李斌

1、引言

本文介紹了TBH522型150kW短波發(fā)射機監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計思路，同時對硬件方面的技術(shù)要求及選擇做具體分析。TBH-522型短波廣播發(fā)射機按照整機功能結(jié)構(gòu)而言，可以劃分為電控箱、低周箱和高周箱三大部分（不包括冷卻系統(tǒng)的風機，熱交換器，配電柜等機外部分）。電控箱的監(jiān)測是由電控及保護系統(tǒng)、自動調(diào)諧控制系統(tǒng)和PSM調(diào)制控制器來完成的，這里不再詳述。本發(fā)射機監(jiān)測系統(tǒng)主要就是要實現(xiàn)對低周箱和高周箱的指標參數(shù)監(jiān)測。

2、功能實現(xiàn)

150kW短波發(fā)射機的監(jiān)測系統(tǒng)主要是用來實現(xiàn)對短波發(fā)射機的工作狀態(tài)及各級電路工作時的電氣參數(shù)進行實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)檢測。根據(jù)使用要求，本系統(tǒng)需要通過發(fā)射機數(shù)據(jù)采集裝置采集到：高前級的燈絲電流、燈絲電壓、柵極電流、柵極電壓、簾柵極電流、簾柵極電壓、板極電流、板極電壓8個模擬量。末級的燈絲電流、燈絲電壓、柵極電流、柵極電壓、簾柵極電流、簾柵極電壓、板極電流、板極電壓8個模擬量。高前激勵、寬放電流、寬放電壓、輸出功率、反射功率、調(diào)幅度6個模擬量。

3、硬件設(shè)計

3.1 系統(tǒng)總體框圖

3.2 系統(tǒng)主板電路設(shè)計

⑴系統(tǒng)主板采用ARM11-6410;⑵系統(tǒng)顯示屏的選擇與ARM11-6410配套的顯示屏;⑶系統(tǒng)主板與數(shù)據(jù)采集板的AD之間采用SPI總線連接，由系統(tǒng)軟件控制所有的數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理;⑷系統(tǒng)主板與數(shù)據(jù)采集板的DA之間采用I2C總線連接，由系統(tǒng)軟件控制所有的數(shù)據(jù)輸出及數(shù)據(jù)處理;⑸系統(tǒng)主板嵌入在數(shù)據(jù)采集板上，形成ARM11-6410+數(shù)據(jù)采集板的一體化結(jié)構(gòu)板。⑹工作電源的設(shè)計考慮：系統(tǒng)主板和采集板的工作電源為+5V;有源高精度隔離變送器的工作電源為+24V。

3.3 24路AD采集電路的設(shè)計考慮

⑴在高前級的8路AD輸入采用T5530CP有源高精度隔離變送器。⑵在末級的8路AD輸入采用T5530CP有源高精度隔離變送器。⑶其它8路的AD輸入只有6路采用有源高精度隔離變送器，其中2路輸出增加一個OPA277。

放大器電路用于小信號放大后再進入ADC變換器進行轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。

3.4 AD輸入采用的芯片是MAX1270/MAX1271

⑴以下8路數(shù)據(jù)輸入帶有T5530CP隔離變送器的，AD芯片是采用1片MAX1270多量程，12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為輸入（其輸入范圍設(shè)定為±5V或±10V）。高前激勵，高前級燈絲電流，高前柵極電壓（加OPA277放大器），高前簾柵電流，高前簾柵電壓，末級燈絲電流，末級陽極電壓，備用。⑵以下8路數(shù)據(jù)輸入帶有T6630CP隔離變送器的，AD芯片是采用1片MAX1271多量程，12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為輸入（其輸入范圍設(shè)定為±VREF，±VREF/2，VREF=2.5V）。高前陽極電流，高前陽極電壓，末級柵流，末級柵壓，末級陽極電流，末級簾柵壓，末級簾柵流，備用。⑶帶隔離變送器的輸入6路，AD芯片是采用1片MAX1270多量程，12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為輸入，其輸入范圍設(shè)定為±5V或±10V。寬放電壓（加OPA277放大器），寬放電流（加OPA277放大器），寬放功率（加OPA277放大器），高前柵極電流，輸出功率，反射功率，不帶隔離變送器的輸入2路（調(diào)幅度監(jiān)測電路的檢波音頻信號輸入和經(jīng)過隔直電容的音頻信號輸入）⑷MAX1270/MAX1271簡介。MAX1270/MAX1271多量程，12位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS），只需要一個+5V電源工作。然而，在模擬輸入信號，可以超過在供電源界限之上和低于接地信號之下。這些系統(tǒng)提供了八個模擬輸入通道獨立的軟件可編程的改變輸入范圍：對于MAX1270而言，其輸入范圍可以通過獨立的軟件編程讓八個模擬輸入通道輸入范圍分別為0-±10V，0-±5V，0到+10V，0到+5V其中的任何一個;對于MAX1271而言，其輸入范圍也可以通過獨立的軟件編程讓八個模擬輸入通道輸入范圍分別為0～±VREF，0～±VREF/2，0～+VREF，0～+VREF/2其中的任何一個輸入范圍。當VREF=2.5V時，MAX1271的輸入范圍就應(yīng)該是0～±2.5V，0～±VREF/2=±1.25V。

3.5 2路溫度（入水溫度和出水溫度）測量電路

⑴原來發(fā)射機的水溫檢測（1A7-A6），電子管入水溫度過高，表明熱交換器不正常;出水溫度過高表明電子管工作不正常，這兩種情況都應(yīng)該禁止發(fā)射機的正常工作。設(shè)置在A5中的入水和出水溫度檢測電路就提供這種功能。由于干擾的原因，但實際上從來就沒有正常工作過。⑵原來發(fā)射機的入水溫度傳感器和出水溫度傳感器給出的電壓值是多少？需要測量一下。⑶我們采用DS18B20可編程分辨率的單總線.數(shù)字溫度計，看是否能夠真正實現(xiàn)電子管的入水溫度和出水溫度的測量。

3.6 T5530CP/T6630CP隔離變送器

T_CP系列隔離變送器，是前級正負信號輸入，后級正負信號輸出的有源隔離模塊。模塊內(nèi)部嵌入了一個高效微功率電源，可以在向內(nèi)部信號處理電路供電的同時向外圍電路輸出一路隔離電源。在三線制和四線制應(yīng)用場合，該產(chǎn)品大大簡化了用戶的設(shè)計，提高了PCB的空間利用率。由于內(nèi)部采用電磁隔離技術(shù)，相比光耦隔離具有更好的溫漂特性和線性度。此模塊為四隔離，信號輸入、信號輸出、電源輸入和隔離電源輸出相互隔離。

4、總結(jié)

本系統(tǒng)實現(xiàn)了對發(fā)射機高低周各項指標參數(shù)的監(jiān)測，同時新硬件、軟件的使用，保證了本系統(tǒng)的穩(wěn)定性和直觀性。