國家新聞出版廣電總局564臺 劉春 學(xué)

1.引言

國產(chǎn)DF500A型500kW短波發(fā)射機(jī)通過調(diào)諧系統(tǒng)調(diào)整射頻系統(tǒng)的可變電容和電感，使射頻系統(tǒng)工作在最佳阻抗匹配狀態(tài)，是發(fā)射機(jī)換頻操作必經(jīng)的步驟，也是整個發(fā)射機(jī)動作最頻繁的系統(tǒng)之一，因此，它的可靠性直接影響安全播音。本文重點對整個調(diào)諧系統(tǒng)原理進(jìn)行分析，為深入理解調(diào)諧系統(tǒng)和日常維護(hù)提供參考。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合調(diào)機(jī)和維護(hù)經(jīng)驗針對常見的兩個故障進(jìn)行分析，并提出維護(hù)和改進(jìn)建議。

2.調(diào)諧系統(tǒng)原理

DF500A型短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧系統(tǒng)包括調(diào)諧控制和馬達(dá)驅(qū)動兩大部分，如圖1所示為整個調(diào)諧系統(tǒng)方框圖。

2.1 控制系統(tǒng)

圖1 調(diào)諧系統(tǒng)方框圖

圖2 馬達(dá)驅(qū)動板簡圖

控制系統(tǒng)主要由調(diào)諧控制器、手動調(diào)諧套箱、信號分配板（A14）、馬達(dá)到位檢測板（A5）和馬達(dá)位置電源（PS2）組成，PS2為控制系統(tǒng)提供12V電源，其他幾部分的原理及作用為：

2.1.1 調(diào)諧控制器

調(diào)諧控制器是發(fā)射機(jī)核心控制的一部分，主要由通信模塊（ARM1）、調(diào)諧模塊（ARM2）組成。通信模塊負(fù)責(zé)與上位機(jī)、調(diào)諧板進(jìn)行通信，協(xié)調(diào)控制發(fā)射機(jī)開關(guān)機(jī)、調(diào)諧以及狀態(tài)信息、報警上傳。調(diào)諧模塊負(fù)責(zé)調(diào)諧和與邏輯控制器進(jìn)行通信，接收通信模塊的指令，通過A/D板（A11）采集馬達(dá)實際位置，通過D/A板（A12）控制發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)諧。

調(diào)諧控制器和邏輯控制器在一個自成一體的插箱內(nèi)，輸入板（A18）、輸出板（A15）分別用于從調(diào)諧控制器接收、向發(fā)射機(jī)發(fā)出邏輯控制指令。

2.1.2 手動調(diào)諧套箱

手動調(diào)諧套箱用于手動調(diào)節(jié)各路馬達(dá)位置，面板上有13路旋鈕、手動/自動切換開關(guān)、調(diào)諧允許按鈕。旋轉(zhuǎn)旋鈕，可以改變其輸出電壓，范圍-10V~+10V。當(dāng)切到手動位置時，調(diào)諧旋鈕電壓用做控制信號，此時若按下調(diào)諧允許按鈕，調(diào)諧系統(tǒng)會根據(jù)每個旋鈕刻度調(diào)整馬達(dá)位置。

2.1.3 信號分配板（A14）

該板的主要作用有兩個：1、將PS2提供的±12V轉(zhuǎn)化為馬達(dá)位置檢測所需的±10V；2、將馬達(dá)實際位置信號分別反饋給馬達(dá)驅(qū)動板和調(diào)諧控制器。

2.1.4 馬達(dá)到位檢測（A5）

該板輸入端為13路馬達(dá)到位信號。輸出為馬達(dá)全部到位信號，高電平有效，共分兩路：一路反饋給邏輯控制器；另一路送給手動調(diào)諧套箱，用于控制允許調(diào)諧指示燈。當(dāng)13路馬達(dá)全部到位時，輸出顯示高電平。當(dāng)輸入端有任一路馬達(dá)未到位（低電平）時，輸出端輸出低電平，手動調(diào)諧套箱允許調(diào)諧指示燈亮。

圖3 馬達(dá)裝置

圖4 機(jī)械限位撥片位置

2.2 驅(qū)動裝置

馬達(dá)驅(qū)動部分包括調(diào)諧電源（PS8）、馬達(dá)驅(qū)動板（DMP）和馬達(dá)裝置三部分，其中調(diào)諧電源的作用是為馬達(dá)驅(qū)動板提供±32V直流驅(qū)動電源，電源通斷（KM12、KM13）受邏輯控制器控制。

2.2.1 馬達(dá)驅(qū)動板

圖2所示為馬達(dá)驅(qū)動板簡圖，由圖中可以看出輸入信號有兩個分別是：馬達(dá)隨動電位器（R0）抽子電壓Ui1和調(diào)諧控制電壓Ui2，U1，U2，U3共同組成的三運(yùn)放差分放大器，具有高輸入阻抗、高共模抑制比等特點，R2=R3，R4=R5=R6=R7，所以U3的輸出為。大電流、高功率集成運(yùn)放OP512（U4）和外圍電路組成同相運(yùn)算放大器，其作用是給調(diào)諧電機(jī)提供足夠的驅(qū)動功率。K1是一個普通繼電器，吸合電壓為±13V，釋放電壓為5V，一組常開接點連接到位檢測板。DS1、DS2為正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)指示燈。

Ui1和Ui2的電壓差△V，經(jīng)過OP512放大后，輸出±28V直流電壓，使伺服馬達(dá)M正、反轉(zhuǎn)。馬達(dá)動作時K1處于吸合狀態(tài)，馬達(dá)到位檢測板輸入低電平，表明此路馬達(dá)未到位，允許調(diào)諧指示燈亮起，隨著Ui1向Ui2靠近，當(dāng)△V=0時，輸出電壓為零，同時K1斷開，馬達(dá)到位檢測板輸入變?yōu)楦唠娖剑试S調(diào)諧指示燈熄滅，表明馬達(dá)已經(jīng)到位。

2.2.2 馬達(dá)裝置

馬達(dá)裝置如圖3所示，馬達(dá)裝置位于調(diào)諧系統(tǒng)末端，R0為隨動電位器，隨著馬達(dá)轉(zhuǎn)動，抽子（2）電壓在-10V~+10V間變化，反映電機(jī)當(dāng)前位置。S1和S2為限位開關(guān)，在到達(dá)機(jī)械限位時斷開電機(jī)電源。當(dāng)電機(jī)限位時，R1、R2和CR3、CR4提供電源旁路，R1、R2用作限位負(fù)載，CR1、CR2作用是當(dāng)限位后為馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動提供直流通路。

未限位時電機(jī)正轉(zhuǎn)，U45=28V，此時電流通路為28V→4→S2→S1→M→5→GND。當(dāng)馬達(dá)到達(dá)正轉(zhuǎn)限位后，開關(guān)S1動作，此時電流通路為28V→4→S2→R2→S1→5→GND，此時R2代替馬達(dá)成為直流負(fù)載，馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動。此時若想反向轉(zhuǎn)動，即U45=-28V，此時電流通路為GND→5→M→CR2→S2→4→-28V，馬達(dá)反方向轉(zhuǎn)動，S1釋放，馬達(dá)M上電流運(yùn)動軌跡恢復(fù)正常。

反轉(zhuǎn)過程和正轉(zhuǎn)過程相似，反轉(zhuǎn)限位后S2動作，R1作為直流負(fù)載。

2.3 調(diào)諧流程

根據(jù)運(yùn)行圖使用頻率，先用人工的方法把發(fā)射機(jī)調(diào)整到調(diào)諧點上，并將各表值和調(diào)諧點的位置，在上位機(jī)內(nèi)存儲為預(yù)置信息。

開始倒頻：①上位機(jī)將預(yù)置信息下發(fā)到調(diào)諧控制器。②調(diào)諧控制器向邏輯控制器發(fā)送啟動調(diào)諧指令，同時通過D/A板，將馬達(dá)預(yù)置位置信息轉(zhuǎn)換為控制信號，并將控制信號送到對應(yīng)馬達(dá)驅(qū)動板。③邏輯控制器控制KM12和KM13吸合，PS8為馬達(dá)驅(qū)動板提供±32V直流電。④如果當(dāng)前馬達(dá)位置與預(yù)置位置不同，馬達(dá)驅(qū)動板△V≠0，輸出±28V，控制馬達(dá)正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)。此時A5板輸出低電平，允許調(diào)諧指示燈亮起。⑤馬達(dá)位置通過A14實時反饋給調(diào)諧控制器，檢測到馬達(dá)到達(dá)預(yù)置位置后，通過邏輯控制器釋放KM12、KM13，斷開調(diào)諧電源。此時A5板輸出高電平，允許調(diào)諧指示燈熄滅，粗調(diào)完畢。

3.常見故障分析及建議

3.1 常見故障一

現(xiàn)象：允許調(diào)諧指示燈不滅。

分析：導(dǎo)致這類故障的主要原因是某一路馬達(dá)及其所帶動的元件阻力過大，使馬達(dá)負(fù)載過大，馬達(dá)停轉(zhuǎn)，此時馬達(dá)驅(qū)動板輸入電壓差△V≠0，K1不能釋放，馬達(dá)到位監(jiān)測板輸出低電平所致。

解決方法：通過查看馬達(dá)驅(qū)動板轉(zhuǎn)動指示燈DS1和DS2，確認(rèn)是由哪一路馬達(dá)不到位引起，然后手動轉(zhuǎn)動該路的調(diào)諧電位器旋鈕，使△V減小，OP512輸出電壓減小到K1釋放電壓后，調(diào)諧燈自然就會熄滅。

維護(hù)要點：經(jīng)常清潔潤滑機(jī)械傳動裝置，以減小傳動阻力，減小馬達(dá)負(fù)載。

改進(jìn)建議：馬達(dá)驅(qū)動放大板DMP01～13共13塊，安裝在控制機(jī)箱內(nèi)，當(dāng)調(diào)諧驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，為了快速判斷是哪一路馬達(dá)故障，必須從馬達(dá)驅(qū)動板間隙中觀察DS1(或DS2)指示狀態(tài)。不利于故障快速定位，對安全播出極為不利。為了快速判斷調(diào)諧驅(qū)動系統(tǒng)故障，將13塊驅(qū)動板上的指示燈DS1和DS2并接到發(fā)射機(jī)的控制面板上，這對故障判斷能節(jié)省許多時間，提高效率。

3.2 常見故障二

現(xiàn)象：未到調(diào)諧位置，提前限位。

分析：馬達(dá)機(jī)械限位撥片位于馬達(dá)裝置隨動電位器轉(zhuǎn)軸與馬達(dá)轉(zhuǎn)軸之間，如圖4所示。通過前面的分析可知，馬達(dá)轉(zhuǎn)到行程兩端時會觸動S1/S2，切斷馬達(dá)電源，限制馬達(dá)行程。因為經(jīng)常使用使撥片松動，導(dǎo)致跳過撥片卡子，從而使馬達(dá)行程變短，提前限位無法到達(dá)調(diào)諧位置。

解決方法：松開限位撥片緊固螺絲，調(diào)整撥片間距，既不能過松又不能過緊，過緊容易造成阻力過大，也會提前限位。

維護(hù)要點：要經(jīng)常注意調(diào)整限位撥片間距，經(jīng)常緊固固定螺絲，防止使用中意外松動。

改進(jìn)建議：機(jī)械限位僅在馬達(dá)轉(zhuǎn)到可調(diào)元件行程兩端時才發(fā)揮作用?？烧{(diào)元件行程一般為450~7800左右，通過分析系統(tǒng)預(yù)制調(diào)諧數(shù)據(jù)，在全頻段內(nèi)13路調(diào)諧元件最大使用范圍為510~7300，所以在自動調(diào)諧時，不需要機(jī)械限位。而在手動調(diào)諧時，只需要限制手動調(diào)諧套箱輸出電壓即可達(dá)到保護(hù)傳動的目的。而由于機(jī)械限位撥片的存在，一方面會導(dǎo)致上述故障出現(xiàn)；另一方面會增大轉(zhuǎn)動阻力，也容易造成故障一。

基于上述分析，去掉機(jī)械限位并不會影響調(diào)諧，反而能減少故障率。將馬達(dá)裝置的機(jī)械撥動開關(guān)（S1，S2）更換為繼電器，同時為隨動電位器輸出電壓添加檢測電路，電壓范圍設(shè)定為可調(diào)器件行程兩端對應(yīng)位置電壓，當(dāng)超出電壓范圍時控制繼電器吸合，起到機(jī)械限位同樣的作用。

4.總結(jié)

2024臺四部DF500A調(diào)試一年多時間以來，由于調(diào)諧系統(tǒng)引發(fā)的停播占了很大比重，也是日常檢修維護(hù)的主要內(nèi)容，有很多地方值得研究改進(jìn)，希望以上所述，能給同行技術(shù)人員提供參考。

[1]李翰遜.電路分析基礎(chǔ)(第三版)上冊[M].高等教育出版社,1978,7.

[2]劉洪才.現(xiàn)代中短波廣播發(fā)射機(jī)[M].中國廣播電視出版社,2003,1.