3 kW電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器的工作原理

石 斌

（作者單位：遼寧省普蘭店市廣播電視臺(tái)）

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3 kW電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器的工作原理

石 斌

（作者單位：遼寧省普蘭店市廣播電視臺(tái)）

摘 要：激勵(lì)器是電視發(fā)射機(jī)重要組成部分，各種技術(shù)指標(biāo)達(dá)標(biāo)與否，直接影響電視信號(hào)傳輸質(zhì)量。技術(shù)人員要對(duì)激勵(lì)器所有電路信號(hào)流程、工作原理都有清晰的認(rèn)識(shí)?；诖耍疚慕Y(jié)合實(shí)際工作對(duì)激勵(lì)器整機(jī)各單元電路的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)要敘述。

關(guān)鍵詞：差分放大器；中頻調(diào)制；DG；DP；頻率合成；入射功率；反射功率

3kW電視發(fā)射機(jī)激勵(lì)器是通過(guò)引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化后的產(chǎn)品，電路模塊化設(shè)計(jì)采用插件結(jié)構(gòu)，全部裝在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱內(nèi)，各部分電路間高頻信號(hào)在面板上由SMB型插頭插座同軸電纜連接，電源、控制及保護(hù)信號(hào)由母板上32腳插頭座連接，方便日常維護(hù)、保養(yǎng)，音頻電路、視頻電路、功放電路對(duì)信號(hào)預(yù)加重、校正、放大，不做變換處理。

1 中頻調(diào)制電路

由視頻電路送來(lái)的視頻信號(hào)進(jìn)入幅度調(diào)制器（N5），同37Zhz圖像載波完成混頻，該載波由晶體G1、三極管V1、變?nèi)荻O管V11及V2、V3等產(chǎn)生；電路具用APC（自動(dòng)相位控制）功能，它的APC工作過(guò)程是由一塊高穩(wěn)定度晶體產(chǎn)生1 MHz經(jīng)N3第3腳處理后由第6腳進(jìn)入分頻芯片N4得到采樣頻率為50 kHz，N4芯片HEF4040是12位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，50kHz采樣頻率送入N2芯片HEF4066第12腳，37 MHz載波頻率送入第1、4、11腳，由50 kHz控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)與關(guān)閉，每采樣一次，37 MHz信號(hào)被除了740次（37 MHz/0.05 MHz），如果37 MHz信號(hào)在通過(guò)采樣電路保持同一相位，那么在輸出端有一個(gè)穩(wěn)定的電壓，否則，采樣電路輸出端會(huì)有一個(gè)變化的電壓，其變化的大小與37 MHz和50 kHz采樣頻率之間的相位誤差相對(duì)應(yīng)，由N2 第2腳輸出，送入N1-A進(jìn)行誤差放大，將誤差電壓加到變?nèi)荻O管V11，來(lái)校正晶體振蕩器的相位；當(dāng)振蕩器失鎖，運(yùn)放N1-B第二第7腳高電平，前面板圖像失鎖燈點(diǎn)亮；調(diào)制器N5輸出己調(diào)載波信號(hào)，經(jīng)C25、微調(diào)電阻R53、V6基極放大送到表面聲波殘留邊帶濾波器Z1，也可通過(guò)面板開(kāi)關(guān)K1將Z1濾波器旁路掉；同時(shí)，有指示燈V7指示，N10用于放大Z1帶來(lái)的插入損耗，經(jīng)T1、N11、V9射極跟隨緩沖送入低通濾波器（C53～C55、C60、L5、L6）濾掉中頻寄生的高次諧波，C102用于調(diào)整視頻載波上的駐波比輸出電平。

音頻電路板來(lái)的伴音信號(hào)對(duì)頻率為30.5 MHz的伴音中頻載波進(jìn)行頻率調(diào)制，音頻信號(hào)直接送入V27變?nèi)荻O管正極，伴音中頻產(chǎn)生由壓控振蕩器L8、C62、V7、V27等組成，頻率穩(wěn)定度由一個(gè)帶有晶體振蕩器的鎖相環(huán)路控制（伴音鎖相環(huán)），它的伴音鎖相控制過(guò)程是：伴音載波經(jīng)射隨器送入伴音鎖相環(huán)電路小板，由低通濾波器進(jìn)入芯片N2第1腳，放大后由第3腳送入芯片N3，N3是雙模前置分頻器，進(jìn)行預(yù)定分頻，由4腳輸出送入鎖相環(huán)芯片N4與晶體G1參考頻率進(jìn)行鑒相比較，并由8、9腳輸出誤差電壓，RC低通濾波（R15、R16、R17、C18、C19），芯片N1-A放大，加到變?nèi)荻O管V27負(fù)極，完成伴音頻率鎖相環(huán)；當(dāng)振蕩器失鎖，運(yùn)放N6-B第二第7腳高電平，前面板伴音失鎖燈點(diǎn)亮；伴音中頻載波經(jīng)過(guò)調(diào)副校正器電路（C1-1、C1-4、L1-1）校正、可變電容C1-2用以減少同中寄生調(diào)幅；經(jīng)N7放大后，通過(guò)低通（C87-C92、L11-L13）濾除諧波及N9后輸出伴音中頻；微調(diào)電容C92用于輸出端匹配；伴音載波電平可通過(guò)前面板上的選擇器S2來(lái)調(diào)節(jié)，以步進(jìn)1dB為單位從-8dBm到-15dBm。

2 中頻校正電路II：對(duì)群時(shí)延、DP、ICPM（載頻寄生調(diào)相）、互調(diào)失真指示校正

群時(shí)延、DP、ICPM（載頻寄生調(diào)相）校正電路由5節(jié)電路結(jié)構(gòu)相同，個(gè)別元件參數(shù)不同的5段頻率均衡器串聯(lián)組成，電路相互牽連較多請(qǐng)對(duì)照電原理圖，這里僅用框圖表示，分別對(duì)應(yīng)34.5、30.5、32.5、37.75、35.6 MHz，5個(gè)頻率點(diǎn)，中頻信號(hào)經(jīng)高頻變壓器T4、電容C114耦合進(jìn)入V12共基極電路，校正頻率由集電極外接L15、C115、C116等元件決定，經(jīng)C121耦合到N6放大構(gòu)成第一節(jié)；后面V9、N2、V10、N3、N11、N4、V14、N8組成另外4節(jié)，對(duì)5個(gè)頻率點(diǎn)單獨(dú)調(diào)整，工作過(guò)程類(lèi)似音響系統(tǒng)常使用圖示均衡器，配合面板六個(gè)電位器對(duì)ICMP、DP進(jìn)行校正，后由C77送入互調(diào)校正電路。

互調(diào)校正IMD部分：也是由三節(jié)形式相同電路組成，同樣具體電路請(qǐng)看電原理圖，這里僅用框圖表示，群時(shí)延中頻校正信號(hào)經(jīng)R1、R4、R5、C3、C4、V1、V2組成衰減網(wǎng)絡(luò)送入芯片N1、三極管V12等，經(jīng)C27輸出中頻信號(hào)，三極管V13、N3-A、N2-A、對(duì)該單元進(jìn)行增益檢測(cè)，調(diào)控N1輸入信號(hào)電平，電路中利用（V1～V8）PIN二極管的特性調(diào)節(jié)增益；白拐點(diǎn)調(diào)整，通過(guò)面板電位器R8調(diào)節(jié)運(yùn)放N2-B輸出電壓，控制PIN二極管V4、V5使電感L5回路阻抗特性發(fā)生變化，完成拐點(diǎn)調(diào)整；白相位調(diào)整單元，由元件T1、C18、C19、V7、V8等，通過(guò)面板電位器R9控制二極管V7、V8導(dǎo)通電流大小，T1回路阻抗特性變化，完成IMD白相位調(diào)整；白斜率調(diào)整，由回路元件V6、L6、C16等，調(diào)節(jié)面板電位器R10，改變V6導(dǎo)通電流大小，使L6、C16回路特性發(fā)生變化，完成白斜率調(diào)整；中頻電平監(jiān)測(cè)由N3-A第1腳經(jīng)R22輸出作為指示信號(hào)；溫度補(bǔ)償由X2端口通過(guò)送入N2-B第5腳與拐點(diǎn)一同調(diào)節(jié)。

中頻校正電路I：對(duì)整機(jī)的微分增益及低頻亮度非線必進(jìn)行校正。圖像中頻經(jīng)繼電器K1校正與不校正切換由C46進(jìn)入V13、V14兩級(jí)放大，送入V15、V16推挽放大，由變壓器T6輸出，C77送入N13放大，L22、C83、C84、L23、C88、C89、L24、C93、C92等低通濾波器，濾出各次諧波，經(jīng)繼電器K2與K1同步動(dòng)作完成校正與不校正切換，送入N2，與伴音中頻合成圖像伴音中頻信號(hào)，經(jīng)N1放大由C14耦合到由L5、C6、L1、C8、C9、L2、C5、C2低通濾波器，由端口X5輸出到下一級(jí)。三極管V17、二極管V31、運(yùn)放N12A、V32、運(yùn)放N12B組成AGC電路，對(duì)輸出圖像中頻增益控制。控制量大小由電位器R137設(shè)定；板上8個(gè)運(yùn)放N8—N14接成緩沖器形式，配合面板電位器R12—R19對(duì)亮度非線性、微分增益DG進(jìn)行調(diào)整。

3 電平控制

通過(guò)面板開(kāi)關(guān)S1對(duì)整機(jī)進(jìn)行自動(dòng)、手動(dòng)功率調(diào)整選擇，S1開(kāi)關(guān)置手動(dòng)模式，手動(dòng)指示燈點(diǎn)亮，手動(dòng)功率調(diào)節(jié)電位器R2中點(diǎn)電壓進(jìn)入芯片N5-A第3腳，由第1腳經(jīng)D37饋入到變頻器單元進(jìn)行功率設(shè)定；N2-B是自動(dòng)功率控制運(yùn)放，自動(dòng)功率調(diào)節(jié)電位器R1中點(diǎn)電壓入第6腳，作為整機(jī)功率設(shè)定電壓，入射功率檢測(cè)電壓由第5腳引入，7腳外接D18輸出控制電壓到變頻器單元，面板自動(dòng)指示燈點(diǎn)亮，完成自動(dòng)功率設(shè)定；它的自動(dòng)功率控制過(guò)程是：由定向耦合器來(lái)的入射功率檢測(cè)電壓經(jīng)N1、V1放大，C17、R31進(jìn)入N6第3腳，變?yōu)檎耐巾斝盘?hào)，由N7翻轉(zhuǎn)為負(fù)的同步頂信號(hào)，N7 第10腳輸出，在V3與D40進(jìn)行峰值電壓監(jiān)測(cè)，到N2-B第5腳與6腳設(shè)定的自動(dòng)功率電壓比較，7腳輸出到變頻板單元完成自動(dòng)功率控制；軟開(kāi)機(jī)部分由N8-A、R77、V8—V13、D21—D29、電容C36組成；N2-A是外接ALC指示驅(qū)動(dòng)芯片；N4-A、N4-B是功率高低指示芯片；三極管V2、V6、V7、繼電器RL1等組成保護(hù)電路，當(dāng)視頻電路單元無(wú)同步輸出、本振電路單元鎖定信號(hào)送來(lái)，切掉RF放大部分電源，以節(jié)約電能。

4 變頻器電路

校正過(guò)的中頻信號(hào)先經(jīng)D1、D2、R1、R3、R6組成具有PIN二極管的恒定阻抗衰減網(wǎng)絡(luò)，送入IC1放大，它的增益受電平控制板送來(lái)的ALC電平控制，由C16耦合至T1放大，在IC2與本振信號(hào)混頻，由1腳輸出進(jìn)入IC3放大送入由C1—C15、L1—L4等的帶通濾波器，對(duì)鏡像頻率、殘留本振信號(hào)衰減量大于60 dB；帶通濾波器頻響為8M帶寬，回波損耗大于-20 dB；拐點(diǎn)、斜率調(diào)整利用PIN二極管可變電阻特性，依靠改變二極管偏置調(diào)整減少互調(diào)產(chǎn)物，開(kāi)關(guān)K1用于接通或斷開(kāi)拐點(diǎn)、斜率調(diào)整，斜率調(diào)整通過(guò)電位器R5流過(guò)D5電流大小，拐點(diǎn)調(diào)節(jié)通過(guò)電位器R6流過(guò)D3、D4電流大小來(lái)完成。

5 本振頻率合成器

合成器設(shè)計(jì)成PLL1和PLL2雙環(huán)結(jié)構(gòu)，高于1 MHz本振頻率用PLL1鎖相，本振頻率步進(jìn)0.5 MHz；低于1 MHz用PLL2鎖相，PLL2也稱(chēng)偏移頻率，頻率范圍50 kHz，步進(jìn)50HZ。其中PLL2鎖定的振蕩信號(hào)還需方波/正弦波轉(zhuǎn)換器，產(chǎn)生兩個(gè)正交的（0°和90°）正弦波，以便在預(yù)分頻器單元與PLL1鎖定的本振信號(hào)進(jìn)行模擬正交乘法混頻。鎖定過(guò)程如下。

PLL1采用雙模鎖相環(huán)芯片MC14152，芯片所需的參考頻率由外接高穩(wěn)定晶體振蕩器提供，V26、V27放大及倍頻，芯片N9分頻后第1腳輸出，送入鎖相芯片N2第27腳，經(jīng)片內(nèi)8分頻，產(chǎn)生62.5kHz作為鑒相器參考頻率；比較頻率由振蕩源部分（V1、L1、C2、C12、D1等壓控振蕩器），產(chǎn)生本振信號(hào)，經(jīng)C1-1耦合N2-1放大，二分配后，送入預(yù)分頻器單元，經(jīng)電阻R11，芯片N2第2腳，8分頻后，N3、N4放大，H1將信號(hào)分兩路，與H2、H3第3腳PLL2產(chǎn)生的兩個(gè)正交的（0°和90°）正弦波信號(hào)混頻輸出至V1，經(jīng)低通C32、C33、L6，經(jīng)C85分別送入N1第15腳、N1-1第7腳，作為10/11雙模預(yù)分頻器輸出信號(hào)由N1 第7腳、N1-1第21腳送至N2第1腳片內(nèi)可編程N(yùn)分頻器，與鑒相器中參考頻率62.5KHZ進(jìn)行相位比較，鑒相出來(lái)的相位誤差電壓N2第7、8腳輸出R41、R42、C27、C28濾波，至預(yù)分頻器部分N1B第5、6腳放大，第7腳輸出一個(gè)隨頻率變化的校正電壓，加到振蕩源部分變?nèi)荻O管D1完成PLL1環(huán)路自動(dòng)調(diào)整，雙模控制由N2第9腳輸出MC信號(hào)控制N1經(jīng)7腳、N1-1第14腳；可編程N(yùn)分頻器，由外接撥碼開(kāi)關(guān)S6、S7、S8實(shí)現(xiàn)頻率0.5M步進(jìn)，失鎖指示由第28腳輸出低電平，N3第6腳輸出高電平，點(diǎn)亮V17面板失鎖指示燈，并通過(guò)V25將失鎖信號(hào)饋入電平控制單元。

PLL2采用MC145151鎖相環(huán)芯片，參考頻率同樣取自N9第1腳2分頻輸出至N8第10腳，分頻得到1.6 kHz信號(hào)，送入鎖相芯片N4第27腳，由片內(nèi)8分頻得到200 Hz參考頻率，送入鑒相器，偏移頻率VCO由V21、V22、V1、L1、C1等組成電容三點(diǎn)式振蕩，C8耦合至V23，經(jīng)N5第10腳4分頻由第7腳送入N4可編程N(yùn)分頻器第1腳，然后在鑒相器中與200 HZ參考頻率進(jìn)行比較，產(chǎn)生相位—頻率誤差電壓，由第4腳輸出，R56、R1、C33、C1濾波，變?nèi)荻O管，完成環(huán)路自動(dòng)調(diào)整；可編程N(yùn)分頻器，由外接撥碼開(kāi)關(guān)S3、S4、S5實(shí)現(xiàn)頻率200 Hz步進(jìn)；方波/正弦波轉(zhuǎn)換由N6完成，轉(zhuǎn)換信號(hào)取自N5第13腳，經(jīng)電阻R15入4腳，時(shí)鐘信號(hào)取自N5 第9腳，第1、2腳輸出相位0o和90o正弦/余弦信號(hào)送往預(yù)分頻器單元，第28腳失鎖指示引出腳，低電平為失鎖，同樣使N3輸出高電平，點(diǎn)亮V17面板失鎖指示燈，并通過(guò)V25將失鎖信號(hào)饋入電平控制單元。

作者簡(jiǎn)介：石斌（1967-），男，大專(zhuān)，工程師，遼寧省普蘭店廣播電視臺(tái)技術(shù)部副主任，主要從事廣播電視技術(shù)及無(wú)線傳輸發(fā)射等工作。