淺談DAM系列中波廣播發(fā)射機(jī)的改頻

海濤

摘 要：DAM系列中波廣播發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，與頻率相關(guān)的電路較多，因此它的改頻工作比較麻煩，不但包括射頻電路和輸出網(wǎng)絡(luò)，還涉及部分音頻電路。本文在充分理解DAM系列中波廣播發(fā)射機(jī)的工作原理的基礎(chǔ)上結(jié)合了實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對(duì)該系列發(fā)射機(jī)改頻工作的實(shí)施進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：輸出網(wǎng)絡(luò)；前級(jí)調(diào)整；細(xì)調(diào)

中圖分類號(hào)：TN948 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DAM系列廣播發(fā)射機(jī)的改頻工作比較復(fù)雜，需要一些專用儀器，整個(gè)過(guò)程包括“基本頻率變更”和“最佳性能調(diào)整”兩部分工作來(lái)完成。

一、準(zhǔn)備工作

1 DAM系列廣播發(fā)射機(jī)的改頻工作需要的儀器設(shè)備

發(fā)射機(jī)頻率變換所需的基本測(cè)試設(shè)備包括失真度測(cè)試儀、音頻信號(hào)發(fā)生器、大于30MHz的雙蹤示波器、大于10MHz的頻率計(jì)、調(diào)制度測(cè)試儀、數(shù)字萬(wàn)用表、網(wǎng)絡(luò)分析儀或阻抗電橋。調(diào)整輸出網(wǎng)絡(luò)使用網(wǎng)絡(luò)分析儀較方便，但它的抗干擾能力差，如果高頻干擾嚴(yán)重，使用阻抗電橋合適。

2 確立改頻相關(guān)電路

射頻通道電路改頻需要調(diào)整的電路包括DDS頻率合成器、推動(dòng)功率合成器、二進(jìn)制功率合成器和主功率合成器。音頻通道電路改頻需要調(diào)整的電路包括模擬輸入電路和A/D轉(zhuǎn)換電路。此外需要調(diào)整的電路還包括輸出監(jiān)測(cè)板和推動(dòng)穩(wěn)壓電源。電路板上有些元件可在加電前預(yù)先設(shè)置好，如拔碼開(kāi)關(guān)和跨接線等，“大臺(tái)階”和“小臺(tái)階”的效率線圈抽頭要按廠家提供的“效率線圈預(yù)置表”來(lái)調(diào)整，輸出網(wǎng)絡(luò)電容的更換也需要按照廠家提供的信息更換。其余多數(shù)器件需開(kāi)機(jī)加電調(diào)整。

二、基本調(diào)整

基本調(diào)整包括輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整，射頻電路的調(diào)整，推動(dòng)電源閉環(huán)調(diào)整和功率調(diào)整。

1 輸出網(wǎng)絡(luò)調(diào)整

輸出網(wǎng)絡(luò)帶通濾波器的調(diào)整包括輸出網(wǎng)絡(luò)的預(yù)調(diào)諧和輸出網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)調(diào)。輸出網(wǎng)絡(luò)調(diào)整之前，確保關(guān)閉發(fā)射機(jī)的所有電源，用接地棒將交、直流和RF功率高電壓點(diǎn)放電。

（1）預(yù)調(diào)諧

使用高頻電橋或網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量輸出網(wǎng)絡(luò)的感抗和容抗，調(diào)整輸出網(wǎng)絡(luò)串并聯(lián)諧振的電感線圈使其感抗值到達(dá)理論計(jì)算值。調(diào)整輸出網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)諧振的電感線圈，使其和串聯(lián)諧振電容達(dá)到諧振狀態(tài)，一般調(diào)整至實(shí)部毫歐級(jí)，虛部為零。調(diào)整輸出網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)諧振電感，除接地線以外斷開(kāi)與并聯(lián)諧振相連的導(dǎo)線，調(diào)整并聯(lián)諧振電感線圈，使并聯(lián)諧振的回路阻抗最大，一般實(shí)部K歐級(jí)，虛部為零。調(diào)整三次諧波串聯(lián)回路，將網(wǎng)絡(luò)分析儀預(yù)置在工作頻率三倍上，調(diào)整串聯(lián)電感線圈至諧振。

（2）聯(lián)調(diào)

連接好三次諧波，輸出網(wǎng)絡(luò)的輸出端接好50Ω假負(fù)載，將網(wǎng)絡(luò)分析儀調(diào)整在工作頻率上，斷開(kāi)T網(wǎng)絡(luò)與帶通濾波器的連接。測(cè)量T網(wǎng)絡(luò)的輸入端，調(diào)整調(diào)諧電感和負(fù)載電感使其阻抗達(dá)到50+j0狀態(tài)。將帶通濾波器的串并聯(lián)接好再與T網(wǎng)絡(luò)相連，用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量輸出網(wǎng)絡(luò)的輸入端，調(diào)整電感線圈使其網(wǎng)絡(luò)的輸入端阻抗接近4Ω純阻。

2 調(diào)整射頻電路

將所有頻率相關(guān)器件裝好，按照廠家提供的資料調(diào)整好效率線圈的電感抽頭、安裝好跨接線，檢查各部分的連接情況，做完這些后加電。

（1）調(diào)整DDS頻率合成器

按廠家資料預(yù)置載波頻率相關(guān)的撥碼開(kāi)關(guān)，給DDS電路板接+22VDC電源，用示波器測(cè)量頻率輸出端應(yīng)有14V的方波信號(hào)，用頻率計(jì)觀察頻率應(yīng)為載波頻率，如有偏差用無(wú)感器件調(diào)整溫補(bǔ)振蕩器的微調(diào)電容，使輸出頻率滿足精度要求。

（2）前級(jí)調(diào)整

加低壓后測(cè)量緩沖放大器的射頻輸出一般應(yīng)為30VP-P，如過(guò)高或過(guò)低，調(diào)整緩沖放大器的直流電壓（滑動(dòng)變阻器），緩沖放大器的射頻輸是前置放大器的激勵(lì)電平。調(diào)諧前級(jí)輸入諧振回路，先用示波器測(cè)量推動(dòng)功率合成器變壓器輸入端的射頻電平，調(diào)整前級(jí)調(diào)諧電感線圈的抽頭，改變合成器上調(diào)諧電容跨界線的位置改變電容值，使其幅度最大。調(diào)諧前級(jí)輸出諧振回路，用示波器測(cè)量推動(dòng)功率合成變壓器輸出端的射頻電平，改變調(diào)諧輸出電感的形狀，反復(fù)更換輸出電容，最終獲得最大的輸出幅度。

（3）射頻推動(dòng)級(jí)調(diào)整

調(diào)整前將推動(dòng)電源調(diào)整器的S1放到“開(kāi)環(huán)”位置，控制板的功放開(kāi)關(guān)S1置“PA OFF”，拔下所有的功放電源（+230VDC）保險(xiǎn)絲，然后加加高壓。此時(shí)有+230V高壓顯示，但沒(méi)有功放電流輸出。用示波器測(cè)試功率合成器的輸出端將有一個(gè)幅度為50VP-P左右的失真正弦波。重新調(diào)整功率合成器的射頻輸出電感，使輸出的正弦波幅度最大且波形失真最小，若波形達(dá)不到要求，還可以改變母板上的插頭位置重新選擇合成調(diào)諧回路的電容，或改變前級(jí)合成變壓器的抽頭位置，直到波形失真最小為止。此時(shí)的推動(dòng)電源的輸出電壓將在+40VDC～+80VDC（開(kāi)環(huán)狀態(tài)），前級(jí)的3塊RF模塊沒(méi)有明顯的溫升，送到功率放大級(jí)RF功放模塊輸入端的RF信號(hào)（由射頻分配器輸出的信號(hào)）幅度為28VP-P左右，功放電流在5A以下。

3 推動(dòng)電源的閉環(huán)調(diào)整

將發(fā)射機(jī)關(guān)閉，把推動(dòng)穩(wěn)壓電源選擇開(kāi)關(guān)置于“閉環(huán)”位置，然后開(kāi)機(jī)調(diào)整閉環(huán)電路調(diào)節(jié)電位器，使推動(dòng)穩(wěn)壓電源輸出的電壓與開(kāi)環(huán)一致，射頻推動(dòng)的激勵(lì)電平在28VP-P。發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)是閉環(huán)位置。

4 功率調(diào)整

關(guān)閉發(fā)射機(jī)交流電源，恢復(fù)功放電源（+230VDC）保險(xiǎn)絲，檢查一切無(wú)誤后打開(kāi)發(fā)射機(jī)交流電源，確認(rèn)此時(shí)顯示屏顯示一切正常。改變控制板的功放開(kāi)關(guān)位置，將發(fā)射機(jī)置于功放關(guān)閉狀態(tài)，開(kāi)機(jī)，此時(shí)無(wú)功率輸出，用示波器測(cè)量模擬輸入電路的功率控制電壓，此時(shí)電壓在0～+3V之間，按下升、降功率按鈕，此時(shí)電壓將發(fā)生改變，范圍在-3V～0。當(dāng)功率控制電壓為0V時(shí)，將發(fā)射機(jī)功放開(kāi)啟，升功率至5kW，調(diào)整“調(diào)諧”電感線圈使輸出最大。此時(shí)給發(fā)射機(jī)加100Hz的音頻調(diào)制，調(diào)制度在100%，用示波器觀察直流穩(wěn)壓電源的B-輸出，此時(shí)波形的正峰應(yīng)在-2.0V～-2.7V，負(fù)峰在-3.0V～-4.5V，如果波形超過(guò)這個(gè)范圍，需調(diào)整模擬輸入板的B-電路。B-輸出正常后，將功率升至8kW，然后觀察有無(wú)異常，若一切正常繼續(xù)將功率升至10kW。此時(shí)將有17或18個(gè)功放模塊開(kāi)啟，輸出的功放電流在50A左右，如果有偏差，可以通過(guò)調(diào)整“負(fù)載”電感線圈的旋鈕使功放開(kāi)啟18個(gè)模塊，電流在50A附近。在調(diào)試過(guò)程中如果出現(xiàn)天線零位和濾波器零位變的過(guò)大，需調(diào)整輸出監(jiān)測(cè)電路。開(kāi)機(jī)一段時(shí)間觀察模塊是否存在過(guò)熱現(xiàn)象，若正常功率調(diào)整完成，發(fā)射機(jī)完成了改頻的基本調(diào)整。

三、細(xì)調(diào)

細(xì)調(diào)是為了進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)射機(jī)改頻后的工作性能。包括調(diào)整A/D轉(zhuǎn)換相位的一致性，調(diào)整小臺(tái)階功放模塊的相位校準(zhǔn)和幅度較準(zhǔn)。

1 調(diào)整A/D相位轉(zhuǎn)換的一致性

發(fā)射機(jī)開(kāi)功率5kW，輸入100%音頻調(diào)制，用音頻測(cè)試儀檢測(cè)調(diào)制檢測(cè)器解調(diào)出的音頻信號(hào)，輸入10kHz音頻信號(hào)，典型失真度不應(yīng)超過(guò)1.5%。如果10kHz時(shí)的失真度大于2%，就測(cè)1kHz的失真度，如果還是大于2%，則需要查找失真來(lái)源。如果失真度小于2%，調(diào)整A/D變換電路的選擇開(kāi)關(guān)，來(lái)重新選擇不同的電容和電感組合來(lái)減小10kHz的失真度，直到失真度最小為止。然后將發(fā)射機(jī)開(kāi)滿功率，此時(shí)10kHz的失真度如果遠(yuǎn)大于1kHz時(shí)，可能是B-調(diào)制狀態(tài)的調(diào)試不正確，應(yīng)該再檢查一下模擬輸入電路和直流穩(wěn)壓電源。

2 小臺(tái)階的相位幅度調(diào)整

相位調(diào)整實(shí)現(xiàn)了最佳跟蹤性能，相位影響了失真和頻響的技術(shù)指標(biāo)。測(cè)量調(diào)整小臺(tái)階的相位方法是使發(fā)射機(jī)工作在滿載波無(wú)調(diào)制狀態(tài)，先用示波器測(cè)量大臺(tái)階模塊的輸出狀態(tài)，確定所有大臺(tái)階的相位差在±4°范圍內(nèi)，若有超出±4°，檢測(cè)小臺(tái)階模塊的相位輸出。如果小臺(tái)階的相位差有超過(guò)±5°的，必須改變其效率線圈的抽頭位置，使其功放相位同相，這樣大臺(tái)階的相位差也會(huì)在±4°以內(nèi)。

3 小臺(tái)階的幅度調(diào)整

小臺(tái)階的射頻輸出可能會(huì)隨頻率的變化發(fā)生改變，要得到最好的調(diào)制線性度，可對(duì)小臺(tái)階的射頻輸出按5%遞增。用臺(tái)階信號(hào)或三角波信號(hào)來(lái)進(jìn)行調(diào)試，發(fā)射機(jī)開(kāi)5kW功率左右，用100Hz三角波信號(hào)作為調(diào)制信號(hào)，示波器觀察調(diào)幅包絡(luò)波形時(shí)應(yīng)無(wú)凹凸現(xiàn)象，若波形不好，可調(diào)整二進(jìn)制功率合成器上合成變壓器線圈抽頭，使波形變得更平滑。

此外發(fā)射機(jī)改頻后，若要獲得最好的優(yōu)化性能，還可能需要對(duì)音頻增益，失調(diào)量，高頻抖動(dòng)及B-信號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)微調(diào)整。

結(jié)語(yǔ)

DAM系列中波發(fā)射機(jī)的改頻是一個(gè)系統(tǒng)性的工作，需要反復(fù)調(diào)整才能使改頻后的發(fā)射機(jī)輸出穩(wěn)定的射頻信號(hào)，本文在進(jìn)行實(shí)際改頻工作的基礎(chǔ)上對(duì)改頻工作進(jìn)行了細(xì)致的總結(jié)，具有一定的借鑒意義，希望可以給電臺(tái)維護(hù)人員提供幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]趙艷紅.談?wù)凞AM中波廣播發(fā)射機(jī)的調(diào)試維護(hù)工作[J].通訊世界，2015（11）：13-14.