超短波通信電臺射頻功放功率保護控制電路的功用和工作原理

吉林省 延吉市人防指揮信息保障中心 許麗蕭

超短波通信電臺射頻功放功率保護控制電路的功用和工作原理

吉林省 延吉市人防指揮信息保障中心 許麗蕭

近年來，隨著軍用以及民用電臺的增加以及超短波通信電臺的普及，為了滿足遠(yuǎn)距離通信的需求，往往將射頻功率的輸出增加。這種情況下，需要相應(yīng)的功放保護自動控制電路（包括機內(nèi)高溫保護、高壓駐波比保護以及低電壓降功率保護），以保證發(fā)射機的射頻功放在安全的前提下達(dá)到最大功率的輸出。射頻功放放大器不僅是電臺的核心部件，同時也是電臺的薄弱環(huán)節(jié)。本文，筆者通過論述超短波通信電臺射頻功放功率保護控制電路的功用和工作原理，以期對研究電臺射頻功率放大器的損壞以及維護產(chǎn)生一定指導(dǎo)意義。

一、電壓駐波比功率保護電路

1.功用。在發(fā)射機的正常工作中，如果發(fā)射機天線出現(xiàn)故障，會直接導(dǎo)致射頻功率不能有效傳播，從而導(dǎo)致極大的發(fā)射功率嚴(yán)重影響功放級的安全。為此可以通過在發(fā)射機的控制電路中設(shè)置高壓駐波比保護電路，使用過程中電壓駐波比大于一定的設(shè)定值，可以對功放級進行有效保護，避免事故的發(fā)生。

2.電路原理。其工作原理為：首先，發(fā)射機功放輸出端的定向耦合器對反向功率電壓進行檢測，然后將檢測到的反響功率電壓送達(dá)功放穩(wěn)壓電源的有關(guān)電路的處理后傳遞到控制電路XP1/12A；再經(jīng)過反向功率檢測電壓補償電路加到N20B放大器，最后經(jīng)過N20B加到N20A的同相輸入端。當(dāng)輸入端的電壓達(dá)到300 mV或者功放輸出與天線阻抗失配，使電壓駐波比大于2.5∶1的條件下，會致使VD5穩(wěn)壓管以及V3的導(dǎo)通，緊接著是VD6的導(dǎo)通，這就會使得N23B輸出及輸入端電平降低，最終會使得射頻功放輸出功率降低到某一安全臨界值，從而實現(xiàn)射頻功放保護；當(dāng)電壓駐波比小于2.5∶1時，由于反向功率檢測電壓小，N23A的輸出電壓不能使VD5導(dǎo)通，使得VD6也反向截止，從而最終使發(fā)射機射頻功放正常輸出功率。

二、機內(nèi)高溫功率保護

雙頻段電臺在射頻功放級以及功放穩(wěn)壓模塊都設(shè)置了相應(yīng)的溫度傳感器，一旦機內(nèi)溫度超過65℃，風(fēng)機就會在監(jiān)控模塊微機的控制下加速運轉(zhuǎn)；而溫度一旦超過了80℃，相應(yīng)的高溫降功率電路就會開始工作，達(dá)到降低射頻輸出功率的目的。

高溫降功率控制正是按照這一原理實現(xiàn)的：首先將發(fā)射機（Tx）前面板功率調(diào)整電位器RP11所設(shè)置的功率直流控制電壓經(jīng)過R168以及D10的一路或者幾路開關(guān)與相應(yīng)的電阻相連，實現(xiàn)分壓處理，達(dá)到降低送入模擬乘法器Vx端電壓以及控制射頻輸出功率降低的目的。

D10（MC14066）作為四路模擬電子開關(guān)，其A、B、C三個控制端是由經(jīng)由監(jiān)控模塊微機，同時在發(fā)射機數(shù)據(jù)接口電路輸出的二進制數(shù)據(jù)的支配下進行控制的。當(dāng)使用中出現(xiàn)溫度不斷升高的情況，相應(yīng)的二進制數(shù)就會增大、D10接通的電阻增多，相應(yīng)的射頻輸出功率也會降低。

三、低電壓降功率

保證發(fā)射機的正常工作，在發(fā)射機控制電路內(nèi)部還配備了電源電壓監(jiān)測電路。電路的作用是：當(dāng)監(jiān)測電源電壓降低時，致使功率直流控制電壓降低，降低射頻輸出功率。

底座的穩(wěn)壓電源輸出+30V電源，然后經(jīng)過監(jiān)控模塊送到發(fā)射機音控模塊的XP2/4A。這一電壓經(jīng)過R110，R113，RP10，進行分壓后而產(chǎn)生壓降，此時R113上的壓降大致為1.51V，這一電壓然后經(jīng)過R114加到N19B電壓比較器的反向輸入端（V2）；發(fā)射機音孔板內(nèi)部的+10V電壓經(jīng)過1.8k的R112與18k的R111實現(xiàn)分壓，并將1.8k的R112上大約0.87V的電壓加到N19B的同向輸入端（V3）。

當(dāng)電源電壓處于正常水平時，通過調(diào)整RP10使得V2大于V3就會使得N19B輸出低電平。當(dāng)這一電平接到D10/13，導(dǎo)致D10/1.2腳斷開，此時發(fā)射機輸出正常的射頻功率；而當(dāng)電源電壓低于正常水平時，相應(yīng)的R113上的分壓也隨之降低，致使V2小于V3，這時N19B輸出高電平，從而使得D10/1.2腳接通，然后經(jīng)過R168、R175分壓后輸送給模擬乘法器Vx的輸入端，達(dá)到降低Vx以及發(fā)射機輸出射頻功率的目的。

為了將工作中因電源電壓的波動而帶來的影響，增設(shè)了電容C52，從而避免了當(dāng)電源電壓降低時，N19B的V2小于V3所帶來的影響。此外，為了為了確保N19B電壓比較器的迅速反轉(zhuǎn)而設(shè)置了VD1與R114，而VD1可以為C52的快速放電提供通道。

四、電臺射頻模塊常見故障

一般電臺通信模塊的主要故障有電源電流小且無輸出功率以及通信距離太近兩種。針對電源電流小且無輸出功率，要首先檢查激勵信號是否正常，經(jīng)過對驅(qū)動、自動功率控制以及功率放大器三部分電路的檢查，按照從前向后的順序檢查信號電路從而排除故障。而實際中出現(xiàn)的通信距離太近這一故障一般是由于發(fā)射機功率太小所致，其解決辦法為：首先使用功率計檢查發(fā)射機的輸出功率，如果發(fā)射機的輸出功率以及電源的電流均較小，說明直流供電沒問題，故障來自于自動功率控制模塊。此外，驅(qū)動電路長時間的發(fā)射導(dǎo)致的高溫也會使驅(qū)動放大能力下降，此時可以采用間斷發(fā)射，且每次發(fā)射的時間不宜過長。

五、結(jié)論

實踐證明，射頻功放電路不僅設(shè)計新穎，并且結(jié)構(gòu)簡單、實用。這種電路在高功率大電流的狀態(tài)下出現(xiàn)的機內(nèi)溫度較高、射頻阻抗失調(diào)以及電源電壓降低這3種情況下，可以自動地進行控制保護射頻功率發(fā)達(dá)電路，從而增加電臺工作的使用壽命及可靠性。我們相信隨著對射頻功放電路設(shè)計的不斷改進完善，超短波通信電臺將會更加的穩(wěn)定可靠。