數(shù)字化自動調(diào)諧系統(tǒng)出現(xiàn)的主要問題及處理

趙秋香

一、概述

TBH-522型150KW短波發(fā)射機(jī)，其高周系統(tǒng)調(diào)諧元件的機(jī)械定位由自動調(diào)諧系統(tǒng)進(jìn)行控制。全機(jī)共有八個被調(diào)元件，分別稱為l～8路。

l路——一高前級回路電容器，作本級調(diào)諧用，作粗調(diào)和細(xì)調(diào)；2路—一—高末級腔體短路板，作粗調(diào)；3路——一高末級調(diào)諧電容，作粗調(diào)和細(xì)調(diào)；4路——一高末級調(diào)諧電容，作粗調(diào)；5路——一高末級調(diào)載電容，作粗調(diào)和細(xì)調(diào)；6路——一高末級調(diào)載線圈，作粗調(diào)；7路——一室內(nèi)型匹配器中的可變電容器，作粗調(diào)；8路——一高前級調(diào)諧電感，作粗調(diào)。

被調(diào)元件包括線圈和真空可變電容器等，改變其機(jī)械轉(zhuǎn)動因數(shù)即可改變其電參量，通過直流伺服電機(jī)驅(qū)動的傳動裝置輸出機(jī)械轉(zhuǎn)動力矩即可實現(xiàn)這種改變。每一傳動裝置上都裝有一個與被調(diào)元件機(jī)械聯(lián)動的多圈電位器（稱為跟蹤電位器，隨動電位器），其機(jī)械位置與相應(yīng)的被調(diào)元件完全對應(yīng)，當(dāng)在它兩端加上直流電壓時，即可用其中心頭對另一端的電壓值代表該電位器的位置，從而也代表對應(yīng)被調(diào)元件的位置信息（電參量信息）。事實上，可用另一個電位器（稱為給定位置電位器，主動電位器）與上述跟蹤電位器相并聯(lián)組成電橋電路，然后在電橋的兩端加上直流電壓，則在兩電位器的中點間可得到由兩者機(jī)械位置差決定的誤差電壓，當(dāng)兩者位置相同時該電壓為零，否則上述電壓為正或負(fù)值。

上述由跟蹤電位器跟蹤給定電位器位置電壓而實現(xiàn)的只是被調(diào)元件的粗調(diào)。要想準(zhǔn)確定位，有的被調(diào)元件還需進(jìn)行細(xì)調(diào)。細(xì)調(diào)誤差信號由鑒相器和鑒阻器給出。本機(jī)只有三個元件須進(jìn)行細(xì)調(diào)（1路、3路和5路）

二、運行中出現(xiàn)的問題及改進(jìn)方法

問題一：第6、8路在多次的倒動過程中會偶然出現(xiàn)數(shù)據(jù)的跳變，造成實際到位時誤差較大，如在倒頻中出現(xiàn)，就會引起機(jī)器失諧，造成停播。

原因：在FPGA邏輯芯片內(nèi)部的實際位置計數(shù)器的數(shù)據(jù)產(chǎn)生跳變。

處理：通過單片機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行實時檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)生跳變時，單片機(jī)就能及時檢測到，并立即將發(fā)生跳變前的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)重新寫入計數(shù)器中，使倒頻能夠順利進(jìn)行。

問題二：2、7路控制氣閥的繼電器在吸合的過程中會發(fā)生抖動。2路氣閥的抖動直接影響腔體短路板的正常轉(zhuǎn)動，延長倒頻時間；上激勵后7路氣閥的抖動會造成匹配器閘刀的燒壞，影響安全播音。

原因：控制氣閥的繼電器工作回路如上圖。

當(dāng)FPGA輸出的控制信號使光耦導(dǎo)通時，繼電器K就應(yīng)該吸合，測繼電器線包兩端的電壓為8.2V左右，而此繼電器的正常吸合電壓在7.8—8.0V左右，因此繼電器工作時的電壓接近吸合電壓的臨界狀態(tài)，當(dāng)有高頻信號干擾時，就可能引起繼電器的抖動。

處理：為使繼電器能可靠吸合，且又方便查看，將安裝在下面主板上的發(fā)光二極管D2短路，使繼電器的工作電壓上升到10V左右，就能可靠吸合。

問題三：倒頻過程中，當(dāng)調(diào)諧狀態(tài)進(jìn)入細(xì)調(diào)時，會出現(xiàn)2路的實際計數(shù)被清零，這樣在下次倒頻時2路就不能正常到位。

原因：由于2路傳動器安裝在腔體后部，當(dāng)機(jī)器進(jìn)入細(xì)調(diào)狀態(tài)時，傳動器處在一定的強(qiáng)高頻磁場內(nèi)，且2路傳動器的引線較長，極易引入高頻干擾，造成下限位的光電限位開關(guān)可能處于關(guān)斷狀態(tài)，2路的實際計數(shù)被清零。

處理：在FPGA的邏輯電路中，當(dāng)粗調(diào)完成進(jìn)入細(xì)調(diào)后，就將不需細(xì)調(diào)的2、4、6、8路的實際位置計數(shù)器進(jìn)行鎖定，不能被高頻所干擾，只有在下次倒頻時才解除。

問題四：諧完成后，寬放的輸出幅度出現(xiàn)擺動，特別在13M時，還能聽到寬放小盒內(nèi)的嘯叫聲。

原因：用示波器觀察合成器的輸出信號，輸出信號的幅度按較高的頻率變化，再用示波器觀察合成器激勵電平控制信號，也能看到在其直流電平線上疊加有高頻干擾信號，正是這些干擾信號使其控制合成器的輸出幅度信號發(fā)生變化。

處理：激勵電平控制信號是由主板產(chǎn)生，通過一個電子電位器輸出一個0—2V的直流信號，在正常工作時的輸出幅度為0.4V左右。將該信號用高頻電感電容組成的π型濾波器及470μF電解電容進(jìn)行濾波，使激勵電平控制信號是一個純粹的直流電平信號，就可消除擺動的現(xiàn)象。

問題五：鑒相信號的處理。開始時，直接采用原自動調(diào)諧系統(tǒng)內(nèi)檢測單元小盒中的鑒相信號輸入到單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行判斷處理，但每次倒頻時1、3、5路細(xì)調(diào)后到位情況均不一樣，出現(xiàn)較大的誤差。

原因：是由于原信號輸出幅度不大，Q值不高，使得在接近調(diào)諧點時誤差較大，不能準(zhǔn)確到位。

處理：將原信號進(jìn)行放大10倍，再用穩(wěn)壓二極管把電壓穩(wěn)在5V以內(nèi)，以保證單片機(jī)的輸入電壓要求，同時提高了Q值，使之能準(zhǔn)確的調(diào)諧到諧振點上。

三、小結(jié)

調(diào)諧系統(tǒng)的自動化程度，對于實現(xiàn)發(fā)射機(jī)的自動化控制有著舉足輕重的地位。現(xiàn)在，數(shù)字化調(diào)諧系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了發(fā)射機(jī)的數(shù)字化程度，使得發(fā)射機(jī)的自動控制成為了可能。不過要做到在局信息化平臺上高速、可靠地運行，還需不斷完善，這也是我們今后的努力方向。