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摘要：为保证中波发射机始终能在正常情况下工作，需要在发射机中设计输出监测电路，其功能主要是实现对天线通路、通路的驻波比大小以及滤波器的工作效果的监测，以及入射功率和反射功率是否符合要求，当功率过大时能否保护后级电路。通过监测这些物理量来实现中波发射机的稳定工作。
关键词： 天线调零 滤波器调零 电压驻波比
一、输出监测电路的组成及原理
输出监测电路的输入信号有取样板提供，输出取样板包括射频电压和射频电流的采样电路，采样电路把采到的射频电压、电流信号输入到监测电路进行一系列的监测动作。输出监测电路的结构分为VSWR相位检波器、功率监测、故障保护和VSWR判别。
1、VSWR相位检波器。VSWR相位检波器也叫“负载相位检波器”。它的电路组成为可变电容器和可变电感组成串并谐振，并且和后级的一个相位检测变压器的初级线圈并联输出。该谐振电路有以下部分构成：首先，通过8位选择开关选择2个电感6个电容器构成并联谐振电路，该谐振电路的谐振频率与载波频率相同。然后，通过6位选择开关改变并联的电容值，从而改变采样电路的采样电容值，采样电路输入端并联于变压器初级线圈的同名端。其次，利用4位选择开关改变可变电容值，使其与可变电感并联组成并联谐振电路，该电路的输入端并联于变压器初级线圈的异名端，谐振电路的谐振频率和载波频率相同，进行取样。输出采样电路采取天线的电压、电流信号，该采样信号耦合到变压器的初级线圈，然后进行RF信号的采样工作。在电压采样电路中，改变采样电路中的开关数量及位置来调整电容值，从而改变采样电路输出的采样电压值；同理，在电流采样电路中，通过选择开关来改变可变电容值，同时调节可变电感，来调整电流的相位和幅值。为了使相位检波器工作在载波频率点附近，应调整上述谐振电路的多组开关，使谐振电路的谐振频率能够和载波频率重合，同时利用谐振电路的特性消除了两个采样电路之间的干扰。根据馈线系统的等效阻抗对发射机的输出网络进行匹配调整， 当发射机正常工作时，调整采样输出端阻抗为50＋j0Ω，采样电流和采样电压同相，检测变压器的初级线圈无电流流过，故次级线圈也无感应电流，与之相连的全流检波电路输出为零。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当发射机没有正常工作，输出网络没有匹配上，或采样电压、电流不同相时，会有采样的RF电流流过检测变压器的初级线圈，次级线圈会产生感应电流，经整流后，会形成具有一定幅值的直流电平，该幅值反映了驻波的大小。因此可测量电平的幅值来判断驻波比的情况。
2、带通滤波器VSWR相位检波器。该检波器由两部分构成，一部分是由电容器、电感组成的电流、电压采样电路和调整相位电路，由电流变换器传输电流采样信号。另一部分是由相位检测变压器构成。带通滤波器的电路结构和天线VSWR相位检波器相同，当滤波器的输出阻抗发生变化导致和后级电路阻抗不匹配时，变压器的初级线圈会产生变化的采样电压、电流信号，次级线圈会感应出相应幅值和频率的电流信号，经过整流后可输出直流故障电平信号。
3、VSWR判别电路。当驻波比超出安全范围值时，天馈线系统会由于回路电流烧坏功率放大器甚至后级电路，所以需要一个电路装置来根据驻波的严重程度来采取相应的措施保护电路。下面是具体的故障处理方法。
当发生故障时，天线电压驻波检波器输出一个直流故障电平信号，该电平又被送入一个差分高速比较器的反向端，同相端输入一个稳定的参考电平，当故障电平的幅值高于参考电平时，比较器会输出宽度达20μ秒的TTL低电平信号，使其有足量的时间去启动后续的保护电路。考虑到故障信号的瞬时性，所以采用了高速的差分比较器，且在输入端前增加了由阻容器件搭建的延迟电路。产生的低电平信号一路进入与门，输出低电平，经过调制编码板后关闭功率放大器；另一路进入个单稳态多谐振荡器，输出宽度为14MS的低电平脉冲信号，作为后续处理。
4、反射功率耦合器。反射功率耦合器的工作原理和检波器相同。当进行匹配的时候，电压、电流取样信号会流经二极管的两端。当匹配成功，电压、电流同相的时候，二极管两端电压相同，变压器无感应电流，没有直流电平输出。当出现故障时，二极管两端失去平衡，采样电压、电流的幅值和相位都发生变化，因此耦合器输出一定幅值的直流电平，产生一定大小的反射功率，经过滤波后可作为发射功率的参考信号。
5、入射功率耦合器。该耦合器的原理和反射功率耦合器相似，由于输入信号与输出信号之间是反相的，因此，在检波二极管处，采样电压和采样电流之间相位相差180度，所以会有电流流过二极管，经整流后产生直流电平，作为入射功率的参考信号。
二、检测电路的保护设置
1、调整“天线零位”以及“滤波器零位”。“天线零位”和“滤波器零位”调整的方法和原理相同。首先调整电路使电路输出功率最大，在射频电流取样测试点处接入示波器表笔，调节8路选择开关来选择相应的电容和电感，进行并联调谐。用示波器的另一表笔接到另一个射频电压取样测试点，调整电流取样电路中的开关，改变并联的电容值。同时改变调压电路中的开关和调电流电路中的开关，使示波器中两路信号的波形一致，再微调可变电感值，使两波形的幅值、相位达到一致。若通过改变并联电容不能达到调整波形的目的，可以更换电容值后再重新调整开关。
2、设置驻波比门限和测试。给发射机施加一个低电压信号，调节天线电路的电位器，使天线零位的门限电压控制在2.25V,调节滤波器电路的电位器，使滤波器零位门限电压控制在0.75V。开机测试，天线零位测试点和滤波器零位测试点没有电平信号，显示屏上显示“天线零位”、“滤波器零位”的值为0，若值非零，且偏离较大，则应该重新调节零位电路。当测试发射机的校准功能时，先将发射机的功率调满，然后选择校准功能，则发射机的输出功率会慢慢变小至0，此时模拟的是天线零位电路、滤波器零位电路出现故障，故障指示灯应亮起。按下复位键，指示灯熄灭。若有异常，说明校准电路出现故障，应对电路进行排查。
3、反射功率及入射功率校准。打开发射机，取样射频电流，并输入到反射功率校准电路，调节发射机功率使功率放大器的输入电流达到额定电流。调节6位开关，选择合适的并联电容，使屏幕显示“反射功率”值为0。同理，取样射频电流，并输入到入射功率校准电路，调节开关位，使“入射功率”值为0。调节反射功率指示电路中的电位器，使显示屏上显示的“反射功率”值最大。此时，把采样电流接回到反射功率校准电路，显示屏上 “反射功率”值为0。
结束语：输出监测电路包含的检波电路、功率测量电路以及故障保护电路，能够为整个系统电路提供报警和保护的作用，使系统能输出达标的稳定的信号，提高了整个电路的可靠性。因此输出监测电路的调节非常重要，学习并且掌握监测电路是必不可少的。
论文作者:王滨
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/14
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