何楠 張小建
摘 要:本文主要針對某型5kW調(diào)頻發(fā)射機降功率的原因進行了分析,提出了解決問題的辦法,并通過實踐獲得了成功。這樣,有利于此類機型的改進與完善,保證了臺方的安全播出。
關鍵詞:降功率;放大區(qū)與飽和區(qū);場效應管BLF278/BLF177的參數(shù)
1 發(fā)現(xiàn)問題
全固態(tài)調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射機具有電聲指標良好,運行穩(wěn)定等特點。我臺購買了一部FM502S—Ⅱ(5kWFM)型發(fā)射機,在運行中發(fā)現(xiàn)有降功率現(xiàn)象, 剛開機時輸出功率為5.2kW,電流為75A×2=150A(2個48V開關電源均流工作),運行半小時后,功率降到3.6kW,電流為60A×2=120A 。分析認為可能有以下幾個方面的原因 :
1.分配器與合成器系統(tǒng)
2.濾波器系統(tǒng)
3.環(huán)境溫度與功放管自身溫升問題
4.前級功放
2 分析問題
1. 對于分配器與合成器系統(tǒng),用DS7631A網(wǎng)絡分析儀進行測量,各輸入和輸出端口阻抗正常(50+j0),匹配完好。隔離度(≥26dB)、插損(≤0.15dB)和駐波比(≤1.1)都符合要求。
2. 濾波器系統(tǒng),其濾波器采用三節(jié)低通電路,保證對二次和三次有足夠衰減。用DS7631A網(wǎng)絡分析儀進行測量,插損(≤0.15dB)和駐波比(≤1. 1) 及高次諧波抑制(≤-55dB), 都符合要求,并且內(nèi)部安裝緊固,工作時也不發(fā)熱,故沒有問題。
3. 環(huán)境溫度與功放管自身溫升問題,由于機房有空調(diào),環(huán)境溫度始終在22℃左右,機器本身風量正常,散熱良好,況且場效應管溫度結問題是其共有問題,不會有大的影響。
4. 由于前3個部分都正常,故將重點放在前級功放上。經(jīng)仔細觀察,剛開機時,前級輸出功率指示為100W,幾分鐘后輸出功率會下降,半小時后,會降到80W左右,故認為是前級功放的問題。
3 解決問題
1. 對前級功放的分析
a. 5kWFM的框圖為:
前級功放的輸出功率經(jīng)四分配器分配后,將四路射頻信號送到末級功放。當前級功放輸出功率降低時,送入四個末級功放的射頻信號將減小,導致末級功放四路激勵信號降低,所以經(jīng)合成器合成后輸出功率降低。
b. 場效應管的結構與工作區(qū)
此機型前級功放采用場效應管BLF278作為放大管。 場效應管多采用N溝道增強型的V—MOSFET管,其特點是利用嚴格控制擴散結深的方法來控制溝道長度,以提高它的高頻特性。其采用共源連接方式,其源極與襯底連接并接地。電路如圖3-1(b)所示,與之相對應的輸出特性曲線如圖3-1(c)所示。
從圖3-1(c)可以看出,其分三個工作區(qū),分別是:1放大區(qū) 2飽和區(qū) 3截止區(qū) 。
c. 場效應管BLF278的參數(shù)
從參數(shù)表可以看出,在調(diào)頻段,當輸出功率為300W時。其增益Gp和效率η才達到額定值,即工作狀態(tài)在飽和區(qū)。否則就會工作在放大區(qū),狀態(tài)不穩(wěn)定。
d. 場效應管BLF177的參數(shù)
由于前級功放只需100W左右的功率,用BLF278時,就會工作在放大區(qū),狀態(tài)不穩(wěn)定,故想到用BLF177,其參數(shù)為:
從參數(shù)表可以看出,在調(diào)頻段,輸出功率為100W左右時,工作狀態(tài)在飽和區(qū),狀態(tài)穩(wěn)定。
2. 對前級功放的改進
a. 用BLF177替換BLF278
由圖3—1(c)和BLF278/BLF177的參數(shù)表可以看出,前級功放的輸出功率在100W左右時,BLF278工作在放大區(qū),狀態(tài)不穩(wěn)定會降功率。而BLF177則工作在飽和區(qū),狀態(tài)穩(wěn)定,不會出現(xiàn)降功率現(xiàn)象。這樣,用BLF177替換BLF278就順理成章。
b. BLF177的電路圖
BLF177放大電路常用電路圖如下:
c. 實踐成功
將前級中原來所用的BLF278功率放大器改為圖3—2電路所示的BLF177功率放大器,重新調(diào)試后再開功率,由于前級工作在飽和區(qū),狀態(tài)穩(wěn)定,輸出功率也穩(wěn)定,使得整機輸出功率達到穩(wěn)定狀態(tài)。整機開滿功率后,前級輸出功率在100W左右,連續(xù)工作24小時再無降功率現(xiàn)象。整機電流為75×2=150A,整機輸出功率指示始終是5.2kW,達到了“滿功率”運行的要求。至此,對此機型的改進取得了成功。
4 結束語
1. 從場效應管BLF278/BLF177的輸出功率大小和工作狀態(tài)著手,分析了出現(xiàn)問題的原因。為此類調(diào)頻機提出了一個解決問題的辦法,值得推廣。
2. 從維護的角度講,善于觀察、分析和改進,將會使機器更加穩(wěn)定可靠。
3. 此機型若增加AGC(功率控制)功能,就更完善了。
參考文獻
《調(diào)頻立體聲廣播發(fā)射技術》黃如風 著 浙江大學出版社