魏宏林

數(shù)字延時(shí)模塊在DX600發(fā)射機(jī)的應(yīng)用及調(diào)整方法

魏宏林

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局953臺(tái)）

數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20主要用于DX400發(fā)射機(jī)外部射頻同步調(diào)整和輸出模數(shù)取樣信號(hào)調(diào)整。通過(guò)闡述其工作原理，結(jié)合實(shí)際電路詳細(xì)介紹其調(diào)整方法。

數(shù)字延時(shí)模塊；PDU15F-20；工作原理；調(diào)整方法

在DX600中波發(fā)射機(jī)中，共有3個(gè)地方用到數(shù)字延時(shí)模塊，射頻源板、外部射頻接口板、驅(qū)動(dòng)編碼板。其中，射頻源板用到的是PDU16F-3數(shù)字延時(shí)模塊（用英文表示為6-BIT Programmable Delay Line），而外部射頻接口板和驅(qū)動(dòng)編碼板上用到的是PDU15F-20數(shù)字延時(shí)模塊（用英文表示為5-BIT Programmable Delay Line）。 其 中，PDU16F-3數(shù) 字延時(shí)模塊，6表示有6位可編程邏輯控制輸入端，3表示每個(gè)步長(zhǎng)延遲3ns；而PDU15F-20數(shù)字延時(shí)模塊，5表示有5位可編程邏輯控制輸入端，20表示每個(gè)步長(zhǎng)延遲20ns。兩種型號(hào)的數(shù)字延時(shí)模塊工作原理相近，本文著重介紹PDU15F-20數(shù)字延時(shí)模塊的工作原理和在DX600發(fā)射機(jī)外部射頻接口板射頻同步電路中的工作原理和調(diào)整方法。

1　數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20工作原理

數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20也被稱為五位可編程延時(shí)線，共有25=32個(gè)數(shù)字延時(shí)臺(tái)階，每個(gè)臺(tái)階的延時(shí)時(shí)間為20ns，總的延時(shí)時(shí)間為640±11.0 ns，有反相和同相2種輸出模式，延時(shí)精確，輸入和輸出可以完全嵌位在TTL電平上。數(shù)字延時(shí)模塊的延時(shí)量取決于A1、A2、A3、A4、A5輸入控制端的電平，其中A1、A2、A3、A4、A5是高電平有效。其延時(shí)計(jì)算公式是：

TA=T0+Tinc×∑Ai （1）

式（1）中：TA是總的延時(shí)量，T0是信號(hào)固有的延時(shí)量，Tinc是延時(shí)量增加的最小步長(zhǎng)（根據(jù)選擇的模塊型號(hào)不同，可以在0.5ns和20ns間），∑Ai是2i之和（i=1、2、3、4、5）。

如果模塊正常工作，使能端EN要保持在低電平，當(dāng)使能端EN變?yōu)楦唠娖?，輸出端OUT變?yōu)榈碗娖健Ｒ话闱闆r下，要使數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20正常工作，需要2個(gè)EN端都為低電平，IN接輸入信號(hào)，A1、A2、A3、A4、A5是5位二進(jìn)制輸入電平信號(hào)。OUT是正相輸出端，是反相輸出端。其中A1、A2、 A3、A4、A5這5個(gè)輸入端和OUT之間的關(guān)系見表1。

2　數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20在DX600中波發(fā)射機(jī)射頻同步電路工作原理和調(diào)整方法

數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20在DX600發(fā)射機(jī)外部射頻接口板的射頻同步電路的運(yùn)用是具有代表性的，所以通過(guò)分析此電路，進(jìn)一步說(shuō)明數(shù)字延時(shí)模塊的作用和調(diào)整方法。

表1　數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20功能表

2.1射頻同步電路的定義和作用

射頻同步電路的功能是通過(guò)本地的或者遙控的方式調(diào)整數(shù)字延時(shí)線，以便使外部射頻信號(hào)與并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的電流取樣信號(hào)達(dá)到同步，如圖1射頻同步電路框圖所示，由T4射頻電流取樣線圈（鐵氧體芯電感）反饋過(guò)來(lái)，作為與射頻激勵(lì)信號(hào)同步的合成器電流取樣信號(hào)，在進(jìn)行VSWR調(diào)整期間，從發(fā)射機(jī)接口板來(lái)的“電壓駐波比高電平”（VSWR-H）輸入信號(hào)對(duì)U15射頻同步開關(guān)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使那個(gè)同步的合成器電流取樣信號(hào)替代射頻激勵(lì)源。對(duì)功率放大器模塊實(shí)行保護(hù)。這樣將安全地緩沖了射頻放大器模塊，直到VSWR調(diào)整完畢。

2.2數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20在射頻同步電路中的作用分析

圖2中，合成器輸出的射頻輸出電流取樣信號(hào)通過(guò)CR1和CR4被箝位到TTL電平上，然后又通過(guò)反相器U3轉(zhuǎn)換成用于激勵(lì)數(shù)字延時(shí)線的一個(gè)方波信號(hào)。這個(gè)信號(hào)到達(dá)可編程數(shù)字延時(shí)模塊U4，它以數(shù)字方式根據(jù)二進(jìn)制的輸入信號(hào)改變信號(hào)的相位，以20納秒的步進(jìn)遞增來(lái)改變一個(gè)TTL輸入信號(hào)的延時(shí)。數(shù)字延時(shí)模塊的粗調(diào)是通過(guò)BIT5的電平來(lái)控制繼電器K1的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)BIT5作用在Q4的柵極，使得Q4源極和漏極導(dǎo)通接地，繼電器K1動(dòng)作，這樣射頻同步輸出就發(fā)生了180°翻轉(zhuǎn)，輸出就被相移180°。數(shù)字延時(shí)模塊的細(xì)調(diào)是由直接進(jìn)入數(shù)字延時(shí)模塊U4的第A1、A2、A3、A4、A5位完成的。

圖1　射頻同步電路框

圖2　PDU15F-20數(shù)字延時(shí)模塊調(diào)整電路圖

其中，LSB（Least Significant Bit）最低有效位包括了BIT0、BIT1、BIT2、BIT3四位數(shù)字開關(guān)，MSB（Most Significant Bit）最高有效位包括了BIT4、BIT5兩個(gè)數(shù)字開關(guān)。如果LSB的1端和15端閉合，則BIT0的輸入為1，高電平有效，數(shù)字相位調(diào)整模塊PDU15F-20的A1端輸入為1，則此時(shí)U4輸出的射頻輸出電流取樣信號(hào)延時(shí)20納秒。如果LSB的2端和15端閉合，則BIT0的輸入為0，低電平無(wú)效，數(shù)字相位調(diào)整模塊PDU15F-20的A1端輸入為0，則此時(shí)U4輸出的射頻輸出電流取樣信號(hào)不延時(shí)。同樣，BIT1、BIT2、BIT3、BIT4的工作原理與BIT0一樣。而BIT5的工作原理和BIT1、BIT2、BIT3、BIT4不同，如果BIT5輸出為高電平1，則高電平作用在Q4的柵極，使得Q4源極和漏極導(dǎo)通接地，繼電器K1動(dòng)作，這樣射頻同步輸出就發(fā)生了180°翻轉(zhuǎn)，輸出就被相移180°。如果BIT5輸出為低電平0，則低電平作用在Q4的柵極，不能使得Q4源極和漏極導(dǎo)通接地，繼電器K1不動(dòng)作，射頻同步輸出沒有發(fā)生相移180°。

同步射頻調(diào)整由一個(gè)10位波段指示發(fā)光二極管DS7提供正常指示。如果BIT1、BIT2、BIT3、BIT4和BIT5輸入是邏輯高電平，反相器就輸出一個(gè)邏輯低電平并加到對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管的陰極上，使指示器發(fā)出紅光。如果輸入BIT1、BIT2、BIT3、BIT4和BIT5輸入是邏輯低電平，反相器就輸出一個(gè)邏輯高電平并加到對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管的陰極上，指示器不發(fā)光。

2.3數(shù)字延時(shí)模塊PDU15F-20在射頻同步電路中的調(diào)整方法

為了保證發(fā)射機(jī)在電壓駐波比、網(wǎng)絡(luò)駐波比、天線駐波比發(fā)生的情況下不出現(xiàn)模塊損壞的情況，要將外部射頻輸入信號(hào)和同步射頻信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整，使其相位一致。具體調(diào)整方法如下。

2.3.1開啟發(fā)射機(jī)

檢查發(fā)射機(jī)無(wú)任何問(wèn)題；按下高功率按鈕，開啟發(fā)射機(jī)，輸出射頻功率200 kW；檢查發(fā)射機(jī)表值和工作狀態(tài)是否正常。

2.3.2波形測(cè)試

示波器外殼接地后，加電；將示波器兩探針CH1、CH2分別掛接外部射頻接口板TP9（外部射頻）和TP10（同步射頻）測(cè)試點(diǎn)上，如圖1射頻同步電路框圖所示，調(diào)整示波器時(shí)基，顯示1～2個(gè)射頻周期波形。

2.3.3調(diào)整

觀察TP9和TP10在示波器顯示的兩個(gè)方波的幅度及相位，外部射頻幅度為+5 V左右，射頻同步幅度為+4 V左右，如果相位差別較大，用無(wú)感螺絲刀調(diào)整（LSB）十六進(jìn)制撥碼開關(guān)S1，使1T4高頻變壓器把次級(jí)合成銅棒耦合來(lái)的高頻電流信號(hào)進(jìn)行延時(shí)，若相位相差特別大，可調(diào)整（LSB）S2，并且DS7頻段指示（10段發(fā)光二極管）相應(yīng)的指示燈亮；使兩個(gè)波形相位最大限度的接近即可，使2個(gè)波形上升沿對(duì)齊。

2.3.4記錄

在值班日志，檢修日志上記錄調(diào)整后的二進(jìn)制撥碼開關(guān)S1、S2位置及DS7多段指示燈；儀器使用記錄單。

3　總結(jié)

數(shù)字延時(shí)模塊在DX600發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)并機(jī)、模數(shù)轉(zhuǎn)換和駐波比保護(hù)中都起著重要的作用，其調(diào)整需要有一定的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，只有明白數(shù)字延時(shí)模塊的工作原理和調(diào)整方法，并在實(shí)踐中加以合理運(yùn)用，才能使發(fā)射機(jī)穩(wěn)定正常工作。本文介紹了數(shù)字延時(shí)模塊在DX600發(fā)射機(jī)外部射頻接口板射頻同步電路中的應(yīng)用和調(diào)整方法，其他電路的分析和調(diào)整方法可以借鑒此電路的分析方法。

［1］國(guó)家新聞出版廣電總局無(wú)線電臺(tái)管理局.廣播電視發(fā)送與傳輸維護(hù)手冊(cè)10-4分冊(cè)（DX型大功率中波發(fā)射機(jī)）［S］.2003.

［2］夏建生，王仲奕.實(shí)用電子元器件與電路基礎(chǔ)［M］.第3版.劉曉暉，等譯.北京：電子工業(yè)出版社，2014.

［3］張久全.電子元器件速查與計(jì)算手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.