□曾祥燕 楊志平 巫開華
隨著中國地面無線數(shù)字電視的逐漸普及,數(shù)字電視發(fā)射機已逐漸被各發(fā)射臺站使用。HCDF-300W 數(shù)字電視發(fā)射機是國家廣電總局無線局廣播電視數(shù)字化試點項目中標設備,是縣級地面數(shù)字電視發(fā)射臺的核心設備,在全國應用非常廣泛。該機功放部分立足于高可靠、高指標的設計思想,各級功放全部采用偶數(shù)功率管設計原則,并留有功率余量,不會因某級功放中某管不正常工作而造成停機。其末級利用魏金森網絡(WILKENSON)原理進行同相分配和合成,整機采用三路150W 功放一次合成,確保300W功率輸出,功率余量可達350W 以上。
300W 功放單元由1 只3 路分配器、3 路150W 功放單元、1 只3 路合成器組成。輸入射頻信號經3 路同相分配器后,送入3 路150W 功放單元,經大功率3 路合成器后,輸出功率在300W 以上,經數(shù)字帶通濾波器,輸出功率大于300W 以上。3 組150W 功放具有相同的指標,同增益、同相位、同功率,因此之間可相互調換。
150W 數(shù)字功放單元由一級放大器組成,增益為19~21dB,由2 只PHILIPS 公司生產的BLF878 組成放大模塊,輸出功率150W。該管單管輸出功率可達80W,合成輸出在150W 以上。附屬部分有液晶指示、控制電路2 路3dB 同相分配器和2 路同相合成器。二個管子輸入合成和分配均采用3dB 傳輸線定向耦合器。采用該網絡分配和合成,具有良好的相互隔離能力,吸收端采用大功率吸收負載。在雙管工作時,其中某一管不正常工作,整機仍能不間斷工作。另外采用該匹配輸入、輸出分配和合成電路,分配和合成無需調試,而且頻帶寬、匹配好。
每組功放都設有獨立的過流、過壓、過激勵、過反射等保護系統(tǒng),具有自我診斷、自我報警功能。每個功率管的各種參數(shù)及整組功放的各種參數(shù),通過耦合、檢波、取樣送入液晶控制單元供指示及控制使用。
分配和合成是采用魏金森原理設計的同相分配和合成技術,然后通過大功率同軸變阻器進行功率合成。其網絡圖(見圖2):
合成網絡采用進口同軸電纜、隔離電阻及大功率同軸式阻抗變換器組成,N路信號經過同軸電纜1/4 波長、LN1、LAN2、LAN 變到節(jié)點I,再經過十路同軸式阻抗變換,將阻抗50Ω/14 變?yōu)?0Ω。該變換器是利用階梯阻抗變換原理,采用平坦型設計,利用二節(jié)1/4 波長進行變換,實現(xiàn)寬帶匹配。另外同軸阻抗變換器設計充分考慮到所承受的功率余量,其設計可達到20KW 以上。由同軸電纜LB1…LBN、LC1…LCN 及隔離負載RG1…RGN 一起組成魏金森匹配網,其基本作用是具有寬帶匹配,相互隔離好。當某一路出現(xiàn)故障時,其不平衡造成的功率送入到隔離負載,而不會影響其他路的正常工作。魏金森同相匹配網的另外優(yōu)點是可以任意增加路數(shù),在多路同相合成時,其總功率輸出不會因某一路損壞而影響太大。當一路或幾路不正常時對總輸出功率的影響由下面公式可得出:
注:N 為總路數(shù),M 為損壞路數(shù),P0為單路輸出功率
當一路損壞時,
二路損壞時,
發(fā)射機的技術維護是廣播電視安全播出工作的重要組成部分,要做好這項工作需要從細節(jié)入手,多學習多總結,以快速排除各類故障,確保廣播電視信號安全、優(yōu)質的送入百姓家。