潘會蘭 安海燕

摘? 要：DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)在發(fā)射機中發(fā)揮著重要作用，它控制著頻率合成器輸出相對應的激勵信號頻率，可完成10個預置調諧頻道的定點位置的設置，實現(xiàn)調諧元件的粗調和細調，由此可見各個調諧元器件的位置決定著發(fā)射機能否正常穩(wěn)定運行，直接影響著電臺的安全播音工作。為此，通過對DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)的研究，自主開發(fā)組建了一個標準的DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)教學和測試平臺，文章重點介紹其構成、主要內容、特點及應用情況。

關鍵詞：DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)平臺;構成;原理分析;主要創(chuàng)新點;應用效果

中圖分類號：TN948.53? ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）01-0040-04

Realization and Application of Tuning System Platform for DF100A 100 kW Shortwave Transmitter

PAN Huilan，AN Haiyan

（State Administration of Radio and Television 2022，Kashgar? 844000，China）

Abstract：DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system plays an important role in the transmitter. It controls the frequency of the excitation signal corresponding to the output of the frequency synthesizer，and can complete the setting of the fixed position of 10 preset tuning channels，so as to realize the coarse and fine tuning of the tuning elements. It can be seen that the position of each tuning element determines whether the transmitter can operate normally and stably，and directly affects the safe broadcasting work of the radio station. Therefore，through the research on the tuning system of DF100A 100 kW shortwave transmitter，a standard teaching and testing platform for DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system has been developed and set up. The composition，main contents，characteristics and application of the platform are mainly introduced.

Keywords：DF100A 100 kW shortwave transmitter tuning system platform;composition;principle analysis;main innovation;application effect

0? 引? 言

無線電臺作為國家廣播發(fā)送與維護的直屬單位，發(fā)射機是其重要組成部分，其中DF100A型100 kW短波發(fā)射機屬于無線局下屬電臺中眾多電臺共同擁有、使用和維護的機型。眾所周知，在DF100A型100 kW短波發(fā)射機的組成部件中，調諧系統(tǒng)是它的重要組成部件，其工作狀態(tài)的好壞直接影響著發(fā)射機能否正常運行，與電臺安全播音工作息息相關。該系統(tǒng)控制8路調諧元器件，起到諧振、濾波、阻抗變換的作用，是發(fā)射機高效穩(wěn)定運行的關鍵。調諧系統(tǒng)主要由調諧控制單元、調諧馬達組件、調諧負載元器件、遙控接口板、調諧驅動板卡等組成。其作用主要有以下幾點：

（1）倒頻時可控制頻率合成器輸出相對應的激勵信號頻率。

（2）可完成10個預置調諧頻道的定點位置的設置，完成負載的粗調。

（3）可對波段以外的5路調諧元器件進行微調。

（4）在調諧不到位時會有明顯的指示（允許調諧燈不滅），并控制封鎖調制器工作。

由此可知，DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)的控制部件很多，機械傳動復雜，馬達負載聯(lián)動工作量大，涉及電工電子通信知識點較多，對于其控制原理的學習以及掌握其備件維護要點尤其重要。無論是老值班員還是新參加工作的大學生，都需要積累本行業(yè)工作經驗，還需提升維護發(fā)射機的業(yè)務能力，崗位培訓是必不可少的環(huán)節(jié)。任一路調諧出現(xiàn)故障時，更換工作經常是高空作業(yè)加上空間受限，往往耗時費力，處理時間較長，嚴重影響發(fā)射機正常播音工作。于是在研究調諧工作原理的基礎上，利用現(xiàn)有的備件搭建了此調諧系統(tǒng)教學及測試平臺。

1? 設計背景

DF100A型100 kW短波發(fā)射機的8路調諧元器件，包括高前調諧，高末調諧，高末負載調諧，諧波濾波器，平衡不平衡，三路短路棒，這些調諧元器件一般都是大型真空電容和大型盤香電感，在發(fā)射機中占據空間有限，但直接影響著發(fā)射機高效穩(wěn)定安全運行。當任一路調諧故障時，之前常采取對其進行個別損壞元器件更換或緊急整體更換的處理措施，此時上機更換需要多人參與操作。如更換高末調諧調載真空電容需要有人在狹小的機箱內長時間進行托舉，更換諧波濾波器，整體需要從機箱頂部抬下抬上，至少需要5人至6人共同配合操作才行，此外高空作業(yè)加上空間受限，經常是耗時費力，處理時間較長。但如果備件調試狀態(tài)不佳，之前的更換便是耗時費力，做了無用功，更換就要從頭再來，無疑增加停播時長，給維護者增加工作量。

短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)是發(fā)射機核心單元，它控制部件涉及模電數電知識點多，機械傳動復雜，馬達負載聯(lián)動工作量大，對于新參加工作的大學生。沒有本行業(yè)工作經驗，也沒有維護發(fā)射機的基礎，上崗前的培訓顯得尤為重要。以前的培訓，由于條件限制，只能是理論多，上機只能認知元器件，真實的工作情況理解不透徹，往往是知識點死記硬背，當處理故障時沒有清晰的思路，手忙腳亂，培訓沒有達到要求，效果不理想。對于老值班員，處理故障只能憑并不豐富的經驗，走了不少彎路，延誤播音時間。

在大型真空電容電感、諧波濾波器或平衡/不平衡轉換器進行拆卸、更換和安裝的過程中，高處作業(yè)，電容放電等多處都存在較大安全隱患，隨時可能發(fā)生人身和設備安全事故。

綜合考慮以上問題，急需設計一調諧系統(tǒng)平臺，來解決上述各種問題。機房同志們不斷開拓創(chuàng)新，堅持從實踐中來到實踐中去的原則，勤動手、勤思考，不斷地發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，于是，DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)平臺應運而生，它不但大大提高了備件，修復后元器件的實驗作用，增強了教學效果，也解決了諸多的安全隱患。

2? 總體設計方案

DF100A型100 kW短波發(fā)射機由于國產化，播音頻率范圍寬，調諧系統(tǒng)中馬達控制及機械傳動裝置較為復雜，涉及元器件多，故障率高，維護量大。為了實現(xiàn)優(yōu)質零秒完成安全播音任務，對調諧系統(tǒng)的精準維護以及對其備件的測試，諸如此類的業(yè)務培訓已成為機房對調諧系統(tǒng)日常維護的重要組成部分。我們根據以上需求設計一個模擬DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)工作原理的綜合平臺，設計結構如圖1所示。

2.1? 平臺構成及工作原理

2.1.1? 測試平臺構成

調諧系統(tǒng)測試平臺由以下部件構成：電源模塊、調諧控制組件、帶電顯示器、可移動的支撐框架，如圖2所示。

下文為測試平臺各個部件的具體介紹：

（1）電源模塊：500 W的直流電源，分別產生+/-24 VDC和+/-28 VDC給馬達母板和馬達供電。

（2）調諧控制組件：圖3所示的馬達驅動母板、馬達電源板、馬達驅動放大板、調諧電位器以及帶指示燈的允調按鈕。其中馬達驅動母板為各輸入輸出提供端子、插座和接頭。共有12個接線端子，分別為8路調諧輸入輸出接線端，為波段和調諧提供電源接入端子。馬達電源板將原有的+/-28 V電源轉換成+/-15 V直流電源，該電源板產生的+/-15 V直流穩(wěn)壓電源提供給各隨動電位器。馬達電源板還能夠對各馬達驅動放大板輸出狀態(tài)進行檢測。馬達驅動放大板通過檢測調諧電位器和隨動電位器輸入端電壓差，經OPA512放大后驅動馬達轉動。從而改變調諧參數（電容或電感），達到調諧目的。在馬達轉動過程中，通過此板上電位器K1提供地信號，保持為各馬達提供電源。調諧電位器采用10 kΩ可調電位器，它主要為馬達功率放大器提供可比較電壓。

（3）帶電顯示器：可實時顯示被測調諧馬達組件的啟動、限制及正常工作時的電壓電流。

（4）可移動的支撐結構：在其工作面上有安裝孔洞，便于操作人員將被測的調諧馬達組件及相應的電容電感安裝在平臺上進行調試。

2.1.2? 平臺工作原理

平臺的工作原理如圖4所示，與圖5所示的發(fā)射機調諧原理相同，將隨著調諧馬達驅動組件同步轉動的隨動電位器滑動端電壓V1與可預置的控制電位器滑動端的電壓V2同時送到馬達驅動放大板進行比較，當隨動電位器與調諧電位器的電壓差達到+/-0.615 V時，馬達驅動板將兩個電位器的差值放大，馬達母板輸出+/-24 V電壓，驅動馬達正轉或反轉，帶動同調的調諧負載元器件轉動，直至兩個電位器的電壓差等于零時，馬達停止轉動，調諧結束。

2.2? 平臺主要的技術創(chuàng)新點和亮點

2.2.1? 對技術人員進行發(fā)射機調諧系統(tǒng)原理客觀培訓和教學

在DF100A型100 kW短波發(fā)射機播音過程中，調諧元器件及馬達組件引起的發(fā)射機故障頻發(fā)，一個重要的原因就是維護者維護經驗不足，維護水平不高，這和值班員對調諧控制，馬達及傳動裝置原理理解不透徹，不全面，聯(lián)動過程不明白息息相關，從而在處理此類故障時走了不少彎路。該測試平臺教學作用顯著，設計原理與原發(fā)射機調諧原理一致，電路結構簡單，走線一目了然，元器件更換簡便靈活，培訓時受訓人員可以自己動手調諧，觀察其元器件工作全過程。這樣不僅解決了對新人崗前培訓中“重理論輕操作”的難題，也為老值班員熟練掌握調諧原理、工作流程提供了更直觀更方便的平臺。

2.2.2? 提高維護者處理發(fā)射機調諧系統(tǒng)故障能力

此平臺具有模擬調諧系統(tǒng)故障的功能。針對近期有關調諧系統(tǒng)故障，隨時隨地模擬同類故障，讓維護者通過觀察其故障現(xiàn)象，查找故障原因，直接準確發(fā)現(xiàn)故障點，及時處理故障，最后分析故障，總結原因。此過程將理論和實際應用完美結合，加強了值班人員理論的理解，增長處理此類故障技能，提高大家動手能力，增強值班者處理故障的信心，滿足值班員考核要求，解決考核上機時受限于發(fā)射機播音時間的限制。

2.2.3? 提升發(fā)射機調諧系統(tǒng)新備件驗收測試的準確率

多年來機房新的調諧備件到位后，測試只是簡單的通電測試馬達的正反轉。而對馬達組件，鏈條轉動及帶載實際工作情況不能全方位測試，后果就是發(fā)射機出現(xiàn)調諧元件故障，需要更換時效果差，反復上機實驗，無疑給發(fā)射機更換元器件增加了隱患，備件的測試沒有實際意義。組裝此測試平臺后，備件測試簡單快捷，準確全面。消除了維護人員對備件更換顧慮，提高了備件使用效果，減少了備件上機實驗的復雜性，降低了維護人員的勞動強度，縮短了故障處理時長，避免了發(fā)射機長時間停播事故的發(fā)生。

2.2.4? 對調諧系統(tǒng)故障元器件維修后的測試

測試平臺能夠對已維修好的故障元器件進行及時、安全、可靠的測試，增加了元器件的使用時長，減少了元器件的損耗，從而節(jié)約采購資金。以前對已修復的元器件實驗只能上機，在DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧控制與馬達負載之間跨越機箱較多，如平轉與天調室距離最遠（大概5米至6米），實驗時不安全，不方便。組裝次測試平臺便解決了此問題，不需要上機，不需要多人操作，專人監(jiān)護，只需要一到兩人在平臺測試元器件是否合格。

2.2.5? 馬達工作電壓電流實況監(jiān)測

此平臺完全遵循發(fā)射機調諧原理，在此基礎上增加馬達實際工作電壓電流實況監(jiān)測，可以根據實時的數據，將測試元器件調整到最佳工作狀態(tài)。

3? 平臺實際使用效果

自平臺投入使用以來，實現(xiàn)了預期效果，下文為具體說明：

（1）測試平臺在崗位培訓中起到顯著的教學效果。自此平臺組裝完畢，實驗合格后，新入職人員和老值班員的培訓采取理論和實操相結合的方式，維護者可以更加直觀、便捷地掌握調諧系統(tǒng)的原理、實際接線和工作流程，得到了大家的一致好評，解決了培訓工作中“重理論輕操作”的難題。

（2）測試平臺的故障模擬效果明顯。發(fā)射機調諧系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，值班員便可以根據平臺模擬的故障現(xiàn)象，快速查找故障原因，立即準確處理故障，減少停播時長。而且可以隨時假設故障點，經過觀察分析后再動手處理，積累總結經驗。此平臺使用率高，操作靈活，提高了維護者處理故障的積極性和自信心。

（3）測試調諧系統(tǒng)備件方便有效。當備件到貨后，檢修班人員不僅可以測試馬達及馬達組件，而且增加了可調真空電容、盤香電感、負載線圈等負載轉動工作情況測試。減少備件上機實驗的復雜性和人工耗時，提高了備件的使用效果。

（4）對維修后的調諧元器件測試準確安全可靠。此平臺解決了對修復后元器件的測試復雜性，減少了上機實驗的風險，節(jié)約采購成本，提高了大家的動手能力。DF100A型100 kW短波發(fā)射機作為我局的主力機型分布臺站眾多，發(fā)射機調諧馬達控制系統(tǒng)是核心，但由于負載故障率高，維護工作量較大，技術要求較高。此測試平臺能夠在維護工作中起到較大的輔助作用，能夠切實提高技術人員的維護水平。

4? 安全性和可靠性介紹

DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)測試平臺，設計為上下兩層，上層放置馬達、控制電路、3L13負載小箱，下層放置大型真空電容、短路棒等負載。每層設計長1.2 m、寬0.8 m、重2 kg，具有良好的接地線，我們試裝了兩個10.5 kg大型真空電容作為負載來回移動，實驗證明，平臺底座穩(wěn)定，移動正常，調測良好。在平臺側面掛接長50 cm、重1.2 g的25 mm2多股銅線的放電棒，當電容電感測試完畢安全可靠泄放殘留電荷。下車底部加裝滑輪，移動靈活，并帶剎車裝置，可以進行單獨固定，穩(wěn)定性好。

5? 結? 論

DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)測試平臺，充分考慮了發(fā)射機的實際需要、技術需求及發(fā)射機維護者業(yè)務能力的提升空間，消除了多處安全隱患，解決了發(fā)射機調諧系統(tǒng)培訓難題，提高了發(fā)射機大型調諧備件測試規(guī)范化，提高備件使用效率，縮短了故障處理時長，避免了發(fā)射機長時間停播事故的發(fā)生。

我臺在搭建此平臺的工程中，每個參與人員都能全面了解發(fā)射機調諧系統(tǒng)的工作原理，培養(yǎng)出一批能鉆研肯實干的年輕人。此平臺實現(xiàn)了教學和測試一體化，對DF100A型100 kW短波發(fā)射機調諧系統(tǒng)技術維護和安全播音具有一定的現(xiàn)實意義。

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作者簡介：潘會蘭（1978—），女，漢族，甘肅民勤人，中級工程師，本科，研究方向：廣播發(fā)送與維護;安海燕（1982—），女，漢族，河南滎陽人，中級工程師，本科，研究方向：廣播發(fā)送與維護。