摘 要:我台新进北广ZF-10C DAM数字调幅中波广播发射机输出监视板的调试工作在出厂时已完成,但是由于运输、安装、工作环境、工作时间的影响,会出现失调现象,使得发射机无法正常工作。本文就针对我台发射机出现的失调情况结合理论阐述调整工作。
关键词:输出监视板 失调 谐振
一、概述
ZF-10C 10KW DAM数字调幅中波广播发射机输出监视板由于各种因素导致失调故障,使发射机无法正常开机。所以必须熟悉其工作原理,仔细分析故障现象、采用正确的调试方法才能完全排除故障。由于中波天馈系统特别天调网络在长时间不间断的工作,网络中的电容、电感等发生变化,造成阻抗变化而失配,引起驻波比增大,而雷电及发射机输出网络故障也会使驻波比增大,如果发射机没有这方面的保护装置,超过规定的驻波比的电压进入发射机就会大量的损坏功率模块及输出网络。发射机输出监视板A27就是这样的检测保护装置。检测电路检测到驻波比故障信号时,LED板指示会出现红灯告警,并自动恢复;连续出现驻波比故障会出现3类故障,会降低发射机输出功率直至关闭发射机,从而保护发射机的安全。
二、失调现象分析
我台新购一台10KW数字调幅中波广播发射机,安装调试完成后工作不到一年,出现输出监视板失调现象。开机发现监视表上入射功率达2KW后,驻波比检测故障指示灯红灯后降功率关机,反射功率为0,开关表天线零位,滤波器零位指示远远超出正常值范围。把监视表开关拨到反射功率指示档,指示为0;观察输出网络柜无打火现象。
此现象容易造成误判,认为驻波比故障是由输出网路故障及天馈系统故障使阻抗变化引起的,而忽略输出监视板的失调,于是耗费大量的时间去检查输出网络;天调网络,测试参数,检查元器件,而最终的结果就是无功而返。
造成误判的原因是忽略了入射/反射功率监视表的入射功率正常反射功率为0。利用P1、P2跳线将入射功率定向耦合器和反射功率定向耦合器线路对换,此时入射功率为0,反射功率正常,说明定向耦合器和监视表工作正常。
入射/反射功率监视表的取样电压及电流来自射频输出取样板A26,通过定向耦合器及其电路送到监视表。A26板安装在网络柜铜棒50Ω输出点位置,铜棒穿过2个变压器拾取电流,入射功率正常,反射功率为0,说明输出取样板A26的取样电流及定向耦合器正常,因此输出网络中50Ω输出点阻抗并未发生改变,为50Ω。采用矢量测试仪进行测量阻抗也证实了这一点。从而进一步判断发射机输出网路及天馈系统正常。
输出监视板检测电路的LC并联谐振的频率为本机频率1359KHZ,如果发射机激励器频率发生偏移,则LC并联谐振失谐,驻波比检测到失谐会使开关表上的天线零位、滤器波零位指示读数上升;测量本机频率为正常值,并未发生偏移。因此VSWR的保护来自输出监视板A27自身线路元器件失效或检测电路失谐,必须进行重新调试。
三、输出监视板检测电路原理
输出监视板检测电路由天线驻波比检测电路和带通滤波器驻波比检测电路2部分组成,两个电路的结构及原理、调试方法均相同。原理图如(图1)所示。
射频取样的电压送至变压器T的首端,射频取样的电流送至变压器T的末端,C2是取样电压幅度调整器, C是通过开关可选接入的电容,改变接入电容的数量可调整电流取样幅度,L为相位调整。取样电压、电流幅度及相位可用示波器分别在TP1、TP2上测得。S2是拨位开关,选择拨位可接入电容电感的大小,与变压器初级线圈、可变电容C1组成并联谐振回路,通过适当调整以上可调原件,使并联谐振回路谐振于发射机工作频率上,并联谐振回路在谐振时呈高阻状态,这样射频取样电压和射频取样电流就不会相互产生影响。用示波器在TP1、TP2进行测量,分别调整射频电压电流幅度调整器C2、C和相位调整器L,使射频取样电压幅度和射频取样电流幅度一致,相位相同。变压器T初级没有射频电流,输出端TP直流电平为0,检波器处于平衡状态。当发射机输出网络、天馈系统故障,取样的射频电压、电流幅度及相位发生变化,检波器平衡被破坏,检波器产生直流电压。平衡的破坏程度决定直流电压的大小,此直流电压作为驻波比故障检测信号保护发射机。
四、天线驻比检测电路原理
驻波比检测电路的电流、电压取样来自输出取样板A26,输出取样板安装两个瓷环线圈,带通滤波器和T型电路穿过瓷环变压器,变压器此处的阻抗为50Ω,变压器输出的电流流过负载电阻得到的电压分别送到输出监视板检测电路和定向耦合器。当输出网络故障和天馈失配,雷电等引起的阻抗变化将会使得电压和电流的相位关系发生改变,驻波比检测电路将会输出一个电压,产生驻波比故障。
电压取样则在50Ω输出点处经一高压电容耦合取样,再由电容分压电路输出,给驻波比检测电路提供射频电压。
天线驻波比检测器原理(图2),输出取样板A26的取祥电流从X1-1经过正常/校正开关S2处进入检测器电路的变压器T2的初级初级绕组末端,并送到并联谐振L4、C9、C10、C11、C12,作为幅度和相位调整器,用开关S4选择电容容量,L4用于调整相位。
输出取样板A26的取样电压经X-11送到驻波比检测电路的变压器初级绕组T2首端,并通过S11选择接入电容器C15-1—C15-6接地,作为电压幅度调整器,接入电容多少可改变射频电压取样幅度。
调整幅度调整器和相位调整器使取祥电流和取祥电压的幅度和相位一致,变压器初次级无电流流过,整流器输出为0。在变压器初级两端通过开关S8接入可选电容C13、C51、C14、L10、L5,改变电容和电感的大小,可使初级并联谐振回路谐振于发射机工作上。输出信号经VD7、VD8整流送到NI反相输入端
粗调是用开关选择电容、电感接入而实现,另外还用可变电容进行细调,开关S2实现变压器初级电路调谐,当开关置于地电位,取样电流未接入只有射频取样电压送到变压器初级一端。
五、天线驻波零位调整:
1、天线零位调整不能加高功率进行调试,但发射机每次开机后会保持功率记忆,为了保证此次正常开机,首先要将开机功率降为0,方法是将控制板A38上的关功放开关S5关闭,封锁射频,然后合低功率按钮开机,按"降功率"钮15秒后,关闭发射机,再将功放开关S5置于开位置,合上低功率,此时功率已经为0.按升功率直到发射机输出功率为2.5KW.用双踪示波器的两个探头分别连接到TP1和TP2,两路信号都在示波器上显示出来。
3、拨动拨码开关S8选择接入电容调节C13使TP2的信号幅度最小,调节C15使TP1、TP2的幅度一样,但相位不一致。
用无感起子调节L4,可看到相位有变化,但始终不一致,于是用拨位开关S4选择了C9、C10、C12接入,再仔细调节L4,达到两信号相位一致。但幅度稍有改变,再仔细调节C15时两信号等幅。
这时两个信号的幅度和相位相同,观察天线零位表的读数为零。注意细调必须在带通滤波器零位调整正常后,才能加满功率进行调整。
带通滤波器驻波比检测器的工作原理及调试方法和驻波比检测电路相同,不同点就是取样电流是来自A14推动合成母板功率合成器,在合成器的输入端的高频变压器获得电流后进入从X3-6端进入本板,所以不再对其工作原理和调试进行叙述。
上述两项调整后,发射机慢慢的升至功率5KW, 观察面板上的天线和滤波器零位表指示均接近零,再逐渐升功率至10KW,两项指示均接近零,给发射机加一个10KHZ的音频信号,滤波器零位表指示为0.2正常;天线零位数值为1.5,偏大,用万用表监测TP8电压,轻微调整L4使电压最小,天线零位指示为0.8.正常。发射机恢复正常工作,故障排除。
六、结束语
输出监视板是保护发射机安全播出的重要电路,必须掌握其工作原理和调试方法耐心细致地调整,切不可在高功率状态下盲目调试,否则会损坏调制监视器,使故障范围扩大。在日常检修过程中,用毛刷细心轻轻刷掉电路板表面灰尘即可,切勿随意变动拨动拨位开关的位置。
参考文献
1、ZF-10C 10KW DAM随机工作原理图
2,ZF-10C 10KW DAM技术说明书
论文作者:黄波, 龙万海
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/27
标签:发射机论文; 驻波论文; 功率论文; 电压论文; 电流论文; 零位论文; 相位论文; 《当代电力文化》2019年第7期论文;