國(guó)家新聞出版廣電總局594臺(tái)　牛春苗

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PSM發(fā)射機(jī)定向耦合器的工作原理及故障分析

國(guó)家新聞出版廣電總局594臺(tái)牛春苗

【摘要】本文主要介紹定向耦合器在PSM發(fā)射機(jī)中的作用和工作性能，結(jié)合自己的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)介紹在運(yùn)行中常發(fā)生的故障現(xiàn)象及分析和處理過程。

【關(guān)鍵詞】入射電壓；反射電壓；電場(chǎng)耦合；磁場(chǎng)耦合；高頻取樣

1　定向耦合器的工作原理

定向耦合器：作為輸出饋管的一段，定向耦合器監(jiān)測(cè)其所在點(diǎn)的饋線上的入射電壓和反射電壓，向電控系統(tǒng)提供電壓駐波比信號(hào)，向自動(dòng)調(diào)諧系統(tǒng)提供輸出功率采樣信號(hào)，同時(shí)向雙指針功率表提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)，只是整機(jī)的輸出功率和電壓駐波比及饋線上該點(diǎn)的最大電壓值，高頻取樣原理圖如圖1所示：

圖1　短波發(fā)射機(jī)高頻取樣原理圖

2　定向耦合器在發(fā)射機(jī)中的作用

利用電場(chǎng)耦合(電容分壓)和磁場(chǎng)耦合(電流互感器)的方法，從主饋線上取得所需要的電壓，然后再把這些電壓進(jìn)行相加或相減，就可得到我們所需要的入射電壓和反射電壓。

定向耦合器的主要用途是：(1)為電控系統(tǒng)提供反射電壓，進(jìn)行駐波比保護(hù)。(2)為電控系統(tǒng)提供入射電壓，進(jìn)行過耗保護(hù)。(3)為鑒阻器提供入射電壓，進(jìn)行調(diào)配。(4)為功率表指示電路提供入射電壓和反射電壓，進(jìn)行功率和駐波比指示。

3　定向耦合器的常見故障分析

3.1定向耦合器取樣電容松脫

故障現(xiàn)象：高前激勵(lì)調(diào)整正常，轉(zhuǎn)到末級(jí)加功率時(shí)，衰減器輸出反而減小。輸出功率小，高末簾柵流比正常大，屏流小，5路電容調(diào)到限位。

故障分析：定向耦合器取樣電容松脫，這樣取樣到鑒阻器的輸入電壓不正常，5路電容調(diào)不到正常值。高末負(fù)載電阻值大，屏流小，簾柵流大。簾柵流取樣控制高頻衰減器衰減量增大。

注意：如果因?yàn)楦鼡Q電容或機(jī)械聯(lián)動(dòng)故障使5路電容粗調(diào)位置和正常值相差太大時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)以上故障現(xiàn)象。

3.2定向耦合器中電阻R12斷或取樣線斷

故障現(xiàn)象：粗調(diào)完成，前級(jí)調(diào)諧時(shí)時(shí)表正常，末級(jí)調(diào)諧時(shí)5路伺放一直往升的方向轉(zhuǎn)，找不到調(diào)諧點(diǎn)。

故障分析：①本機(jī)房屏極負(fù)載阻抗R0e為320Ω，經(jīng)一個(gè)Π網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)諧、濾波、阻抗匹配使輸出阻抗為50Ω，但負(fù)載R入的變化造成阻抗不一定是50Ω。為此，在Π網(wǎng)絡(luò)與平衡轉(zhuǎn)換器之間加入一個(gè)T網(wǎng)絡(luò)。通過調(diào)整T網(wǎng)絡(luò)來保持Π網(wǎng)絡(luò)有個(gè)恒定的負(fù)載阻抗，負(fù)載的變化就對(duì)調(diào)諧腔體影響很小，使腔體輸出始終為50Ω，實(shí)際工作中也是先確定T網(wǎng)絡(luò)線圈位置，再進(jìn)行5路的細(xì)調(diào)，來達(dá)到最佳匹配的目的，在完全匹配的情況下，屏極輸出功率Pa~=天線輸入/功率Pλu

Pa~=UaIa=Ua2/R0ePλ~=Uλ2/Rλ

所以：Ua2/R0e= Uλ2/Rλ

Ua/Uλ= (R0e/Rf)?=R(常數(shù))

式中輸出功率電壓Ua由檢波器給出天線輸入功率電壓Uλ由定向耦合器給出。

②在北廣150KWPSM短波發(fā)射機(jī)器，調(diào)載的方式有兩種，一種是檢波器取樣電壓與定向耦合器取樣電壓都為正值，另一種為檢波取樣電壓為負(fù)值，前者調(diào)載比較精確，位置準(zhǔn)確，后者進(jìn)行調(diào)載就相對(duì)差一點(diǎn)。

第一種情況分析

a.原理如圖2所示：

圖2　中Ua為檢波器來的電壓，Uλ為定向耦合器來的電壓

兩正電壓分別送入伺放小盒中差分放大器N2的反相端和同相端。當(dāng)Ua>Uλ時(shí)，經(jīng)伺放放大器比較，5路朝升的方向走，當(dāng)Ua

b.由于定向耦合器中電阻R12斷，造成 Uλ無電壓或很小，也就是Ua>Uλ時(shí)，5路朝升的方向走，找不到調(diào)諧點(diǎn)，

第二種情況電路如圖3所示。

圖3

a.兩個(gè)信號(hào)通過電位器進(jìn)行比較，然后從電位器中心頭送到37端輸出，供伺服放大器給伺服電機(jī)提供正或反向轉(zhuǎn)動(dòng)電壓。

b.當(dāng)Uλ電壓無，這時(shí)，檢波器送來的負(fù)電壓，通過電阻分壓送到37端，此負(fù)電壓送入伺放小盒進(jìn)行比較，電機(jī)就一直升的方向走。

故障處理：①排除因負(fù)載調(diào)配網(wǎng)絡(luò)元件故障，倒手動(dòng)調(diào)諧，試機(jī)，調(diào)諧正常，表值正常，說明調(diào)配元件正常，屬調(diào)諧取樣問題。②進(jìn)行更換電阻，焊脫掉的引線。

4　結(jié)束語

本文通過對(duì)定向耦合器的介紹及工作中常見故障類型的梳理，進(jìn)一步地了解發(fā)射機(jī)故障的種類，提升了處理故障的效率。有些故障類型還有待進(jìn)一步豐富補(bǔ)充，隨著發(fā)射機(jī)的技術(shù)的發(fā)展，新的技術(shù)帶來智能化先進(jìn)性的同時(shí)也帶來了維護(hù)問題的挑戰(zhàn)。需要我們?cè)诠ぷ髦欣^續(xù)學(xué)習(xí)和總結(jié)，累積經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高發(fā)射機(jī)的維護(hù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]黃曉兵主編.TBH-522型150kw短波發(fā)射機(jī)維護(hù)手冊(cè).

[2]王春生主編.廣播發(fā)送技術(shù).