DF100APSM發(fā)射機高速駐波比檢測板的原理分析和干擾抑制

摘 要：作者從對DF100A PSM發(fā)射機的駐波比保護入手，分析了高速駐波比保護電路1A17的原理和保護值的設(shè)定，同時針對電路因干擾會產(chǎn)生誤動作，從而影響了發(fā)射機的正常工作，威脅安全播出。文章對干擾及抑制措施進行闡述，對于同機型發(fā)射機有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：DF100A發(fā)射機；駐波比保護；原理分析；干擾抑制

1 概述

在DF100A PSM發(fā)射機的射頻輸出網(wǎng)絡中，由于射頻末級不可能達到理想的匹配狀態(tài)，當天饋線與發(fā)射機處于不理想匹配狀態(tài)時，就會產(chǎn)生反射功率。反射功率對發(fā)射機元器件有損害，也就影響發(fā)射機的穩(wěn)定運行。當反射功率較大時，會在發(fā)射機的輸出網(wǎng)絡（∏-Г-Т網(wǎng)絡）即高末級槽路、諧波濾波器、平衡轉(zhuǎn)換器元器件上產(chǎn)生較高的電壓，就會導致器件打火，嚴重時將使真空電容、電感燒壞，所以在發(fā)射機上加入了駐波比保護電路。

駐波比保護電路由兩部分組成，一種是機械保護，即反射功率表保護，當發(fā)射機反射功率超過一定值時（反射功率表上紅色指針設(shè)定的功率值，一般為10kW），反射功率表內(nèi)部的繼電器動作，發(fā)射機將從高功率降到低功率，如果超過三次，發(fā)射機就會掉高壓。但是，由于繼電器機械保護動作時間為毫秒級，對于雷電、天饋線系統(tǒng)的打火等，引起瞬間反射功率過大是不起作用的，因此，發(fā)射機還設(shè)置了高速駐波比保護電路，即1A17電路，它采用電子保護方式（設(shè)定值為20kW），使保護動作時間提高到了微秒級，極大地提高了動作保護時間。采用這兩種駐波比保護電路，可以快速檢測發(fā)射機的駐波比，大大提高了發(fā)射機的穩(wěn)定性。AD524放大器作為1A17板的核心，下文將主要分析其內(nèi)部線路及工作原理，以及干擾1A17板正常工作的原因和抑制干擾的措施。

2 1A17電路核心器件和相關(guān)聯(lián)電路的原理分析

2.1 集成放大器AD524AD

AD524AD放大器是由美國AD公司生產(chǎn)的高精度儀表運算放大器，它的特點是工作線性度高，共模抑制比（CMRR）高（當G=1000時可達120dB），失調(diào)電壓比較低、漂移較小及噪聲?。?.3mVp-p），失真?。?.003%，（G=1），可以通過跳針設(shè)定增益值，其范圍為1～1000。該電路中，增益選G=1000檔，由R1（5k）電位器調(diào)節(jié)。AD524AD放大器可以是差動輸入也可以是單端輸入，并設(shè)置有輸入保護電路，適用于加電和掉電時各種工作環(huán)境。它的增益帶寬比較寬，而且輸出轉(zhuǎn)換速率較高，階躍響應建立時間短。AD524AD放大器可以用兩種方法實現(xiàn)增益的微調(diào)：一種是在放大器芯片的第3和第16引腳之間加入一個外接電阻（如圖1中R1所示），R1的電阻值計算公式為：RG=40K/（G-1）。為了得到比較高的精度，應選用溫度系數(shù)比較低的精密電阻，否則，由于外接電阻和芯片AD524AD內(nèi)部的薄膜電阻不匹配就會影響到增益精度和增益漂移度；另一種方法是采用外接電阻與芯片AD524AD內(nèi)部電阻相并聯(lián)，從而減小了溫度系數(shù)的影響，降低噪聲。

2.2 高速駐波比保護板1A17工作原理

如圖2所示，115VAC送至1A17TB1-1、2端，經(jīng)變壓、整流、濾波及穩(wěn)壓后，得出±15V電壓，為1A17相應的器件提供直流電源。來自反射功率取樣探頭3A8J2的信號通過屏蔽線接到TB1-12上，此信號一般為0.005～0.45V，經(jīng)過R2、C8濾波后接到運放U2的同相端（第2腳）。地線屏蔽層接到1A17TB1-11，經(jīng)R3、C9濾波后接到U2的反相端（第1腳）。反射功率取樣信號經(jīng)運放U2放大后送到雙電壓比較器U3（LM393N）的反相端（第2腳）。比較器U3的同相端（第3腳）接基準電壓4.6V，U3的反相端接U2的輸出端（第9腳）。正常情況下，U3-3的電壓大于U3-2的電壓，輸出端U3-1=15V，為高電平，使得場效應管Q1IRFD9123截止，1A17TB1-15電壓為0V，繼電器1K54不得電；另外，場效應管Q2IRFD9123飽和導通，輸出端子1A17TB1-16為0V，于是為提供調(diào)制器控制器接地通路。其中，電容C10形成電壓負反饋。

當反射功率過大，U3-1輸出低電平（0.71V）時，通過C10的作用，反饋給U3-5，使其瞬間脈沖變?yōu)榈碗娖?，U3-7瞬間輸出低電平，促使場效應管Q2的迅速截止，從而封鎖調(diào)制器，同時，場效應管Q1IRFD9123導通，1A17TB1-15為15V，使得繼電器1K54得電動作，又使1K44得電動作，反射功率切斷指示燈6DS16變紅，如圖3所示。從而起到了高速駐波比保護作用。

調(diào)節(jié)R1反射功率與播出功率相差的比值大小，即調(diào)節(jié)R1可以調(diào)整放大倍數(shù)。

2.3 1A17相關(guān)控制電路分析

圖3為反射功率切斷控制和指示電路。已做介紹。

圖4為反射功率表和1A17的連鎖1控制電路。當反射功率正常時，反射功率表內(nèi)部的繼電器的11-12接點接通，電源1PS2的+24V電壓送到調(diào)制器控制器音頻通路板9A4上的光電耦合器U4，反射功率正常時，1A17的場效應管Q2導通，1A17TB1-16端輸出低電平，使得U4里的發(fā)光二極管導通發(fā)光，U4里受光就飽和導通的NPN型光電三極管導通，調(diào)制器控制器功率控制板9A5上的+15V電壓使聯(lián)鎖1燈發(fā)光，U2A的1腳是低電平，當2、8腳都是低電平時，或非門U2A的9腳輸出高電平，調(diào)制器可以正常工作。1A17和6A3是或邏輯關(guān)系，只要有一個檢測到有反射功率過荷情況，則反射功率都會切斷。

以6A3為例進行說明，當反射功率表的黑針指示的反射功率達到紅針設(shè)定值時，反射功率表內(nèi)部的繼電器的11-12接點斷開，15-16接點閉合，如圖4所示，11-12接點斷開后電源1PS2的+24V電送不到9A5板，光電耦合器U4的發(fā)光二極管不導通不發(fā)光，三極管也不導通，則聯(lián)鎖1燈不亮，U2A的1腳為高電平，U2A的9腳輸出低電平，產(chǎn)生非工作指令信號，非工作指令燈亮，瞬間封鎖調(diào)制器，保護了發(fā)射機。

圖4 連鎖1控制電路

3 干擾高速駐波比檢測電路1A17工作的原因及抑制措施

在發(fā)射機運行過程中，曾經(jīng)出現(xiàn)過反射功率切斷故障，檢查了相關(guān)聯(lián)的元器件都是正常的，有的元器件作了更換，但還是會出現(xiàn)故障現(xiàn)象。經(jīng)過分析，并用示波器測試取樣輸入端1A17TB1-11、12的信號，發(fā)現(xiàn)波形有畸變，說明有干擾現(xiàn)象存在。由于1A17電路中集成運放U2（AD524AD）采用了差分電路，共模抑制比很高，所以1A17不會產(chǎn)生干擾，那這個干擾信號只能是從外電路串進來的。在DF100A PSM發(fā)射機一機箱中有各種變壓器、阻流圈、整流模塊和電路板，當它們工作時，會使一機箱中的電磁頻譜環(huán)境變得非常復雜，在單位體積內(nèi)，電磁功率的密度會很大。如果不能有效地治理這些電磁輻射，發(fā)射機就會受到干擾，導致不能正常工作。因此，在一單元中，入射功率表、反射功率表和自動增益控制器件采用金屬殼屏蔽方式屏蔽、隔離外界的輻射。發(fā)射機的一、二、三單元機箱都是獨立的金屬箱體，這在很大程度上消除了各單元之間相互干擾。所以，產(chǎn)生干擾1A17工作的原因主要有：（1）1A17本身接地不好引入干擾信號；（2）取樣線的屏蔽層接地不好引入干擾信號；（3）取樣輸入端1A17TB1-11、12未插接好或者端子引線松動引入干擾信號；（4）從取樣輸入端串進一個電磁干擾信號。

針對這四種情況，在處理時，對1A17的接地進行檢查，測量其接地電阻，確保1A17接地良好，將取樣線進行處理，并做好接地，緊固1A17TB1-11、12引線端子，同時在端子TB1-11、12兩端并接一個104（0.1μF）電容，可將干擾信號旁路。處理后，發(fā)射機再未出現(xiàn)上述現(xiàn)象，說明干擾信號被抑制了。

4 結(jié)束語

以上對駐波比保護設(shè)定和高速駐波比檢測電路1A17及其相關(guān)聯(lián)電路的原理進行了分析。同時針對電路因干擾會產(chǎn)生誤動作，從而影響了發(fā)射機的正常工作，威脅安全播出。對干擾1A17正常工作的原因及抑制措施進行闡述。在DF100A PSM發(fā)射機維護工作中有很好的借鑒作用。

作者簡介：張建林，726臺甲機房，工程師，學士學位。