数字调制中波发射机输出监测电路工作原理

曾英良

（广东省汕头中波转播台，广东 汕头 515000）

1 发射机输出监测板的作用

发射机的输出监测板对输出调谐电路和天馈线系统工作状态进行实时监测，是一块集射频电压比较、驻波超限检测、故障处理、入反射功率定向耦合测量及功放关断控制的综合性功能板，在成套图纸中，板子代号为A27。从射频取样板A26 来的取样信号送到输出监测板A27，在A27 内进行一系列处理，最后根据驻波影响程度，发射机控制电路做出相应的处理，并给发射机信息显示屏提供状态显示信号。输出监测板中，监测比较电路的工作原理如图1 所示。

图1 DAM 中波发射机驻波故障监测电路原理图

2 天线电压驻波比监测电路

天线电压驻波比监测电路由高频变压器T2，电容C9—C12、C50—C54、C13—C15、C51，电感L4、L5、L10 及拨码开关S4、S8、S11 等元件组成。驻波比监测电路也称“负载相位检波器”。正常情况下，发射机输出阻抗为50+j0 Ω。馈线与天线调配网络调整得当时，由上述元件组成的谐振网络完全谐振在发射机的工作频率上，射频取样的电压与电流大小相同，变压器T2 的2 脚与7 脚的电压相同，T2 的次级没有电压输出。如果天馈线系统出现阻抗变化，电压和电流的大小就会变化，T2 次级产生电压。此变化的高频电压送到由VD7、VD8 组成的检波电路，如果天馈线失调严重，这个变化的高频电压就会增大。经整流后的直流电压送到比较器N1 的2 脚。N1 的3 脚是设定好的参考电压，如果N1 的2 脚电压超过了3 脚，比较器N1 的7 脚就会发生翻转，由原来的高电平翻转为低电平。此低电平送到之后的故障处理电路，一方面采取相应的保护动作，另一方面为显示屏提供故障显示信号。N1的7 脚上的R15 为参考电压调整电位器，出厂时已经调整好，不能随意调整[1]。

3 带通滤波器电压驻波监测电路

图1 中，带通滤波器电压驻波比由高频变压器T3，电容C27、C28、C29、C50、C53、C54，电感L1、L7、L12、L13、L14、L15 及拨码开关S6、S9、S10等电路组成。检波电路由VD12、VD13 组成，比较电路由N2、R9 组成。当带通滤波器发生故障，T3 初级电压平衡被破坏，次级输出电压，经整流后为比较器N2 提供比较信号。当带通滤波器驻波越限，比较器N2 次级翻转，产生带通滤波器驻波故障信号，一路送到故障处理电路，另一路送到故障显示电路。

4 电压驻波故障处理电路

由于外界因素（凤、雨、雷电、雾霾、冰雹）引起的驻波故障都是暂时的，对此，发射机仅做降功率处理，外界影响因素消失后发射机就会恢复正常。带通滤波电路元件损坏或者天馈线系统存在硬性故障时，如果不采取保护措施，就有可能损坏功放模块或其他器件。因此，一旦驻波越限，发射机必须立即关机，如果是瞬间的驻波故障，发射机还会启动振荡器同步电路，保证振荡器与驻波故障频率同步，减轻功放板的损坏程度。以下以天线驻波比故障处理为例，介绍电压驻波故障处理过程[2]。

出现天线电压驻波比故障时，输出监测板上的比较器N1 输出脚由高电平翻转为低电平。一般情况下，偶发的驻波故障持续时间是很短暂的，仅有几微秒。由于时间太短，发射机的保护电路还来不及启动，驻波故障就消失了。为此，比较器N1 的2脚接有电容C17 和电阻R10，其作用是延长驻波故障时间。检波器送来的信号电压在电容C17 上产生势垒，通过电阻R10 慢慢放电，这个过程时长大概为20 μs，这个时间能保证保护电路动作。N1 输出的低电平故障信号送到与门电路N2 的输入端，经N2 处理后输出一个低电平信号。此信号一路通过X3-2 到调制编码板（A36）去关闭所有功放，另一路送到单稳态多谐振荡器N3A。N3A 输出一个脉宽为14 ms的低电平脉冲，经X2-17送到控制电路。控制电路再对天线驻波故障进行处理。

带通滤波器电压驻波比故障处理电路方式与天线驻波故障处理方式基本相同，唯一的区别是，带通滤波器驻波故障出现时，N3B 输出的是宽度为19 ms的低电平脉冲信号。具体工作原理这里不再赘述[3]。

图1 中，按钮开关S1、S5 分别为天线驻波故障和带通滤波器驻波故障测试开关。当按下S1 或S5，各自的比较器输入端加上+5 V 电压，模拟电压驻波比故障信号。此时，对应的驻波比保护电路应动作，发射机会瞬间关闭功放，降低发射功率，而后恢复正常。如果没有保护动作，说明保护电路有故障，应立即查找原因并排除故障，避免因失去驻波保护而损坏大批量功放器件。

为了方便操作，发射机操作面板上也有电压驻波比自测按钮。按下自测按钮后，控制电路通过X2-11 给输出监测板上V8 和V9 提供一个低电平脉冲信号，V8 和V9 导通，+5 V 电压送到比较器N1、N2 的反向端，相当于按下开关S1 和S5，完成对驻波比故障处理电路的检测。

5 定向耦合器及射频入射/反射功率测量

DAM 中波发射机显示屏上需要发射机的输出功率（入射功率）和反射功率显示，以便值机人员随时观察发射机工作状态。输出监测板上设计有入射功率和反射功率定向耦合测量电路。定向耦合器电路原理如图2 所示[4]。

图2 DAM 中波发射机定向耦合器电路原理图

5.1 反射功率耦合器

反射功率是DAM 中波发射机的一个重要指标。理想状态下，反射功率为零，或者越小越好。但由于天馈线系统容易受外界环境影响，反射功率随时都可能出现。通过反射功率的变化，可以判断天馈线系统工作是否正常。若反射功率太大，即可判定天馈线系统出了故障。鉴于此，DAM 中波发射机输出监测板上设计了反射功率耦合测量电路。

反射功率耦合器与电压驻波比处理电路类似，来自输出取样板（A26）的电压取样和电流取样信号送到二极管VD2 的两端。由于电压与电流同相，二极管两端电压保持平衡，定向耦合电路没有电流流过。如果天馈线系统阻抗发生变化，取样电压和取样电流大小发生变化，二极管有电流流过，耦合器的输出端就有反射功率信号。此信号经射频阻流圈L2、隔离电阻R4、插件X2-3 送到控制板，在控制板内进行一系列量化处理，作为显示屏的反射功率指示电压[5]。

5.2 入射功率耦合器

入射功率耦合器由二极管V1、电容C1-C3、电感L1 及电阻R1 等元件组成。入射功率耦合器与反射功率耦合器工作原理基本相同，不同之处是二极管VD1 两端的电压和电流取样相位差不同，两者之差为180°，因此始终有电流流过二极管。此电流的大小代表的是入射功率的大小。入射功率耦合器输出端的直流电压经X2-1 送到控制板，在控制板内进行一系列量化处理，作为入射功率指示电压[6]。

6 电 源

输出监测板仅使用+5 V 和-5 V 两组电源。来自低压电源的±8 V 电压从X6-6、X6-7 和X6-1、X6-2 输入。经稳压管N5、N6 稳压成±5 V 电源。±8 V 电源的输入端分别接有0.5 A 熔断丝F1 和F2。当稳压电源发生故障，X2-21 和X2-19 由原来的高电平变成低电平，并分别送往控制板去驱动故障处理电路和LCD 触摸屏[3]。

7 结 语

通过对10 kW DAM 中波发射机输出监测电路工作原理的分析，广播发射台的机务人员可以很好地掌握输出监测板的工作原理。分析、处理这方面的故障时，须按照故障检测电路流程，借助万用表、示波器等维修工具逐级排查故障原因。只有这样，才能避免盲目维修，提高工作效率，确保安全播出。