侯智燁

摘要：文章簡(jiǎn)單介紹了TSW2500型發(fā)射機(jī)上所使用的COM500B-1型寬帶放大器基本原理，以及在外電閃落的情況下，其自保故障現(xiàn)象及故障原理分析。

關(guān)鍵詞：TSW2500型發(fā)射機(jī)；COM500B-1型寬帶放大器

1引言

在寬波段工作范圍內(nèi)能采用自動(dòng)調(diào)諧技術(shù)是現(xiàn)代通信的發(fā)展的趨勢(shì)，以方便快速更換工作頻率。為了能夠達(dá)到快速切換頻率的要求，可以在發(fā)射機(jī)的中間各級(jí)采用寬帶功率放大器，它不需要調(diào)諧回路，就能在很寬的波段范圍內(nèi)獲得線性放大。一般來說，寬帶功率放大器適用于中小功率級(jí)。作為大功率短波發(fā)射機(jī)由于工作頻率寬，頻率高，輸出功率大，目前實(shí)現(xiàn)全機(jī)的寬頻帶放大在技術(shù)上還達(dá)不到。但對(duì)于高前級(jí)由于所需的輸出功率小，現(xiàn)在都采用寬頻帶放大器作為推動(dòng)級(jí)。寬頻帶放大器的使用減少了整機(jī)的調(diào)諧回路，降低了機(jī)器的復(fù)雜程度，簡(jiǎn)化換頻程序，有利于機(jī)器的穩(wěn)定，既提高可靠性，也使體積大大減小。

2COM-500B-1型寬帶功率放大器基本原理

目前，瑞士進(jìn)口的TSW2500型發(fā)射機(jī)，其推動(dòng)級(jí)使用COM500B-1型寬帶放大器，是一個(gè)固態(tài)線性功率放大器，由美國LAMBDA RF SYSTEMS公司出品。寬帶放大器作為前級(jí)電子管CTK12-1的預(yù)放大器，其最大線性輸出功率為500W，利用風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，所需48V直流電源由電源模塊PS 148A提供，110V/220V AC交流供電轉(zhuǎn)換為48V DC為功率模塊供電。由穩(wěn)壓器產(chǎn)生15V電壓為驅(qū)動(dòng)模塊和控制系統(tǒng)供電。COM500B—1型寬帶放大器方框圖及供電系統(tǒng)，如圖1所示。

在驅(qū)動(dòng)級(jí)射頻輸入信號(hào)增益為45dB。通過一個(gè)功率分配器送給兩個(gè)相位差為1800、功率為300W的功率模塊。兩個(gè)功率模塊送出的信號(hào)合成，通過低通濾波器，送到駐波比檢測(cè)器監(jiān)測(cè)。功率模塊有溫度保護(hù)，如果溫度過限，到驅(qū)動(dòng)模塊的輸入功率將自動(dòng)降低。如果負(fù)載的駐波比過限，也將自動(dòng)降功率。這兩種寬放保護(hù)系統(tǒng)決定了如果系統(tǒng)過載時(shí)，寬放將降功率和斷激。

3COM-500B-1型寬帶功率放大器保護(hù)電路分析

3.1 COM-500B-1型寬帶功率放大器自保故障現(xiàn)象與原理分析

在發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)工作中，我們發(fā)現(xiàn)，在外電突然閃落的情況下，重新加高壓，經(jīng)常遭遇寬帶放大器故障問題。故障現(xiàn)象主要有以下兩種。

3.1.1寬放無輸出功率

故障現(xiàn)象如下所述：發(fā)射機(jī)倒頻后，加高壓，高前屏流IaV1彩條升到0.5A左右后停止，其他彩條沒有顯示，馬達(dá)MP02不停調(diào)諧，無法找到調(diào)諧點(diǎn)。RFAT逐漸變小，直至變?yōu)?。最后，發(fā)射機(jī)會(huì)顯示前級(jí)調(diào)諧失敗告警。（原因分析：此故障為寬放電源自保無輸出使激勵(lì)信號(hào)無法送到高前極，高前無柵流。A297檢波器無法檢測(cè)出正常信號(hào)，使PREV-T變壓器前級(jí)信號(hào)為低電平，使Va-EN為低電平，禁止上高壓。使FVAEN為低電平，KM62不吸合，簾壓加不上。）

3.1.2寬放輸出功率不足

故障現(xiàn)象如下所述：發(fā)射機(jī)機(jī)加高壓，無法達(dá)到額定功率，只能加到250KW左右，顯示器顯示“升屏壓停止”，高末柵流等彩條偏小，自動(dòng)調(diào)諧已結(jié)束。手動(dòng)調(diào)諧無效，功率仍舊升不上。特殊情況下，發(fā)射機(jī)可以升至500Kw額定功率，但是表值異常，RFAT量偏小，可至10以下，寬放電流明顯小于正常值。

以上故障現(xiàn)象均由寬放保護(hù)邏輯電路產(chǎn)生ALC驅(qū)動(dòng)電壓引起的，下面對(duì)其電路做以具體分析，其原理如圖2所示。

兩塊300W功率放大模塊的輸出信號(hào)在功率合成器T1中疊加。電阻R1用于平衡功率合成T1的兩路輸入信號(hào)。T2是變比為2：1的變壓器，將T1的輸出阻抗由25Ω變?yōu)?0Ω，然后將功率合成信號(hào)送至駐波比檢測(cè)單元。

VSWR檢波器示意如圖3所示中的T1是一個(gè)電壓互感器，入射電流和反射電流分別流過R5和R6?？烧{(diào)電容器C3～C4用來進(jìn)行平衡校正，二極管（IN4148）CR和CR6構(gòu)成檢波器。入射電壓和反射電壓分別送至控制器電路，然后將駐波比信息送至微處理器，最后產(chǎn)生ALC控制電平。

增強(qiáng)型N溝道MOS場(chǎng)效應(yīng)管Q2（MRF150，檢修維護(hù)過程中要有防靜電措施）外接48V偏置電壓，集成運(yùn)放U1（MHW592）外接28V的偏置電壓。另外，F(xiàn)ET晶體管外接穩(wěn)定的5V偏置電壓。因此，通過控制FET晶體管的偏置電壓的開和關(guān)可以很簡(jiǎn)單地控制FET的導(dǎo)通和截止。晶體管Q1是專門用來控制偏置電壓的切換的。驅(qū)動(dòng)電平控制是通過控制流過PIN二極管CR1的電流的方式來實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)，也就實(shí)現(xiàn)了對(duì)U1輸出的射頻信號(hào)強(qiáng)度的控制。這樣，控制器單元就可以根據(jù)溫度保護(hù)電路、VSWR保護(hù)電路取樣回來的信號(hào)決定驅(qū)動(dòng)電平是否消減。

寬頻集成運(yùn)放U1具有35dB的增益，射頻信號(hào)經(jīng)過其放大后送至Q2，Q2再將射頻信號(hào)進(jìn)行放大。放大后的射頻信號(hào)由同相功率分配器T4分解為幅度、相位都相等的兩路射頻信號(hào)。這兩路信號(hào)再作為功率放大模塊的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

3.2 VF和VR的零位調(diào)整

（1）在COM 500B-1型射頻寬放的射頻輸出端外接一個(gè)50 Ω的負(fù)載。利用頻率合成器將一個(gè)20MHz的射頻信號(hào)送至射頻寬放的射頻輸入端，逐步增加射頻輸入信號(hào)電平，直至寬放的功率指示表顯示為300W為止。

（2）使用示波器測(cè)量控制器電路板中的U6C的管腳8的電壓。調(diào)整VSWR檢波器的可調(diào)電容C3，直至輸出信號(hào)電壓最?。ǚ逯档陀?.5V）。

（3）將VSWR檢波器的輸入輸出信號(hào)線交換連接，利用示波器測(cè)量U6D的管腳14的電壓。調(diào)整VSWR檢波器的可調(diào)電容C4，直至輸出信號(hào)電壓最小（峰值低于0.5V）。

（4）恢復(fù)VSWR檢波器的信號(hào)線。

4結(jié)語

關(guān)于COM-500B-1型寬帶功率放大器保護(hù)電路簡(jiǎn)單分析到此。關(guān)于寬放的故障還有很多，入寬放輸入保險(xiǎn)爆、輸出短路等，這里就不再陳述。寬放自保故障一般沒有報(bào)警，根據(jù)故障現(xiàn)象憑經(jīng)驗(yàn)可以判斷，并與頻率合成器加以區(qū)分（頻率合成器故障時(shí)發(fā)射機(jī)有故障提示），一般重啟寬放后即工作正常，如若不行則需更換寬放。