饒麗萍

（作者單位：國家新聞出版廣電總局602臺）

淺析DX系列固態(tài)中波發(fā)射機駐波比越限保護功能自動檢測電路

饒麗萍

（作者單位：國家新聞出版廣電總局602臺）

本文通過介紹DX系列固態(tài)中波發(fā)射機駐波比越限保護功能和自動檢測電路工作原理，為維護同類型發(fā)射機的同行提供一定的參考。

發(fā)射機；駐波比保護；越限保護；自動檢測電路

1 駐波比越限保護功能自動檢測電路簡要介紹

對于DX固態(tài)機而言，射頻末級使用大量的MOSFET，它們都工作于丁類開關狀態(tài)，要求激勵電壓的波形具有陡峭的前后沿，以減小管子的功耗。當輸出網(wǎng)絡、饋線、天線失配時，會產(chǎn)生反射電壓，反射電壓和本機激勵電壓疊加在一起，會破壞激勵波形，有可能使管子損耗過大，造成MOSFET的大量損壞。為了防止這種損壞，一方面要求天饋線良好匹配，另一方面發(fā)射機里設置駐波比越限檢測保護電路。發(fā)射機對駐波比越限檢測保護功能的要求是相當嚴格的，要求它時時處于完好狀態(tài)。為此，在指示單元電路中，設置了駐波比越限保護功能自動檢測電路，每次開機機器本身自己檢測一遍，開機期間任何時候都可以人工檢測，該電路的方框圖如圖1所示。

圖1 駐波比越限保護功能自動檢測電路方框圖

1.1 駐波比越限保護功能自動檢測電路

駐波比越限保護功能自動檢測電路，簡稱駐波比自測電路，它所監(jiān)測的對象是輸出監(jiān)測板里的駐波比越限檢測電路和顯示電路中的駐波比越限保護邏輯電路。該電路由下列部分組成：一是自測輸入電路，分開機自測和手動自測兩種，手動自測輸入電路又有遙控和本控之別；二是測試脈沖產(chǎn)生電路；三是0.5 ms脈沖產(chǎn)生電路；四是鎖存顯示電路。

1.2 自測電路的原理

人工自測時產(chǎn)生一個脈沖下降沿，開機自測產(chǎn)生一個脈沖上升沿。上升沿或下降沿啟動測試脈沖產(chǎn)生電路，使之輸出一對正、負自檢脈沖，寬度為10 ms。負自檢脈沖送到輸出監(jiān)測板駐波比越限檢測電路作為越限模擬信號，如果檢測電路功能正常，應該輸出一個正脈沖給駐波比越限保護邏輯電路，駐波狀態(tài)指示燈發(fā)紅色0.5 s后轉(zhuǎn)為綠色，單次駐波處理電路輸出一個負脈沖信號送到自檢鎖存指示電路，正自檢脈沖送到0.5 ms脈沖產(chǎn)生電路，由它產(chǎn)生兩個0.5 ms負脈沖，其中一個滯后100 ns，送到鎖存器D64A，超前的 0.5 ms負脈沖對鎖存器清零，滯后的負脈沖上升沿作為時鐘信號去鎖存檢測結果，如果保護功能正常，H24顯示綠色，表明自檢通過，如果保護功能失常H24顯示紅色，表明自檢沒通過，保護電路功能失常，此時發(fā)射機沒有駐波比越限保護，再開機，如果駐波比過大，而保護電路已經(jīng)失去保護功能，發(fā)射機已處于無保護的險境。因此，在修復駐波比保護邏輯電路之前，不應再開機播出。

2 駐波比保護功能自動檢測電路

如圖2所示，下面分析自測電路工作原理。

2.1 自測輸入電路

2.1.1 手動自測輸入電路

當沒有手動檢測信號輸入時，D65F-13為高電平，經(jīng)兩次反相后為高電平，D67C-10為高電平，D67C-9也為高電平，兩輸入與門D67C（74HC08）輸出高電平。當有遙控自測信號輸入時，內(nèi)晶體三極管導通，D65F輸入端為低電平，經(jīng)反相施密特觸發(fā)器D65F、D65E兩次反相后，D67C-10腳為低電平。當合上顯示屏自測試驗按鈕S3時，D67C-9被接地，為

低電平。無論是9腳還是 10腳為低電平，與門D67C-8都由高電平轉(zhuǎn)為低電平，產(chǎn)生一個脈沖下降沿，加到D68B的A輸入端。

圖2 駐波比自動檢測電路原理圖和波形圖

2.1.2 開機自測輸入電路

電弧或電源線的幾種瞬時情況都可能損壞駐波比保護電路，因此，每次開機時，都要產(chǎn)生通電自檢命令進行駐波比保護功能自檢，自檢命令的產(chǎn)生過程如下。加上交流電源后，各穩(wěn)壓電源都會有一個短暫的過渡過程，然后進入穩(wěn)定狀態(tài)，控制器板上產(chǎn)生的“電源故障”信號在過渡過程中是低電平，經(jīng)幾秒鐘后進入穩(wěn)定期，“電源故障”信號變成高電平。這個信號送到兩輸入與門D67D構成的緩沖器，緩沖后經(jīng)R175給C63充電，R175-C63構成延時電路，經(jīng)0.1 s的延時后，把供電故障由L至H的上升沿跳變加到D68A的B輸入端。每次交流電源加入發(fā)射機后，低壓供電故障信號由低到高的正跳變經(jīng)延時后，產(chǎn)生一個脈沖上升沿送人檢測脈沖產(chǎn)生電路；人工本地或遙控測試時，手動自測輸入電路產(chǎn)生一個脈沖下降沿送入檢測脈沖產(chǎn)生電路。

2.2 自測脈沖產(chǎn)生電路

自測脈沖產(chǎn)生電路由D68A、D68B、D67B、D70D及相關元件組成。D68的型號是74HC423，為雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。D68A的CLR接高電平，A輸入端接地為低電平，B輸入端上升沿有效；D68B的CLR和B輸入端接高平，A輸入端沖下降沿有效。D68A和D68B的RC端所接R-C網(wǎng)絡相同，值為10 ms，暫穩(wěn)態(tài)維持期間為10 ms。當D68A的B輸入端輸入脈沖上升沿或D68B的A輸入端輸入脈沖下降沿，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，持續(xù)10 ms后又翻回穩(wěn)態(tài)，Q端輸出脈寬為10 ms的正脈沖，端輸出脈寬10 ms的負脈沖。D68A或D68B-端的負脈沖送到與門D68B的4、5腳輸入端，D67是兩輸入四與門74HC08。D67B無論那個輸入端出現(xiàn)一個10 ms負脈沖時，輸出端即輸出一個10 ms負脈沖，該脈沖稱作自檢脈沖，送到輸出監(jiān)測板A27上。D68A或D68B Q端的正脈沖送到D70D的兩個輸入端13、12腳。D70D的型號是74HC32，是兩輸入四或門。D70D無論那一個輸入端出現(xiàn)一個10 ms的正脈沖時，輸出端即輸出一個10 ms的正脈沖，該脈沖送到0.5 ms脈沖產(chǎn)生電路。D67B和D70D分別作為D68A、D68B負脈沖和正脈沖的合格器。同是合路器，為什么一個用與門，一個用或門？因為與門的邏輯是輸入有低，輸出即是低；或門的邏輯是輸入有高，輸出即為高。所以，負脈沖合路器用與門；正脈沖合路器用或門，即正邏輯或門為負邏輯與門。

總之，當自測輸入回路輸入觸發(fā)信號后，本電路產(chǎn)生一對寬度為10 ms的正負自測脈沖。

2.3 0.5 ms脈沖產(chǎn)生電路

該電路由D70D、D71C、D65A和R-C充電回路構成。當D70D正自檢脈沖沒有輸出時。D70D輸出為低，D65A輸入的電容D62通過 R174放電，反相施密特觸發(fā)器D65A的輸出為高，與非門D71C的輸入一腳高一腳低，D71C輸出為高。當D70D輸出正自檢脈沖后，C68經(jīng)R174充電，在充電初期D75輸出仍為高，與非門D71C的兩個輸入均為高，輸出為低。當 C62所充電壓超過反施密特觸發(fā)器D65的閾值時，D65A輸出為低，D71C的10腳為高，9腳為低，其輸出為高D71C輸出一個負脈沖，其脈寬取決于R174-C62的時間常數(shù)，A值為0.51 ms。

2.4 駐波比功能自檢電路

該電路由D64A，Db7C、D65D、H24及相關元件組成。當自檢輸入信號觸發(fā)測試脈沖產(chǎn)生電路后，該電路同時輸出一對10 ms的正負自測脈沖。負自測脈沖送到輸出監(jiān)測板A27上用以驅(qū)動模擬駐波產(chǎn)生電路，該電路通過向兩個駐波比檢測器輸入提供+5 V的方式，模擬駐波越限信號，如果監(jiān)測板駐波越限檢測器功能正常，應當檢測到這個信號并同時輸出兩個負脈沖，一個脈寬19 ms，一個脈寬14 ms，這兩個脈沖通過負載、網(wǎng)絡故障部位識別電路和反相器的處理，輸出一個正脈沖給駐波越限保護邏輯電路，如果保護電路功能正常，應該有兩個結果，一是天線駐波狀態(tài)指示發(fā)紅光0.5 s后轉(zhuǎn)為綠色，二是由單次駐波處理電路輸出一個負脈沖信號送到D63F的輸入端，由D63F反相后送出一個正脈沖信號到D64A的D端 （2腳）。另一方面，與負自測脈沖輸出的同時，10 ms正自測脈沖送到0.5 ms脈沖發(fā)生電路，由此電路產(chǎn)生兩個0.5 ms的負脈沖送到CLR端和CLK端，CLK端的脈沖比CLR端的脈沖滯后100 ns。

3 駐波比保護功能自動鎖存與顯示

當10 ms負檢測脈沖送到監(jiān)測板后，正檢測脈沖立即使D71C輸出一個0.5 ms的清零負脈沖，該脈沖送到D64A的CLR端，其下降沿把D64A清0，使Q端輸出為低電平，經(jīng)反相后為高電平，紅燈亮。此紅燈亮僅表示自檢開始，約0.5 ms后，撤除清零信號，再過100 ns后，時鐘上升沿出現(xiàn)，使D端的電平存入鎖存器，如果駐波比越限保護邏輯電路工作正常，D64A端應當接收到一個正脈沖信號，這時，Q端為高電平，-Q端為低電平。

指示電路的狀況如下。Q輸出高電平：a 反相器D65C輸出低電平，H24紅色發(fā)光二極管熄滅；b 反相器D65D輸出低電平，駐波自測顯示不指示。輸出低電平，反相器D63E輸出高電平，H24綠色發(fā)光二極管亮，表示自檢沒有發(fā)現(xiàn)駐波比越限保護邏輯電路功能失常。

如果駐波比越限保護邏輯電路功能失常，D64AD端沒有接到正脈沖信號，則鎖存器D64A有時鐘輸入時，D端輸入為低電平，Q端輸出低電平，-Q端輸出高電平，指示電路的狀況如下。Q端輸出低電平：a 反相器D65C輸出高電平，H24紅色發(fā)光二管繼續(xù)亮，說明保護電路存在故障。端輸出高電平，反相器D63E輸出低電平，H24綠色發(fā)光二極管不亮。

總之，當AC電源加到發(fā)射機上時，便由“駐波比自檢”部分自動測試駐波比邏輯，操作人員也可以隨時用手動方式進行駐波比自檢。在機器狀態(tài)面板指示燈上或遙控位置上可以看到駐波比自檢的指示。如果輸出監(jiān)測板與指示單元上的所有駐波比越限保護邏輯電路都正常，那么兩個駐波比指示燈發(fā)紅光0.5 s就轉(zhuǎn)為綠色，駐波比自測狀態(tài)指示燈也發(fā)紅光0.5 ms后即轉(zhuǎn)綠色，如果輸出臨測板與指示單元上的駐波比越限保護電路有異常，則駐波比自測指示一直發(fā)紅光。而兩個駐波比指示燈是否會發(fā)紅光0.5 s，須看故障出在何處。

駐波比檢測狀態(tài)發(fā)光二極管指示的是自檢的結果，并不指示駐波比的狀態(tài)。H24發(fā)綠光表明，通過駐波比自檢；H24發(fā)紅光表明未通過駐波自檢。當駐波比保護邏輯電路有故障時，H24將一直保持發(fā)紅光的警示狀態(tài)，只有在該電路檢修好以后，再次進行自檢并通過自檢時，紅燈才會熄滅，如果你是在加低壓的條件下檢修該板的，必須人工按下自檢按鈕，如果你是斷電檢修該板的，則開機后，開機自檢電路會自動進行一次檢測。

從上述分析中還可以看出，自檢時，大部分駐波比越限保護邏輯電路都被檢查到了，但下列部分沒有被檢測到：（1）監(jiān)測板駐波比越限檢測電路中的射頻電壓、電流取樣，并聯(lián)諧振回路，變壓器檢波電路，這部分電路的功能，機器中是以負自測脈沖代替的。（2）駐波比越限保護電路的多次駐波識別電路，因為只送去一個10 ms的自測脈沖。因此，駐波比檢測只是說明該電路的保護功能基本正常而非絕對正常，比如網(wǎng)絡、負載兩個采樣變壓器同時壞掉了，實際上，駐波比的保護功能已經(jīng)成了無本之源，根本無力進行保護了，但是自檢時照樣能通過。只是這種故障的概率很低。駐波比自測電路美中不足的是沒有把自測不合格的信號反饋到開關機控制電路，確保在自檢不合格時不能加主整電壓。

4 結語

本文通過對駐波比越限保護功能和自動檢測電路工作原理的分析，能更深入的了解了發(fā)射機駐波比越限保護功能和自動檢測電路的工作原理。對有DX系列中波發(fā)射機臺站的同仁在維該機型上起一定參考作用，同時有利于提高我們在發(fā)射機駐波比上的故障分析和故障處理的能力。

[1]廣播電視發(fā)送與傳輸維護手冊DX型大功率中波發(fā)射機[M].北京:國家廣播電影電視總局無線電臺管理局,2000.

[2]張勇,劉振興.數(shù)字廣播電視傳輸技術[M].北京:民族出版社,2003.