趙曉君
摘 要:國際電廣及相應(yīng)的國家規(guī)定,任何廣播或無線電發(fā)送設(shè)備的諧波輻射應(yīng)該小于50mV,此標(biāo)準(zhǔn)給大功率發(fā)射帶來一定的難度,功率越大,難度越大。本文通過介紹諧波濾波鏡的功能、工作原理及注意事項,說明了廣播或無線電發(fā)送設(shè)備在電廣中的重要性。
關(guān)鍵詞:諧波濾波器的功能;工作原理;注意事項以及應(yīng)急處理
1 諧波濾波器的功能
國際電廣及相應(yīng)的國家規(guī)定,任何廣播或無線電發(fā)送設(shè)備的諧波輻射應(yīng)該小于50mV,此標(biāo)準(zhǔn)給大功率發(fā)射帶來一定的難度,功率越大,難度越大。對100kW發(fā)射機而言,要求其諧波輻射(其中主要是二次諧波)不得大于-63dB,為達到這一要求,僅靠高末級的屏極槽路π-倒L型網(wǎng)絡(luò)的濾波度是遠遠不夠的,為此在π-倒L型網(wǎng)絡(luò)后面又增加了一個“諧波濾波器”部分,用其對諧波進一步濾除,使其綜合效果較輕松地達到和超過部頒標(biāo)準(zhǔn),因此濾波器成為DF100A型100kW短波發(fā)射機的重要組件。
2 諧波濾波器的工作原理
418E型發(fā)射機高末級采用π-倒L型調(diào)諧網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)具有線路和結(jié)構(gòu)簡單、可以進行阻抗變換、濾波度較好、調(diào)整方便等特點。由于高末級阻抗高達800Ω,而輸出負載阻抗為75Ω,所以首先由π網(wǎng)絡(luò)將800Ω變換到100Ω,然后再由倒L型網(wǎng)絡(luò)將阻抗100Ω變換到要求的75Ω。為了抑制諧波輸出,使之達到規(guī)定的指標(biāo),為了達到濾除諧波的目的,DF100A型發(fā)射機的諧波濾波器采用兩節(jié)π網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)組成,π網(wǎng)絡(luò)是指是一種特殊的低通濾波器,即使基波通過,而濾除諧波,此外,它還具有選頻和阻抗變換功能,因此,π網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用在各種RF電路中,DF100A型發(fā)射機的濾波器采用兩節(jié)輸入和輸出阻抗均為75Ω的90°π網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)組成。如圖
相當(dāng)于經(jīng)過兩節(jié)低通濾波器,將高末級π-倒L型網(wǎng)絡(luò)RF中的高次諧波(其中主要是二次諧波)進一步地濾除,使殘波輻射指標(biāo)達到規(guī)定的要求,該濾波器的另一特點是點頻式窄帶濾波器,既隨著不同的工作頻率,該濾波器具有不同的工作點,保證基波阻抗不變(75Ω),而可靠地濾除諧波,因此調(diào)整和維護該濾波器的關(guān)鍵問題是如何在3.2MHz至26.1MHz的頻率范圍內(nèi),始終保證其基波阻抗等于或接近75Ω,使其VswR<1.1,只有這樣才能使設(shè)備穩(wěn)定地工作,且使殘波輻射指標(biāo)達到要求。
3 諧波濾波器的調(diào)整
⑴校準(zhǔn)好網(wǎng)絡(luò)分析儀(需要預(yù)熱至少20分鐘,注意儀器接地。)
⑵初步確定諧波濾波器各元件的位置。
1)確定好電容、電感安裝位置,上緊螺絲。將電感調(diào)整到合適位置(一般為1圈+5㎝),把所有電容、電感與傳動機構(gòu)脫開。
2)把3只電容調(diào)到電容量最小處,根據(jù)比例關(guān)系調(diào)整每個電容(比例關(guān)系見廠家說明書)。
3)根據(jù)電容廠家提供的說明書,閱讀電容特性曲線,根據(jù)圈數(shù)大致確定每個電容調(diào)整一圈所對應(yīng)的電容量。
4)按照電容量比1:2:1,調(diào)整電容圈數(shù),一般在20MHZ時,圈數(shù)為7:14:7圈。
5)蓋上屏蔽罩。
⑶在諧波濾波器輸出端接75Ω電阻,把網(wǎng)絡(luò)分析儀接入輸入端并接地,但線不易過長,否則會因為連接線的分布參數(shù)影響其準(zhǔn)確性。
⑷把網(wǎng)絡(luò)分析儀調(diào)整到20MHZ位置,觀察圖形,讀出實部、虛部,SWR等數(shù)據(jù),并做好記錄。
⑸輕微調(diào)整C1、C2、C3和8L1、8L2位置,使得光標(biāo)點在75Ω+j0位置,SWR接近1。
⑹此時調(diào)整計數(shù)器位置為1000,測試時要把計數(shù)器脫開。
⑺用網(wǎng)絡(luò)分析儀在3.2MHZ-26MHZ進行測試,一般情況下全頻段只要SWR<1.2即可。
⑻若測試結(jié)果達到要求,則把計數(shù)器在20MHZ時連接上,分別記錄各個頻段對應(yīng)的數(shù)值及相關(guān)參數(shù)。
⑼調(diào)整測試時,可反復(fù)調(diào)整,使其盡可能達到標(biāo)準(zhǔn)。
⑽注意事項:
1)高頻調(diào)整時動C1可調(diào)整虛部,動C2、C3實部和虛部變化趨勢相同。
2)低頻時,適當(dāng)調(diào)整電感已達到降低SWR的目的,但在高頻時電感對SWR的影響不大。
3)中頻時調(diào)整C1、C2效果更佳,高頻時調(diào)整C2、C3。
4 諧波濾波器故障的應(yīng)急處理
當(dāng)諧波濾波器在播音時突然發(fā)生故障時,(例如某電容擊穿)必將引起長時間的停播。為了力求縮短停播時間,可采取以下辦法來維持播音,既立刻設(shè)法將濾波器的機芯取出,僅留濾波器外殼,由于該濾波器的輸入和輸出饋頭是與外殼連體的,這樣只需要準(zhǔn)備一根長為91cm的Φ30mm銅棒,從外殼內(nèi)部輸入和輸出饋頭的饋芯連接起來(既將輸入和輸出短路),既可開機播音。此時可能VswR比正常時偏大一點,再微調(diào)一下平衡轉(zhuǎn)換器,使VswR最小即可。在維持播音的同時,就盡快處理濾波器故障,處理完畢后,在播音間隙時將濾波器恢復(fù)上機,因為在濾波器短路工作期間,其殘波輻射指標(biāo)可能超標(biāo),所以不宜長期短路工作。
5 諧波濾波器的日常維護
諧波濾波器在出廠時已經(jīng)用專用儀器調(diào)好,并在20MHz的位置(計數(shù)器刻度在1000)出廠,要在安裝前用電容表測量此時濾波器輸出口或輸入口的總電容量C∑(20),此電容值是作為今后更換和維護的唯一標(biāo)準(zhǔn)。