中波全固态发射机模拟输入板电路分析与日常维护

摘要：模拟输入板是发射机音频通路的重要组成部分，文中着重介绍了DX200的模拟输入板的工作原理及相关电路的详细分析，对迅速的判断模拟输入板出现的故障能够。
关键词：模拟输入板；功率控制；电源校准；日常维护

    目前，陕西人民广播电台中波广播的发射主要采用DX200数字调幅中波全固态发射机。该发射机分为直流电源系统、音频处理系统和转换系统、射频放大和合成系统等。音频处理和转换系统又包括模拟输入板、A／D转换板和调制编码板，本文详细分析了DX200数字调幅中波发射机模拟输入板的音频处理电路、功率控制电路、电源校正电路以及+250V／DC射频功放电源的电流监测电路的工作原理。对日常维护做了说明，对一些故障进行分析和处理。

1 模拟输入板工作原理
    模拟输入板主要包括音频输入放大器、输出功率控制、电流故障监测处三部分，另外还有音频优化电路及+250V／DC电流过荷和监测电路。其工作框图如图1所示。输入的模拟音频信号经过一个贝塞尔滤波器，将平衡信号转换成不平衡信号，再送入音频、直流汇总放大器。音频信号在这里被加上一个负的直流偏置，以设置最大无调制时载波功率电平。校正信号处理器对+250V／DC电源取样信号处理后，加到校正／过荷汇总放大器以改善其低频失真，输出加到电源校正电路，以补偿供电电压的瞬时变化，使发射机的输出功率始终保持恒定。它的输出送至功率控制电路和抖动汇总放大器。由抖动信号发生器产生的带有抖动同步的72 kHz三角波信号加到了抖动汇总放大器中的(音频+直流)信号上，以改进功放的信噪比它的输出加到A／D转换板，同时也加到调制B-预失真网络，使每个音频信号都能驱动各自的调制编码器。音频和直流信号经过抖动信号加法器加上少量的抖动信号，最后形成复合信号由模拟板输出。在音频和直流加法放大器之后是电源功率校正电路。当外部电压波动，+250 V直流电压发生变化时，通过这个框图可以自动调整音频加直流的信号电平，从而使射频功放的射频输出电压保持稳定，这就使发射机的输出功率保持稳定，功率控制框图的作用是实行反馈保护。

2 模拟输入板电路分析
    模拟输入板主要包括音频处理电路、功率控制电路、电源校正电路和射频功放电源(+250V／DC)电流监测电路。
2．1 贝塞尔滤波器和音频加直流放大器
    音频处电电路如图2所示。音频信号通过电缆加到模拟输入板的J1-19(+)和J1-17(-)，经跳线JP1和JP2选择正确的输入阻抗后，进入由无源器件L5～L8和C20～C23及R49，R50组成的贝塞尔滤波器，其输出信号经C26／C27和C24／C25交流耦合到输入放大器，齐纳二极管CR9，CR10和分流电阻R52，R51为输入耦合提供过电压保护。U1和U2组成平衡至不平衡的放大器，其中U1是高输入阻抗的同相放大器，U2是差分放大器，它有两个平衡的输入端U2-2和U2-3，不平衡输出端U2-1的输出信号经电阻分压后加到缓冲放大器U3-3的输入端，U3-7是加法器，它的(+)端加一个可调的负电压，输出一个带负直流分量的(音频+直流)信号。如图2中TP12是监测输入到缓冲放大器的音频信号的端口，TP15是监测输出的(音频+直流)信号的端口。

2．2 电源校正电路
    电源校正电路的功能是通过补偿电源电压的变化，以保持恒定的载波电平的。其电路如图3所示。当校正选择拨动开关JP5在正常位置时，由TP28端监测的校正输入取样信号就加到直流放大器U27-2和交流放大器U27-9上，两放大器的输出被组合在一起加到U27-13，由U27-14输出校正电压，并加到乘法器U16的X1输入端作为校正电压取样信号，U3-7输出的(音频+直流)信号作为U16的Z输入信号。当外界的电源电压低落时，电源取样信号就会减小些，TP11端监测信号就会增加，以补偿电压的低落。二极管CR12、CR13和C39、R61、R62一起组成了电源启动电路；电位器R29可消除任何电源纹波或由较低的频率调制所引起的电源变化，使U16输出的失真最小。
2．3 功率控制
    功率控制分为粗调功率控制和微调功率控制，具体电路如图4所示：

    (1)功率粗调控制
    差分放大器的输入AF+DC正常连到JP4为2-3，把信号分配到U17的三个开关。当PB开通为高功率时，控制器在J2-27设置为高。AF+DC信号连接到R65，经R65和R76分压输出，实现输出功率的控制。顺时针旋转电位器功率上升，反时针旋转则降功率。
    (2)功率微调控制
    功率微调控制允许功率输出变化正负百分之十，用升、降控制钮控制。功率电平选择可以激活PAL U21，U20，U19。来自U4-1的信号送到缓冲输出U7-3然后送到数字电位器U18-15，U18是一数字控制电位器，其输入端的数字值形成AF+DC在输出端有相应的衰减。当JP6在正常位置时，该信号就接到差分放大器U4-6。数字电位器阻值改变时，差分放大器的电压值输出也变化，当S1在校准位置时，载波输出为200 kW，这个电压U4-7是1．47 V，U4-6为-0．64 V。若S1为正常位置，U4-7电压为1．54 V，U7-7是-1．28 V。降功率至180 kW时，U4-7电压1．40V，U7-7为0 V。
2．4 射频功放电源(+250V／DC)的电流监测电路
    射频功放电源(+250V／DC)的电流监测电路包括峰值电流过荷检测电路和平均电流过荷检测电路，如图5所示。来自控制板的射频放大器电源的电流取样信号经U11-1的差分放大后接到峰值电流比较器U13-1和平均电流比较器U13-14上。U13-1的电压基准由门限电位器R113来设置，它的输出通过R162接到+5V电源上，若峰值电流超过了预置的门限，它的输出就变成低电平，并通过J2-5向控制器发出一个射频放大器电流故障(低电平信号)。 U13-14的(+)端接的是由射随器U11-14输出的无音频成分的平均电流分量，它的(-)端接的是由平均电流门限电位器R118提供的基准电压。如果平均电流超过了预置的门限值，U13-14就变成高电平，C9就开始经CR23充电，此时U13-10的(-)比(+)要高，U13-13输出一个低电平，电流限位指示灯DS5亮为红色；当C9充电达到平均电流的限值时，在U27-7就产生一个降功率信号，以降低功率保证电流处于安全水平；如果C9的充电电压继续增大，U13-2就输出低电平，经J2-5向控制器发出射频放大器电流故障(低电平信号)，以关断功放。图中，TP25是射频功放电源的电流监测点，TP30是射频放大器电流故障的监测点，R35是调零电阻，它和R33、R34组成偏置电路，用来把从控制器来的射频电源电流监测信号调到零，以减小干扰。

3 日常维护与故障分析
3．1 日常维护
    在维护DX-200发射机初期，模拟输入板损坏比较频繁，修复需要花大量的精力和费用。通过分析，发现模拟输入板中三角波电平幅度和频率不合适，以及安装、维修时未严格按规程操作是造成大多数模块损坏的主因，因此采取了一系列措施，降低了模块的损坏率，取得了较好的效果。
    (1)定期对模拟输入板的激励波形进行测量，在TP1测试点接上频率计数器和示波器，对于R41进行调整，使频率为72 kHz，对于R43进行凋整，使幅度为10 mV为最佳。
    (2)在载波状态时，大台阶同步信号是0，由1／64台阶控制。对于大台阶同步信号进行调整，应该要求其信噪比达到最优值。
    (3)模拟数字转换电路的音频复合信号的电平不能太低，在TP7上测量其幅度为6Vp-p。
    (4)安装模拟输入板时，必须保证模块的散热片与水流铜排紧密接触，确保模块散热良好。一般情况下，尽量减少模拟输入板拔下的次数。
    (5)建立损坏和维修记录。对损坏的原因、部位、时间及维修情况做好记录，为分析故障原因及处理同类故障提供参考。
3．2 故障分析
    模拟输入板要实现的功能较多，电路相对繁杂，因而它的故障也相对较多。现介绍一例故障处理过程，希望能给同行提供借鉴。
    故障现象为日常维护后试机发现功率输出正常但面板上的射频放大器电源电流故障指示灯亮，按复位按钮也不能将灯熄灭。
    故障分析，典型的射频放大器电源电流故障，应区分是真正的电源回路故障还是监测或取样电路故障。前者应逐级检查电源供应是否正常；后者可能是过流检测电路本身有问题，也可能是加到音频中的直流电平有问题，还可能是电源校正电路未补偿外电波动引起过流报警。
    故障处理，参考图4和图1进行以下操作。先关断功放单元，将S1拔到射频封锁位置，再接通功放单元，发现故障依然存在，说明电源电路没问题。继续检查TP30的压降也正常，说明过流检测电路没问题。再检查最大功率调整电路中加到音频上的直流电平。先关断功放单元，在没有音频输入的情况下，测得TP15上的压降为-1．45V／DC，比标称的-1．3V／DC低，说明U3工作不正常。进一步认真检查U3的外围元件，未发现明显的异常，左右调整R56，将TP15上的压降调到-1．3V／DC，再开机发现故障排除。

4 结束语
    模拟输入板是DX200发射机音频通路的重要组成部分，特别是其中的功率电平控制电路和过流保护电路，对发射机的安全稳定运行起到非常重要的作用，因此在更换或调整该板时，务必要小心谨慎，防止功率电平调整不当造成输出功率过入板的工作原理及相关电路的详细分析，希望能够整理出一份比较实用的技术资料，使存发射工作一线的工程技术人员在日常维护工作中能较好地进行工作，在模拟输入板出现故障时能够迅速的判断问题解决问题，提高维护发射机的能力。