高健達

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引 言

如果將發(fā)射機系統(tǒng)比作人體的話，控制系統(tǒng)相當于人體的神經(jīng)系統(tǒng)，檢測保護電路相當于人體的感覺神經(jīng)。它對發(fā)射機各系統(tǒng)進行取樣并與正常值進行比較，如有異常傳回大腦（控制板中的單片機），由大腦發(fā)出信號馬上中斷發(fā)射機工作或進行其它相應(yīng)處理。了解發(fā)射機各部分的檢測保護電路原理，可以更好地理解和判斷發(fā)射機的一些常見故障。

哈廣350 型1kWPDM 中波發(fā)射機是一款目前應(yīng)用比較普遍的機型。所謂350 機型是指功放單元采用了IFRP350 場效應(yīng)功率管，并且機器的主要部件如前置放大器、調(diào)制驅(qū)動放大器、功率放大器，采用獨立的印刷板接插式結(jié)構(gòu)的PDM 中波發(fā)射機型。本文以哈廣350 機型為例簡要說明了發(fā)射機各電路板上的取樣保護電路的動作機制及其在故障判斷中的作用。

1 調(diào)制器板的檢測保護電路

1.1 調(diào)制器板的脈寬超限檢測電路

如圖1所示，XS1-3為調(diào)制板的最終產(chǎn)品——脈寬調(diào)制信號的輸出腳，XS1-4是由電源裝置給出的低壓電源+15V調(diào)制驅(qū)動啟動信號。比較器N14-2的9腳為從脈寬調(diào)制信號中提取的一個直流電壓信號，該直流電壓與脈沖波的占空比正相關(guān)。比較器的10腳為從+15V中分壓得到的參考電平。

當U+＜U-時，比較器N14-2 的7 腳輸出低電平0V。此時，繼電器K1 的16 腳為0V，1 腳為15V，繼電器吸合，脈寬調(diào)制信號允許輸出。

當U+≧U-時，比較器翻轉(zhuǎn)，N14-2的7腳輸出高電平15V。此時，繼電器K1 的16 腳為15V，1 腳為15V，繼電器斷開，脈寬調(diào)制信號不允許輸出。

參考值U-一般設(shè)為脈沖波占空比為2/3 時對應(yīng)的直流信號的值，此時對應(yīng)的載波功率為1kW。

1.2 調(diào)制器板的封鎖調(diào)制信號電路

圖1 脈寬超限檢測電路

圖2 封鎖調(diào)制信號電路

圖3 電流平衡保護電路

如圖2 所示，當有從控制板發(fā)出的+15V 信號進入XS1-5 時，意味著控制板中單片機發(fā)出封鎖調(diào)制指令。此時，三級管V14 飽和導(dǎo)通，直接使脈寬調(diào)制信號箝位到地，不允許進入后級。

2 調(diào)制驅(qū)動板和功率放大板上的檢測保護電路

2.1 功放板上的電流平衡檢測保護電路

如圖3 所示，調(diào)制驅(qū)動板上的封鎖調(diào)制信號電路是與功率放大板上的平衡電流檢測電路連接在一起的。當左右兩側(cè)的功放橋中，某一側(cè)出現(xiàn)故障導(dǎo)致電流不平衡時，會在T1 變壓器的次級線圈上產(chǎn)生一個感應(yīng)電壓，并經(jīng)過V5、C2 整流濾波后將可控硅V4 觸發(fā)導(dǎo)通，脈寬調(diào)制信號嵌位到地。

2.2 功放板上的功放故障檢測保護電路

如圖3 所示，當場效應(yīng)功率管被擊穿導(dǎo)致電流過大，保險F1 或F2 會斷開，保護電路中其它部分。這時，光耦N1 或N2 中發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，導(dǎo)致光敏三極管導(dǎo)通，此時向外輸出功放故障信號被嵌位為0，對外顯示功放故障。光耦起到將檢測電路與功放電壓隔離的作用。

2.3 功放板上的調(diào)制故障檢測保護電路

如圖3 所示，無論是電流不平衡導(dǎo)致的調(diào)制信號入地，還是直接由控制板發(fā)出的“禁止入”的封鎖調(diào)制信號導(dǎo)致的調(diào)制信號入地，“調(diào)制故障信號出”的電位都被嵌位到0，對外顯示調(diào)制故障。

3 功率合成母板上的檢測保護電路

3.1 射頻激勵過推動和欠推動檢測電路

圖4 射頻激勵過推動和欠推動檢測電路

圖5 連鎖故障的檢測電路

如圖4 所示，由前置放大器板輸出的射頻取樣信號（與加到功放板上的射頻信號同源）經(jīng)R4、R5 分壓和V2、V3、C4 全波整流后，加到由N1 組成的窗口比較器。由電位器W1 和W2 設(shè)定過推和欠推的門限值。當加到功放板上的射頻信號超過由W1 設(shè)定的門限值時，將產(chǎn)生“過推動”信號送到控制板，當加到功放板上的射頻信號低于由W2 設(shè)定的門限值時，將產(chǎn)生“欠推動”信號送到控制板?？刂瓢迳蠁纹瑱C發(fā)出關(guān)機信號，并重復(fù)關(guān)、開機一次。對外顯示“過推動故障”或“欠推動故障”。

3.2 功率合成母板上的連鎖故障檢測電路

如圖5 所示，功率合成母板上的X1～X5，分別是前置放大板、兩塊功放板、兩塊調(diào)制驅(qū)動的插槽。只有在全部五塊板子接插良好，并且門開關(guān)關(guān)閉的情況下，發(fā)射機正常工作。否則，只要有一塊板子接插不嚴或門開關(guān)斷開，就會引起連鎖故障報警。該電路會給控制板送去一個連鎖故障信號，對外顯示連鎖故障，發(fā)射機不能開機（不能加高壓）。

4 輸出取樣板和輸出監(jiān)測板上的檢測電路

4.1 輸出取樣板上的檢測電路

4.1.1 RF 電流取樣電路

RF 電流的取樣是通過磁環(huán)變壓器T1 和T2 的次級繞組上產(chǎn)生射頻電流信號，再通過與變壓器并聯(lián)的電阻產(chǎn)生與一個與射頻電流成比例的電壓信號輸出，如圖6 所示。

T1 上取的射頻電流信號直接送到控制板上特定比較電路去監(jiān)測RF 電流是否超限。如超限，控制板將關(guān)機后試控性開機一次；如仍超限，則關(guān)機至手動開機；如不再超限則繼續(xù)正常工作。

圖6 射頻電流、入射功率、反射功率的檢測電路

4.1.2 入射電流、反射電流取樣電路

T2 上取的射頻電流信號分為兩路：T2 的A 端取入射方向的射頻電流，在R3、R4 并聯(lián)的電阻上產(chǎn)生一個與入射電流成比例的電壓信號；T2 的B端取反射方向的射頻電流，在R5、R6 并聯(lián)的電阻上產(chǎn)生一個與反射電流成比例的電壓信號。并且A 端和B 端的電壓相位差為180°，這兩路信號進入輸出監(jiān)測板的X1-3 和X1-5。

4.1.3 射頻電壓取樣信號

射頻電壓的取樣是通過電容C5、C6 分壓和C7、C8 分壓得到的并通過X1-7 和X1-9 輸出到輸出監(jiān)測板。

4.2 輸出監(jiān)測板上的定向耦合電路

輸出監(jiān)測板中有兩個定向耦合器，分別產(chǎn)生入射功率的耦合信號與反射功率的耦合信號。

如圖6 中輸出監(jiān)測板部分所示，輸出取樣板來的射頻電流信號由X1-3 和X1-7 進入，而射頻電壓信號由X1-1 和X1-5 進入。加在二極管V1 和V2 兩端的射頻電壓和射頻電流采樣信號都相差180°相位，C1 和C2 為平衡電容，用于調(diào)整由電容分壓得到的射頻電壓的大小。L1、C3 和L2、C4組成的低通濾波器用于濾除射頻信號。R3 和C5 組成低通濾波器用于濾除音頻信號。在R1、R2 上建立的電壓與入射/反射功率的平方根成正比。入射功率采樣信號送入控制板，作為入射功率的指示。反射功率采樣信號送入控制板，除用作反射功率的指示外，與控制板內(nèi)的特定比較器中的門限值相比較，如得到高電平的話，將得到駐波故障報警信號。這時，控制板內(nèi)的單片機將會發(fā)出封鎖調(diào)制信號，并將功率下調(diào)隨后放開調(diào)制封鎖，如高駐波仍存在，則將重復(fù)上述動作。如高駐波故障消失，則恢復(fù)預(yù)定功率。

總 結(jié)

發(fā)射機各系統(tǒng)的檢測信號除了簡單動作自行處理以外，其余信號最后都會進入控制板進行進一步處理，然后送入控制板中單片機的I/O 接口，單片機依據(jù)存儲在其中的具體指令進行一一處理，封鎖調(diào)制、關(guān)機、關(guān)機并重關(guān)、開一次、降功率等等。這些檢測電路存在的意義就在于給位于控制板中的大腦（單片機）提供原始觸覺信號，由單片機進行判斷處理，發(fā)出指令，進行下一步反應(yīng)動作。

深刻理解發(fā)射機的各個系統(tǒng)的檢測保護電路的結(jié)構(gòu)功能和動作機制，有助于技術(shù)維護人員對發(fā)射機的日常維護保養(yǎng)以及遇到故障時的緊急處理。深入分析設(shè)備的工作原理，掌握設(shè)備的運行特征，也是做好技術(shù)維護工作的根本保證。希望通過本文的分析，能夠?qū)ν械募夹g(shù)維護工作有所啟迪。