故障排除方法已無法滿足實(shí)際維護(hù)的需要，因而采用仿真技術(shù)來模擬和排除合成器各種故障成為一個(gè)急待解決的問題。

2.合成器仿真系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)與工作特性分析

2.1 合成器仿真系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

本文采用的是Protel99se仿真軟件進(jìn)行電路仿真與各類故障分析，根據(jù)發(fā)射機(jī)合成器的實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)建了如圖1的仿真系統(tǒng)：

2.2 仿真系統(tǒng)特性分析

（1）頻響特性分析

在我臺(tái)中，DX-600發(fā)射機(jī)的工作頻率為783Khz，如圖2所示為仿真系統(tǒng)的頻響特性，可以看出合成器仿真系統(tǒng)的頻響特性符合發(fā)射機(jī)工作頻率783Khz，滿足仿真要求。

（2）阻抗匹配特性分析

A.各PB 90°相移網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出阻抗特性分析

如圖3所示，合成器仿真系統(tǒng)的中各PB 90°相移網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為42歐姆，輸出為168歐姆，與實(shí)際合成器的阻抗匹配特性一致。

B.主合成π網(wǎng)絡(luò)輸入和輸出阻抗特性分析

如圖4所示，合成器仿真系統(tǒng)的主合成π網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗為56歐姆，輸出阻抗為50歐姆，與發(fā)射機(jī)合成器實(shí)際的阻抗匹配要求一致。

通過上面的分析可以看出本文所構(gòu)建的合成器仿真系統(tǒng)的頻響特性和阻抗匹配特性都滿足合成器系統(tǒng)的實(shí)際要求，確實(shí)可以仿真工作在783Khz條件下的DX-600發(fā)射機(jī)合成器的工作狀態(tài)。

3.仿真技術(shù)在合成器系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1 在天線系統(tǒng)中故障仿真的應(yīng)用

發(fā)射機(jī)天線系統(tǒng)元器件工作在高頻率、高電壓、大電流條件下，實(shí)際工作中很難測(cè)量和調(diào)整，而且也無法模擬此類故障，因此在天線系統(tǒng)的故障處理方面很多是依靠傳統(tǒng)的理論分析和經(jīng)驗(yàn)積累，缺少必要的科學(xué)直觀有效的分析和排除方法。

針對(duì)發(fā)射天線系統(tǒng)內(nèi)部元器件老化，導(dǎo)致的天線系統(tǒng)容抗變化的實(shí)際情況，通過仿真系統(tǒng)進(jìn)行故障模擬仿真，進(jìn)而找到故障現(xiàn)象，為此類故障的排除提供科學(xué)的依據(jù)。

首先是在仿真系統(tǒng)中改變輸出網(wǎng)絡(luò)中匹配電容CA的值，模擬故障點(diǎn)，通過仿真系統(tǒng)模擬產(chǎn)生仿真故障現(xiàn)象如圖5所示：

從上面圖5與圖6可以看出，此類故障的故障現(xiàn)象很明顯，主要是發(fā)生故障的天線輸出將產(chǎn)生嚴(yán)重的幅度失真，各PB的反射系數(shù)都會(huì)增大，使得各PB輸出波形幅度變小。

3.2 在合成器故障排除中的應(yīng)用

如圖7所示，合成器內(nèi)元器件參數(shù)變化造成了PB單元都有了不同程度的故障指示

分析故障現(xiàn)象可以總結(jié)為：發(fā)射機(jī)整體輸出變小，反射系數(shù)變大，天線駐波比變大，其中PB1輸出和反射系數(shù)變化最明顯。由此可以看出故障點(diǎn)應(yīng)位于PB1中，下面通過對(duì)PB1相關(guān)元器件的仿真來找出故障點(diǎn)。

（1）PB1調(diào)載電容C11發(fā)生故障，故障現(xiàn)象如圖8：

圖1 合成器仿真系統(tǒng)原理圖

圖2 合成器仿真系統(tǒng)頻響圖

圖3 90°相移網(wǎng)絡(luò)輸入（左）輸出（右）阻抗特性圖

圖4 主合成π網(wǎng)絡(luò)輸入（左）輸出（右）阻抗特性

圖5 仿真故障波形與正常工作波形

圖6 仿真故障波形（紅）與正常工作波形（藍(lán)）對(duì)比圖

圖7 發(fā)射機(jī)各PB故障指示

圖9 PB1調(diào)載電容C10故障仿真波形

圖8 PB1調(diào)載電容C11故障仿真波形

（2）PB1調(diào)諧電容C10發(fā)生故障，故障現(xiàn)象如圖9

（3）故障點(diǎn)分析與判斷

1）仿真故障點(diǎn)一：C11的故障現(xiàn)象是三部發(fā)射機(jī)的輸出都變小，反射系數(shù)都變大。

2）仿真故障點(diǎn)二：C10的故障現(xiàn)象是只有PB1的輸出和反射系數(shù)變化最明顯。

3）通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)仿真故障點(diǎn)二的現(xiàn)象與實(shí)際故障現(xiàn)象一致，基本可以判斷故障點(diǎn)就是PB1的調(diào)諧電容C10。

4.結(jié)束語

通過采用電路仿真軟件Prote l99SE對(duì)DX-600發(fā)射機(jī)合成器系統(tǒng)進(jìn)行電路仿真，建立電路仿真模型，極大地提高了合成器系統(tǒng)故障排除速度。同時(shí)也可以將仿真用于該設(shè)備的仿真訓(xùn)練中，實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練手段的創(chuàng)新，提高訓(xùn)練的效率和效果。因此DX-600合成器仿真系統(tǒng)極大的提高了我們維護(hù)發(fā)射機(jī)的工作能力，確實(shí)解決了很多實(shí)際問題，促進(jìn)了業(yè)務(wù)水平的提升。

[1]魏瑞發(fā).數(shù)字化調(diào)幅發(fā)射機(jī)[M].無線局,1999.

[2]清源科技.Protel99se電路原理圖案設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)[M].機(jī)器工業(yè)出版社,2007.

[3]王正謀.Protel99se電路設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)[M].福建科學(xué)技術(shù)出版社,2005.

[4]賀從林.Protel 99 SE在某裝備隨動(dòng)系統(tǒng)電路仿真中的應(yīng)用[J].軍事通信,2009(3).

[5]康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分[M].高等教育出版社,1999.