500kW短波發(fā)射機YCP16系統(tǒng)單元簡介

梅 楠

（國家新聞出版廣電總局七二四臺，陜西 寶雞721000）

0 引言

TSW2500型500kW短波發(fā)射機是目前世界上最先進的短波發(fā)射機之一,PSM發(fā)射機的主要組成部分有：射頻級，脈階調制器（PSM），發(fā)射機控制部分，電機控制,電源和冷卻部分，相關的安全裝置用于保護工作人員的安全。這里主要介紹短波發(fā)射機系統(tǒng)單元YCP16功能結構，然后從具體功能分析PSM部分的工作方式和原理及其本身在發(fā)射機系統(tǒng)中的作用作了簡要描述。

1 系統(tǒng)單元YCP16工作原理及主要功能

系統(tǒng)單元YCP16用于PSM放大器的組織、保護和數據采集，音頻放大的許多重要功能位于系統(tǒng)單元的外部，見圖1。其主要功能有：系統(tǒng)安全控制，與發(fā)射機相關的關聯(lián)控制，電流電壓的測量，變壓器監(jiān)測，其他控制功能，A/D轉換器，調制模式單元，載波電壓控制，用戶界面，與發(fā)射機控制系統(tǒng)的通訊，電源電壓監(jiān)測，連鎖線監(jiān)測，風冷系統(tǒng)監(jiān)測，水流量與水質監(jiān)測，水溫監(jiān)測，陽極斷路器OFF（如果“PSM緊急關斷”信號有效，將使陽極斷路器關斷），陽極斷路器ON（如果“PSMCTRL-OK”信號有效，發(fā)射機控制系統(tǒng)才會使陽極斷路器合上）。

圖1 PSM控制系統(tǒng)組織方框圖

1.1 系統(tǒng)的安全功能

PSM系統(tǒng)內與安全功能相關的控制信號有：PSM-CTRL-OK，EMERGENCY-OFFn，VA-BLOCKn。PSM-CTRL-OK信號高電平有效，指示PSM系統(tǒng)運行正常，陽極斷路器可以合上。EMERGENCY-OFFn如果屏流大于20A，并且持續(xù)時間超過80毫秒將產生I--MAX—PS信號。如果出現(xiàn)I--MAX—PS信號，PSM控制系統(tǒng)會產生EMERGENCY-OFFn信號，關斷發(fā)射機。如果I-MAX-PS信號激發(fā)EMERGENCY-OFFn，那么必須關斷PSM控制電源才能復位。PSM控制系統(tǒng)在運行測試程序的過程中，也會產生EMERGENCY-OFFn信號，并一直持續(xù)到測試程序運行結束。如果出現(xiàn)EMERGENCY-OFFn信號，發(fā)射機控制系統(tǒng)將會關斷陽極斷路器。VA-BLOCKn信號是為了保證系統(tǒng)的安全，該信號會導致PSM控制系統(tǒng)關斷所有的功率模塊，從而關斷陽級電壓。并且在VA-BLOCK*信號有效時（低電平），所有的功率模塊將保持關斷狀態(tài)。PSM控制系統(tǒng)通過VA-Block信號，向發(fā)射機控制系統(tǒng)提供本系統(tǒng)的工作狀況。一旦出現(xiàn)故障，在故障持續(xù)時間內，VA-Block信號處于有效狀態(tài) (低電平)，其持續(xù)時間至少100ms。

1.2 電壓和電流的測量

屏極電壓和電流的測量和計算，是由PSM控制系統(tǒng)完成的。如果運行時的測量值超過了設定的門限值，功率模塊將被關斷。屏極電流是通過分流電阻來測量的。分流電阻上的電壓信號經過射頻濾波處理，送到高輸入阻抗的差分放大器，并通過對差分放大器的輸出進行計算得到I-MAX*（該信號將產生VA-BLOCK*信號）、I-MAX-PS*（該信號將產生EMERGENCY-OFF*信號）和I-PS三個信號，其中IPS用于變壓器監(jiān)測。發(fā)射機加400Hz、100%調幅，調整電位器R161，直到發(fā)射機出現(xiàn)屏流越限（I-MAX門限值）而保護（紅色發(fā)光二極管 I亮）,再將R161回調半圈即可。屏極電壓通過分壓電阻來測量的。分壓電阻上的電壓信號經過射頻濾波處理，送到高輸入阻抗的差分放大器，并通過對差分放大器的輸出進行計算得到U-MAX*（該信號將產生VA-BLOCK*信號）和U-PS兩路信號，其中U-PS用于變壓器監(jiān)測。在YCP16上可以對屏級電壓（VaV2）進行調整。對應于額定功率500KW，要通過調整“ADJ”的值使VaV2的電壓為13.7kV。在YCP16板上，按黃色的“select”鍵（使該鍵的指示燈點亮），再按 “+”鍵直到顯示出現(xiàn)ADJ。再按黃色的“select”鍵（使該鍵的指示燈滅掉），然后按“+”、“-”鍵（增加和減?。﹣碚{整屏級電壓的值。如要保存設置結果，按“select”鍵保存設置。

1.3 變壓器的監(jiān)測

PSM控制系統(tǒng)對變壓器的輸入功率（測量值P-TRAFO）和輸出功率（信號I-PSM和U-PSM計算得到）進行實時測量和計算。如果輸入功率與輸出功率相比過高，變壓器監(jiān)控會響應，從而關斷PSM放大器。（由 YCP16 的 X14（3，8）接到 A161（545，546）。在調整好 I-MAX 和U-MAX之后，調整YCP16板上的電位器R159，使測試點MP6的電壓為1V。將發(fā)射機的音頻濾波模式設為 “LP-WIDE”，然后發(fā)射機加7.5kHz、100%調幅，再調整電位器R163，直到發(fā)射機出現(xiàn)越限 （PTRAFO門限值）保護（紅色發(fā)光二極管 >P亮）,再將R163回調半圈即可。

1.4 運行模式控制

發(fā)射機的運行模式和載波功率大小 （載波功率在0到額定值之間）的選擇是由YCP04板來完成的。運行模式信息通過運行模式向量（OPM-VEC，見圖1）傳送到YCP04板的。帶有運行模式特征參數的數字音頻信息與RAMP數據相乘。數字音頻信號與RAMP變量的乘積稱為順序 RAMP 控制（“SEQUEN-TIAL RAMP CONTROL”），其結果用于控制發(fā)射機載波功率的大小。運行模式的選擇是通過軟件和硬件共同實現(xiàn)的。是通過OPM信號（運行模式控制）將運行模式矢量信息OPM-VEC-D（0…7）發(fā)送到運行模式單元（YCP04板）來實現(xiàn)的。可選擇的運行模式有以下幾種：PSMT（手動載波控制）、DSB、DCC、SSB（單邊帶）。

載波功率的改變規(guī)律 (載波功率從0到額定值)是由前面所述的AF-ENABLE(音頻允許信號，即調制允許)和“順序RAMP控制”決定的。來自A/D轉換器的數字音頻信號首先被送到運行模式單元進行處理，然后與RAMP的值(載波電壓幅值)相乘。乘數因子RAMP的值（放大系數）在0至1的范圍內。載波電壓控制負責對這一放大系數的監(jiān)測。從時間的角度來看，RAMP數據基本上可分為兩個范圍：即動態(tài)范圍和靜態(tài)范圍。在動態(tài)范圍內，在除PSM-MANUAL模式以外的其它幾種運行模式，RAMP數據從最小值（A=0）變到最大值（A=功率）。數據的改變是線性的，變化時間由發(fā)射機控制系統(tǒng)決定。在動態(tài)范圍內，如果RUN-UP-ENABLE信號變?yōu)榈碗娖?，那么從變?yōu)榈碗娖降囊豢唐?，RAMP數據將不會改變。當RAMP數值等于POWER值時就進入了靜態(tài)范圍。在發(fā)射機控制系統(tǒng)中,信號POWER用于設定載波電壓。

2 結束語

本文針對發(fā)射機系統(tǒng)單元YCP16功能結構及功能作了簡要描述，通過上面的具體功能實現(xiàn)方式的描述。能夠更加清晰的了解發(fā)射機PSM部分的工作方式和可靠性都有了更加清晰的認識，明確了YCP16系統(tǒng)單元在發(fā)射機工作系統(tǒng)中所承擔的重要作用。