梁輝 羅斌 蒙子揚

【摘要】簡單介紹北廣TBH-522型150kw 短波調諧發(fā)射機在自動調諧系統(tǒng)下第2路高末級調諧腔體無法完成自動調諧引起的發(fā)射機故障分析與處理過程。

【關鍵詞】短波調幅發(fā)射機;自動調諧;諧振腔體;減速器;故障;分析處理

中圖分類號：TN92? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.09

北京廣播器材廠TBH-522型150kw短波發(fā)射機隨著科技進步，在結構上和電路上都進行了不同程度的改進。在電路方面，高頻衰減器開始是由電子開關來控制的，后來改成由PIN二極管來控制;為提高發(fā)射機的雜音指標，將電子管的燈絲供電由交流改為直流;自動調諧控制套箱和計數譯碼器等部分的電路也進行了不同程度的改進;發(fā)射機的電控系統(tǒng)和自動調諧系統(tǒng)陸續(xù)改進為數字化的微機控制方式。

1. 故障現(xiàn)象

機器自動換頻時，調諧套箱顯示第2路高末級調諧腔體內的調諧元件未走到調諧點預置位置，導致調諧套箱后面無法自動完成調諧元件的粗調和細調，機器無法實現(xiàn)正常換頻。打開腔體機柜門，發(fā)現(xiàn)腔體內的短路面板無法走到預置腔體調諧點。

2. 自動調諧原理

北廣TBH-522型發(fā)射機工作在3.9-26.1MHz的高頻頻率范圍之內，在更換頻率時，高前放大器和高末功率放大器都要進行調諧，高末輸出要進行匹配，另外還有一些饋線特性補償的元件也需要進行調整，使上述換頻過程迅速完成，并能夠實現(xiàn)自動化，因此引進了自動調諧的概念。

自動調諧就是指被調元件（比如：調諧腔體、可變電容器、可變電感線圈等），根據指定的射頻頻率，自動地調整到所需要的調諧、調配的位置上，從而使高前級和高末級完成調諧調配，最后達到輸出滿功率的整個過程。自動調諧的調整過程又分成“粗調”和“細調”兩個階段。所謂“粗調”就是：根據高頻信號的頻率，將調諧元件調整到預先規(guī)定好的位置上。所謂“細調”就是：在粗調完成之后，立即接通高頻信號和PSM信號，同時使高前級的偏壓切換到正常狀態(tài)，高頻衰減器恢復正常工作狀態(tài)，高末電子管的陽極電壓和簾柵電壓解除封鎖，高末級電子管和高前級電子管均處于正常工作狀態(tài)，發(fā)射機中的鑒相器和調配用的鑒阻器開始工作，并使發(fā)射機準確地調整到調諧點和調配點上。

調諧系統(tǒng)之所以可“自動”完成，就是因為它本身是一個閉環(huán)的控制系統(tǒng)，自動調諧系統(tǒng)是工作在閉環(huán)狀態(tài)下的。自動調請閉環(huán)系統(tǒng)大致可用圖（1）的方框圖來表示。

在粗調時，誤差信號指的是：由隨動電位器（與被調元件一起聯(lián)動的多圈電位器）上取樣電壓與主動電位器（在預置盤上事先調整好數值的電位器）上取樣電壓或EPROM存儲器送出的位置電壓信號相比較，經比較放大后得出的誤差信號。

在細調時，誤差信號指的是：由鑒相器、簽阻器給出的誤差信號。在伺服放大器的輸入端，有一個用運算放大器搭接成的誤差放大器。對于粗調來說，它相當于一個比較放大器（同相端輸入的是隨動電位器的信號;反相端輸入的是主動電位器的信號或計數譯碼器中EPROM存儲器送出的D/A轉換信號），經比較放大器比較放大后，送出誤差放大信號Δu，對于細調來說，它又相當于一個同相放大器，同相端輸入的信號是由鑒相器或鑒阻器給出的誤差信號，反相端被接地，經同相放大后，送出誤差放大信號Δu。不管是比較放大器，還是同相放大器，只要誤差放大器輸出的電壓足夠大（超過±1V門限電壓），就會驅動電機轉動（執(zhí)行元件），被調元件也會跟著轉動，直到放大器輸出電壓小到規(guī)定范圍以下（小于±IV門限電壓）時，電機和被調元件將停止轉動，這時我們就認為調整宣告完成。由此可知，自動調諧系統(tǒng)是工作在閉環(huán)狀態(tài)下的。

我們把某一個被調諧元件習慣上稱作某一路。全機共有8個被調諧元件，因此自動調諧的路數共有8路，即有8路伺服放大系統(tǒng)。

8路使用的高前級的取樣電容是容量為50pF的真空可調電容器，主要用于鑒相器取樣，取樣電容與高前級電感線圈同調的目的是：為了使鑒相器在整個頻段內獲得比較均勻的高頻電流取樣。 在上面8路中，只有1路、3路、5路有細調，其余5路只有粗調，沒有細調。

發(fā)射機的自動調諧系統(tǒng)8路調諧元件的位置和自動調諧的工作原理如圖（2）所示。從圖中可以看出：高前級有兩路：一路是前級調諧電容C1（1路）;另一路是高前級電感線圈L1和取樣電容C3（8路），取樣電容C3與高前級電感線圈LI是一起調整的，即：同調，繼電器3A7K1是用于高前級陽極饋電阻流圈切換的，繼電器的控制信號來自預置盤中的高前級陽極饋電阻流圈切換控制電路切換頻率是8MHz，其目的是為防止在高前級產生阻流圈的寄生震蕩。8MHz以上頻率時，繼電器接點接通，將饋電阻流圈短路，變成兩節(jié)濾波;8MHz以下時，接點斷開，將饋電阻流圈接入，變成三節(jié)濾波。

高末級共有六路：即：2路、3路、4路、5路、6路。中間標有“M”的方框，是傳動器部分，與傳動器聯(lián)動的電位器是隨動電位器，它與被調諧元件是一起聯(lián)動的。隨動電位器上電壓的變化與被調元件的位置變化是一一對應的，用隨動電位器上電壓的大小就可直接反映出調諧元件位置的變化。在圖2中，畫有運算放大器的方框是伺服放大器（共8個），在8個伺服放大器中，只有1路、3路、5路標有粗調和細調，在調整過程中，需要進行粗細調切換。在細調過程中，它們的細調誤差信號分別來自鑒相器φ1、φ2和鑒阻器，其他5路沒有細調。在粗調期間，誤差放大器的同相端的信號取自隨動電位器的中心端，反相端的信號取自兩方面：手動和預置時，取自置盤中預置頻率-B5的主動電位器（給定電位器）;自動和半動時，取自計數譯碼器中的數模（D/A）轉換器圖2的下方是計數譯碼器中數模（D/A）轉換器送出的粗調位置電壓信號和預置盤送出的粗調位置電壓信號的切換控制電路（即：手動方式和自動方式的切換控制電路），該控制電通過控制繼電器K26-K30來完成。繼電器和切換控制電路均安裝在預置盤的電路板上，自動工作方式的切換開關安裝在“自動調諧控制套箱”的面板上。

4. 處理過程

發(fā)射機2路出現(xiàn)故障，我們首先再次進行手動輸入換頻，發(fā)現(xiàn)故障依舊，先檢查2路伺服放大器驅動單元，發(fā)現(xiàn)輸出至腔體控制機構電壓正常，而空氣壓縮機也能正常控制短路面板吸放氣，分離腔體控制機構，短路面板也可以通過滾輪手動更換到換頻位置，排除了短路面板軌道卡死和軸承故障問題，故障點初步認為用于控制滾輪的執(zhí)行元器件，主要集中在步進電機和諧波傳動減速器，當自動調諧套箱執(zhí)行換頻動作時，發(fā)現(xiàn)碼盤齒輪帶動減速器非常吃力，拆下減速器，發(fā)現(xiàn)減速器轉軸內部銷釘已經折斷，轉軸已經磨損，因此無法正常帶動滾輪滾動，導致無法實現(xiàn)自動換頻。我們重新更換新的減速器機構，再通過自動調諧套箱面板完成9810Khz和13610Khz兩個頻率的微調，試機后調諧腔體能正常執(zhí)行換頻操作，各項指標均正常。本次維護的重點和難點在調諧套箱復位后要和調諧腔體復位保持相對應位置，這就要求我們只能通過更改減速器碼盤方向位置實現(xiàn)二者相對應，我們通過調諧套箱完成復位后，用膠布固定碼盤齒輪的位置，手動推動短路面板至原來腔體內部復位點，然后再進行減速機構和腔體控制線的連接，相對應從而實現(xiàn)調諧腔體復位和調諧套箱復位點一致。

在本次故障中，2路調諧腔體由于減速機構的損壞，當調諧套箱開始完成自動換頻時，滿盤齒輪轉動后轉速器轉軸不動，轉軸不能帶動滾輪二無法拖動短路面板的走到當前頻率點的位置，導致2路無法完成粗調出現(xiàn)故障，最終導致發(fā)射機無法實現(xiàn)自動換頻。為避免類似故障的再次發(fā)生，在平時的維護工作中不僅要對發(fā)射機的工作原理掌握透徹，還應加強對發(fā)射機各元器件接點的檢查，對聯(lián)動機構的機械轉動部位檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)故障隱患予以排除。