模擬微波多項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)

郎東風(fēng)　季成泉

隨著數(shù)字微波設(shè)備的投入運(yùn)行，山東廣播電視局微波總站，開通了濟(jì)南←→泰山←→蒙山←→沂山←→大澤山←→昆崳山數(shù)字微波主干線，作為提供備份信號(hào)源的模擬微波設(shè)備進(jìn)入十分微妙境地，設(shè)備既想保證良好的運(yùn)行狀態(tài)，又不想投入過多的資金，也只有在技術(shù)改造上，下點(diǎn)功夫了。

DZ603W整流器的技術(shù)改進(jìn)

在模擬微波中繼通信系統(tǒng)中，供電設(shè)備大多為ZD603Wc整流器，要保證通信業(yè)務(wù)，急需配套完善的供電設(shè)備，才能保證設(shè)備有較高的穩(wěn)定度和可靠性。如果引進(jìn)較為先進(jìn)的外國(guó)設(shè)備，如德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的智能電源等等，但需要較大的投資，怎樣能在少投資、多辦事的情況下，解決ZD603W整流器存在著一些問題：如穩(wěn)壓精度低、限流特性差、限流范圍小、過載關(guān)機(jī)、市電波動(dòng)引起關(guān)機(jī)以及不能自動(dòng)開機(jī)、無(wú)軟起動(dòng)等缺陷，根據(jù)有關(guān)資料，對(duì)模擬微波設(shè)備，進(jìn)行了大膽的技術(shù)改造。

下面對(duì)改進(jìn)部分的原理逐一說明，以供同行們參考。原理方框圖如圖1。

1、可調(diào)穩(wěn)壓取樣電路

本電路（見圖2）取代了原ZD603Wc控制電路中的電壓取樣電位器的作用，并對(duì)取樣電壓反饋信號(hào)進(jìn)行了一定比例的放大，提高了控制穩(wěn)定度，增加電解電容C19起到了軟啟動(dòng)作用。

具體原理分析如下：本電路B點(diǎn)接至反饋放大電路（原ZD60電路中的誤差放大器輸入端），B點(diǎn)接至整流器輸出端正極。由于VT12的發(fā)射極接有穩(wěn)壓二極管VD11，所以其發(fā)射極電位是穩(wěn)定的。當(dāng)VT12導(dǎo)通時(shí)其基極電位也是不變的。B→R14→WF→Wcq→R16→B支路選用電阻值較小，故支路電流I1較大，而VT12的基極電流IB較小，I1＞＞IB。當(dāng)B—B之間電壓發(fā)生變化時(shí)，引起I1較大變化，由于WF滑點(diǎn)到B點(diǎn)之間電壓恒定，所以I1變化的部分主要通過繼電器K10-1反接點(diǎn)進(jìn)入三極管基極（浮充狀態(tài)Ｊ10反接點(diǎn)接通，充電狀態(tài)K10正接點(diǎn)接通），使VT12的VcqE發(fā)生變化。如當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，I1↑→IB↑→VcqE↓→反饋信號(hào)迅速減小，進(jìn)而使輸出電壓穩(wěn)定。

VT12的放大作用，使B—B之間的穩(wěn)壓值得到了擴(kuò)展，且由于WF、Wcq使整流器輸出連續(xù)可調(diào)。

2、小電流補(bǔ)償電路

本電路由圖3中的VT06（3DG4cq）、電阻R01、R02、R04、R05組成。

工作原理：此電路的輸入信號(hào)VBB取自整流器輸出電路中的電流互感器，當(dāng)整流器輸出較小電流時(shí)，VT06工作在放大狀態(tài)，使電流反饋信號(hào)得以放大，起到補(bǔ)償作用。當(dāng)整流器輸出較大電流時(shí)，VT06進(jìn)入深飽和狀態(tài)，沒有補(bǔ)償作用。從而使整流器輸出電流在額定時(shí)的0～10％之間變化時(shí)的穩(wěn)壓精度提高。

3、電壓補(bǔ)償電路

該電路主要由R04來完成（見圖3）。工作原理：R04一端接原ＺD603電路控制標(biāo)準(zhǔn)量源的未經(jīng)穩(wěn)壓部分的正端（即原電路中cq135的正極），一端接在反饋信號(hào)放大器的輸入端。

當(dāng)交流電壓升高時(shí)，反饋信號(hào)放大電路的輸入增大，去控制輸出電路的輸出電壓降低；當(dāng)交流電壓降低時(shí)，輸出電壓增高。解決了因市電變化引起整流器自動(dòng)關(guān)機(jī)，影響機(jī)器正常運(yùn)行的問題。

4、穩(wěn)壓限流電路

電路由圖3中D09、R17、R18、繼電器K10-2觸點(diǎn)、WS（可變電位器）等組成。

本電路主要控制整流器在穩(wěn)壓狀態(tài)大下的最大輸出電流。因?yàn)樵谑须娡ｋ姇r(shí)，用蓄電瓶供電的情況下，若市電到來自動(dòng)開啟整流器時(shí)，負(fù)載電流會(huì)很大，如果不加以限流，會(huì)造成因過荷而自動(dòng)關(guān)機(jī)。

工作原理：在穩(wěn)壓工作狀態(tài)，整流器輸出電流達(dá)到已額定好限流值（如調(diào)WS限流120A）時(shí)，VDB（即D點(diǎn)到B點(diǎn)之間電位）高于圖三中cq點(diǎn)電位，因此，二極管VD09導(dǎo)通并發(fā)光。VDB通過反饋信號(hào)放大電路，控制整流器的可控硅的導(dǎo)通角，使輸出電流不再增加，起到限流作用。

VDB信號(hào)取自整流器的電流互感器輸出。當(dāng)整流器輸出小于額定的限流值時(shí)，VD09不導(dǎo)通，不起限流作用。

5、限流動(dòng)態(tài)特性改善電路

由于反饋信號(hào)放大電路的限流作用遲緩，有時(shí)引起負(fù)載過荷自動(dòng)關(guān)機(jī)，因此，增加了改善電路。電路圖見圖3，由VT31、R30、R32、電位器SD、電容cq33以及穩(wěn)壓二極管VD29等組成。

工作原理：三極管VT31通過限流電阻R30直接參與控制輸出電路，而起到快速控制整流器輸出。在靜態(tài)時(shí)調(diào)整電位器SD，使VT31在限流時(shí)起作用，在非限流時(shí)，VT31不導(dǎo)通，對(duì)控制電路無(wú)影響。

當(dāng)整流器輸出在限流范圍時(shí)，限流信號(hào)同時(shí)作用于三極管VT31及反饋信號(hào)放大電路，由于VT31直接控制輸出電路，故能迅速將輸出控制在限流值。隨后反饋信號(hào)放大電路亦起作用，共同作用的結(jié)果，使整流器輸出電流很快得到限制。進(jìn)而起到了改善動(dòng)態(tài)特性的目的。VD29起穩(wěn)定VT31工作點(diǎn)的作用。

通過上述對(duì)DZ603整流機(jī)器五部分的技術(shù)改造，使其性能得到一定程度的改善，適應(yīng)了當(dāng)前模擬微波通信設(shè)備的現(xiàn)狀和需要，同時(shí)也節(jié)省了大量投資，為微波中繼通信的暢通提供了強(qiáng)有力的保障。

發(fā)信系統(tǒng)的技術(shù)改造

2GC2WH01型微波發(fā)信機(jī)原為行波管末級(jí)功率放大器，后由西安微波設(shè)備廠改造為固態(tài)功率放大器為主，行波管做為備份。由于備用的行波管長(zhǎng)期處于閑置狀態(tài)，再加上笨拙的電源系統(tǒng)?，F(xiàn)均不能正常工作，我站為了響應(yīng)中央廣播電視總局的“高質(zhì)量，不間斷，既經(jīng)濟(jì)，又安全”的十二字方針，將撤下的WF2—05A型機(jī)上的固態(tài)功放及電源進(jìn)行再利用，將備用的行波管功放進(jìn)行拆除，全部改造為主、備固態(tài)功率放大器。能夠當(dāng)其中一功放或損壞時(shí)，快速開啟備用功放及電源。此次改造做了以下方面的工作：

1、發(fā)信單元改造

把行波管的拆除，換上WSF2—05A型機(jī)上的固態(tài)功放，發(fā)信輸出濾波器仍用原機(jī)的。改裝時(shí)，根據(jù)WSF2—05A型機(jī)用的功率放大器固定螺孔的尺寸，在發(fā)信單元盒的背面用電鉆打四個(gè)小孔，以備固定固態(tài)功放。

2、固態(tài)功放電源的改進(jìn)

原固態(tài)功放電源是西安宏偉公司生產(chǎn)的+12V電源，比較粗糙，我臺(tái)用的這種電源很容易損壞，且不容易配件，而05A型機(jī)的固態(tài)功放用+12V和—18V雙電源，我們用05A型機(jī)的電源開關(guān)濾波器、+12V和—18V電源塊組合，后帶插座，做一同時(shí)滿足主備固態(tài)功放用的電源。加上電源開關(guān)濾波器是為了兩塊電源的監(jiān)測(cè)及開關(guān)控制。

根據(jù)需要將三塊設(shè)備的所需各腳連接好，主、備用功放電源利用發(fā)信單元的原插子，并做好標(biāo)記以方便維修。主備用電源的開關(guān)分開，以主備功放及電源倒換方便。將發(fā)信單元內(nèi)的行波管取出，把備用功放固定在發(fā)信單元內(nèi)，做好主備功放輸出電纜并作標(biāo)記，以便其一故障時(shí)及時(shí)倒換。

改造后用的主備固態(tài)功放電源，也是一主一備，與固態(tài)功放配套，不論是功放損壞，還是電源有問題，均可及時(shí)開啟備用功放及電源，做到及時(shí)倒換。

其+12V電源原理圖如圖4所示。-18V電路原理圖如圖5所示，改造后的方框圖如圖6所示。

原理：平時(shí)工作于主用狀態(tài)時(shí)，微波信號(hào)經(jīng)邊帶輸出接至環(huán)形器1，再經(jīng)主用功放至環(huán)行器3，通過50Ω的射頻電纜接至輸出濾波器，此時(shí)主用功放電源打開，正常工作，而備用功放電源關(guān)閉，處于備用狀態(tài)，環(huán)行器2的輸入和環(huán)行器4的輸出也均處于斷開狀態(tài)。當(dāng)主用固態(tài)沖能或電源損壞造成無(wú)功率輸出時(shí)，告警鈴響起、指示燈熄滅，這時(shí)，把邊帶輸出接至環(huán)行器2的輸入端，斷開環(huán)行器3輸出而接通環(huán)行器4至輸出濾波器,開啟備用功放電源，因固態(tài)功放不需要預(yù)熱，就可快速啟動(dòng)備用功放工作。這樣就可在短時(shí)間內(nèi)完成主、備份倒換，使傳輸處于正常狀態(tài)。

3、改造后效果

我臺(tái)微波站經(jīng)改用至今已有三年有余，效果非常明顯。原來是行波管功放，因其性能不穩(wěn)定，逐漸被淘汰；由西安宏偉公司人員改造的固態(tài)功放的+12V電源卻經(jīng)常損壞，又加上固態(tài)功放的末級(jí)場(chǎng)效應(yīng)管性能變差，使輸出功率達(dá)不到額定功率，造成停傳或達(dá)不到甲級(jí)指標(biāo)，而備用的行波管長(zhǎng)時(shí)間不開，當(dāng)急用時(shí)又無(wú)法正常使用，往往造成停傳。 經(jīng)過我們的改造，固態(tài)功放+12V—18V電源及固態(tài)功放可靠穩(wěn)定地工作。同時(shí)也節(jié)約了大量的事業(yè)經(jīng)費(fèi)，使我們的設(shè)備處于嶄新的高質(zhì)量、不間斷的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。

模擬微波設(shè)備告警系統(tǒng)技術(shù)改造

調(diào)頻、電視、微波設(shè)備同一機(jī)房，聯(lián)合值班，機(jī)器多，噪音大，模擬微波設(shè)備的告警，在值班室不易覺察。收信機(jī)故障，在監(jiān)示器上可顯現(xiàn)出來，但發(fā)信機(jī)的設(shè)備故障只能靠警鈴提醒，但因距離遠(yuǎn)，靠警鈴很難及時(shí)告知值班及維護(hù)人員及時(shí)處理設(shè)備的異常狀態(tài)。自動(dòng)化系統(tǒng)又沒能兼顧到監(jiān)控微波設(shè)備的運(yùn)行狀況，雖然我們每小時(shí)巡機(jī)一次，但為確保信號(hào)的不間斷傳輸，對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在模擬微波機(jī)架原有告警電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，使模擬微波機(jī)架的告警在值班室既能聽得見，又能看得見。原設(shè)備告警電路如圖7：

機(jī)器工作正常時(shí)，Usr為低電平，三極管BG4導(dǎo)通，告警燈ZD點(diǎn)亮，Usc為高電平，VD1和VD2截止，BG5截止，繼電器J2（如圖）不動(dòng)作，其常開接點(diǎn)③、④斷開，警鈴不響；當(dāng)收或發(fā)信機(jī)有故障發(fā)生時(shí)，Usr為高電平，三極管BG4截止，告警燈ZD熄滅，Usc為低電平，D1或D2導(dǎo)通，BG5導(dǎo)通，繼電器J2動(dòng)作，其常開接點(diǎn)③、④吸合，警鈴發(fā)出報(bào)警鈴聲。根據(jù)這一原理，我們用退下的DGN—16D型信號(hào)監(jiān)測(cè)器及原設(shè)備上的告警繼電器組合成一告警裝置，在值班室以音樂聲告警及視頻彩條指示告警，準(zhǔn)確及時(shí)地提醒值班及維修人員在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)和處理設(shè)備的異常狀態(tài)，具體電路如圖8所示：

從DGN—16D型信號(hào)監(jiān)測(cè)器的電源中引出一個(gè)+5V電壓接至各個(gè)機(jī)架告警繼電器K2的常開接點(diǎn)⑥、⑦上。機(jī)器工作正常時(shí)，繼電器不動(dòng)作，其常開接點(diǎn)⑥、⑦斷開，DGN—16D型信號(hào)監(jiān)測(cè)器采取樣電路無(wú)信號(hào)輸入，其視頻無(wú)輸出，監(jiān)視器上無(wú)彩條指示，音樂報(bào)警塊無(wú)工作電壓及觸發(fā)電壓，不發(fā)出報(bào)警音樂；當(dāng)設(shè)備有異常發(fā)生時(shí)，告警繼電器K2動(dòng)作，其常開接點(diǎn)⑥、⑦閉合，DGN—16D型信號(hào)測(cè)器采樣電路輸入+5V電壓，音樂報(bào)警塊加上工作及觸發(fā)電壓，發(fā)出音樂告警信號(hào)，同時(shí)監(jiān)視器上有彩條告警指示。二極管1N4007具有隔離作用，防止故障報(bào)警電壓串到另一路報(bào)警數(shù)據(jù)采集端，引起故障誤判。同時(shí)具有為音樂塊提供電源電壓和觸發(fā)電壓的作用，以保證音樂報(bào)警塊正常工作。DGN—16D信號(hào)測(cè)器的采樣電路的1~7路采樣輸入既監(jiān)視器的1~7路彩條告警指示分別對(duì)應(yīng)的機(jī)架為臨沂方向六、四、二波道、收泰山發(fā)棗莊六波道、收泰山發(fā)棗莊四、二波道、收棗莊發(fā)泰山六波道，值班及維修人員聽到音樂報(bào)警后，從監(jiān)視器的彩條指示上（圖9），直接可看出是哪個(gè)機(jī)架告警，以便及時(shí)處理設(shè)備的異常狀態(tài)，以確保信號(hào)的安全、優(yōu)質(zhì)、不間斷傳輸。