DX—600發(fā)射機(jī)隔離度調(diào)整方法

邱建安　劉賀

摘要：DX-600發(fā)射機(jī)采用三并機(jī)工作方式，三個功率單元之間的有效隔離對整機(jī)的正常工作非常重要，如果功率單元之間隔離度偏高將導(dǎo)致發(fā)射機(jī)停機(jī)。本文結(jié)合工作實(shí)踐詳細(xì)闡述了DX-600發(fā)射機(jī)隔離度的測試方法以及相應(yīng)的調(diào)整步驟，對提高大功率中波發(fā)射機(jī)維護(hù)水平具有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：DX 發(fā)射機(jī) 隔離度 調(diào)整

中圖分類號：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）09-0113-03

DX-600中波發(fā)射機(jī)由三部200KW功率單元（POWER BLOCK）并機(jī)而成，采用的并機(jī)網(wǎng)絡(luò)是“帶有浮動阻隔負(fù)載的三路90°相移網(wǎng)絡(luò)”。為獲得最佳并機(jī)效果，要求三個功率單元的音頻和射頻輸出信號等幅同相，并機(jī)網(wǎng)絡(luò)之間互相隔離，以免彼此串?dāng)_，防止發(fā)生人身和設(shè)備安全。但在最近的運(yùn)行過程中，我們發(fā)現(xiàn)三個功率單元的并機(jī)網(wǎng)絡(luò)隔離度有所下降，有必要重新進(jìn)行調(diào)整，使其運(yùn)行在最佳工作狀態(tài)，確保發(fā)射機(jī)安全、優(yōu)質(zhì)、高效的播出。

1 隔離度定義

DX-600發(fā)射機(jī)三個功率單元的90°相移網(wǎng)絡(luò)隔離度定義為：不加信號點(diǎn)的竄入信號相對于接入信號點(diǎn)的信號衰減量分貝（dB）數(shù)。一般要求三并機(jī)時為-40dB～-45dB，二并機(jī)時為-35dB～-40dB。

2 隔離原理

DX-600并機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要由三個90°相移網(wǎng)絡(luò)，三組阻隔電阻（R1/R2/R3），輸出π網(wǎng)絡(luò)包括伺服機(jī)構(gòu)，模式開關(guān)（K10/K20/K30）、輔助開關(guān)（K1/K2/K3）、監(jiān)測系統(tǒng)等部分組成，如圖1所示。

90°相移網(wǎng)絡(luò)主要特性是輸出電壓相對于輸入電壓移相90°，完成阻抗匹配任務(wù)，有濾波作用，具有阻抗反相特性。輸出π網(wǎng)絡(luò)的主要作用是完成發(fā)射機(jī)和天線之間的阻抗匹配。阻隔電阻主要作用是吸收合成器中的不平衡功率，并使各PB200之間良好隔離。

2.1 N-0時各PB200之間的隔離情況

設(shè)三并機(jī)時合成終端電阻為，單個PB中90°相移網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗為R，則輸出阻抗，如圖2所示：

由于三并機(jī)時合成終端電阻相當(dāng)于三個PB輸出阻抗并聯(lián)，則有：

如圖3（a）所示，本文以和為例分析其間的竄擾。因PB1和PB2對地各有一個射頻信號源，所以兩個信號源合成終端電阻可以視為，和的終端阻抗是與的并聯(lián)組合，如圖3（b）所示。

將圖3（b）中的并聯(lián)組合轉(zhuǎn)換為等效的串聯(lián)阻抗，計(jì)算得，如圖3（c）所示。圖3（c）中、和之間是Y型連接，將Y型連接轉(zhuǎn)換為△連接，計(jì)算得，如圖3（d）所示：將圖3（d）電路進(jìn)行等效變換，將電感與電阻串聯(lián)形式變換為電感與電阻的并聯(lián)形式，得圖3（e）電路圖。這個-2R將使PB1和PB2之間的信號互相竄擾，因此在其兩端并聯(lián)+2R電阻，如圖3（f）所示，這樣+2R與-2R并聯(lián)值為∝，以達(dá)到兩個功率單元互不影響的效果。為使三個PB相互之間所并聯(lián)阻隔負(fù)載電阻均為2R，三并機(jī)的阻隔電阻連接應(yīng)為Y型連接。

2.2 N-1時各PB200之間的隔離情況

如圖4（a）所示，設(shè)三并機(jī)改為二并機(jī)且被甩開的是PB2。將PB2接地，從公共點(diǎn)看向PB2等效于開路。這些數(shù)據(jù)的分析同三并機(jī)時以和為例分析其間的竄擾的情況一樣，其結(jié)果也應(yīng)當(dāng)相同，即，，。三并機(jī)改為二并機(jī)，實(shí)際需要的阻隔電阻由三只變?yōu)閮芍唬丛赑B1與PB3之間并聯(lián)正電阻2R便可發(fā)揮隔離作用。三并機(jī)改為二并機(jī)時，只需甩掉同PB2相對應(yīng)的阻隔電阻R2即可（如圖4b所示），剩下的R1和R3自然符合規(guī)定要求。

3 調(diào)試步驟

分為隔離度測試和調(diào)整兩個步驟。

3.1 隔離度測試

調(diào)試前，測量并記錄三個功率單元的90°相移網(wǎng)絡(luò)隔離度，以便與調(diào)整后的數(shù)據(jù)對比。

測試連接圖如圖5所示。

3.1.1 三并機(jī)隔離度測試

（1）以50KW低功率開啟發(fā)射機(jī)。（2）音頻測試儀輸出一個1kHz、調(diào)幅度為50%正弦波。（3）確保三個功率單元都為50%調(diào)幅，且射頻取樣電平一致。（4）在人機(jī)接口（MMI）觸摸屏中，選擇PB1射頻取樣信號。（5）屏蔽PB2和PB3的音頻輸入信號，并將音頻測試儀輸入的PB1射頻取樣信號讀數(shù)設(shè)為參考值（0dBr）。（6）將射頻取樣信號分別切換到PB2和PB3，記錄此時音頻測試儀上的電平值。（7）切換射頻取樣信號，按上述步驟測量其它功率單元之間的隔離度。

注：實(shí)測值應(yīng)比參考值（0dBr）至少低40dB。

測試數(shù)據(jù)如表1所示。

3.1.2 二并機(jī)隔離度測試

（1）50KW低功率開啟發(fā)射機(jī)，關(guān)斷PB3，發(fā)射機(jī)自動切換至二并機(jī)工作。（2）音頻測試儀輸出一個1kHz、調(diào)幅度為50%正弦波。（3）確保PB1、PB2都為50%調(diào)幅，且射頻取樣電平一致。（4）在人機(jī)接口（MMI）觸摸屏中，選擇PB1射頻取樣信號。（5）屏蔽PB2音頻輸入信號，并將音頻測試儀輸入的PB1射頻取樣信號讀數(shù)設(shè)為參考值（0dBr）。（6）將射頻取樣信號切換到PB2，記錄此時音頻測試儀上的電平值。（7）屏蔽PB1音頻輸入信號，將PB2射頻取樣信號讀數(shù)設(shè)為參考值（0dBr）后，切換射頻取樣信號至PB1，記錄此時音頻測試儀上的電平值。（8）將PB3重新切換至天線位置，關(guān)斷PB2，按上述步驟測量PB1和PB3之間的隔離度。（9）將PB2重新切換至天線位置，關(guān)斷PB1，按上述步驟測量PB2和PB3之間的隔離度。

注：實(shí)測值應(yīng)比參考值（0dBr）至少低35dB。

測試數(shù)據(jù)如表2所示。

由表1和表2的數(shù)據(jù)可知，三并機(jī)和兩并機(jī)狀態(tài)下的隔離度已達(dá)不到規(guī)定要求，需重新對三個功率單元的90°相移網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整。

3.2 隔離度調(diào)整

調(diào)試連接圖如圖6所示。

3.2.1 初始設(shè)置

（1）在合成器載波頻率上設(shè)置L10、L20、L30為85Ω。（2）在合成器載波頻率上設(shè)置C10、C20、C30為85Ω。（3）在合成器載波頻率上設(shè)置C10A、C20A、C30A為85Ω。

3.2.2 隔離調(diào)節(jié)

（1）各組件預(yù)設(shè)完畢后，連接所有銅管至90°相移網(wǎng)絡(luò)，斷開主輸出匹配π網(wǎng)絡(luò)，用56Ω電阻替代。（2）將C1、C2、C3暫時甩開。（3）按圖6連接網(wǎng)絡(luò)分析儀、矢量阻抗儀和射頻采樣切換開關(guān)。（4）用網(wǎng)絡(luò)分析儀連接端口A和端口B，當(dāng)驅(qū)動端口A時在網(wǎng)絡(luò)分析儀中設(shè)置參考值（0dBr），分析儀校正后重新連接端口B。（5）使用網(wǎng)絡(luò)分析儀輸出信號驅(qū)動端口A，觀察端口B，然后觀察端口C，記下信號下降的大小和頻率。（6）觀察端口B時，調(diào)節(jié)C20A至最小值，典型值為40dB或更好，這一值應(yīng)是載波頻率時所測得的；若不是，調(diào)節(jié)電感L20后重新調(diào)節(jié)電容值至最小值。（7）C20A與L20設(shè)置完畢后，L10和L30的圈數(shù)與L20相同。（8）由于C10A、C20A、C30A類似，他們應(yīng)被設(shè)置為相同量，將3個計(jì)數(shù)器數(shù)值相加后除以3，3個計(jì)數(shù)器均設(shè)為平均值。（9）再次驅(qū)動端口A并觀察端口B和端口C，數(shù)值應(yīng)與載波頻率一致，至少40dB。如不是，重復(fù)（4）至（8）過程。如果數(shù)值調(diào)節(jié)合格，驅(qū)動端口B并觀察端口A和端口C，驅(qū)動端口C并觀察端口A和端口B，同樣，數(shù)值應(yīng)與載波頻率一致；如不是，重復(fù)（4）至（8）過程。（10）調(diào)諧結(jié)束后，三個電容應(yīng)被設(shè)為相同值，且分別調(diào)整1/4圈。

3.2.3 并機(jī)模式操作

（1）從公共點(diǎn)處拆下56Ω電阻，重新連接主輸出匹配π網(wǎng)絡(luò)，主輸出端口接入50Ω電阻。（2）選用三并機(jī)模式，調(diào)節(jié)調(diào)載伺服和調(diào)諧伺服，使合成器各輸入端口阻抗為40Ω/0度。注意：調(diào)載伺服調(diào)節(jié)輸入阻抗，調(diào)諧伺服調(diào)節(jié)相位。如果調(diào)諧伺服為最小值后角度依然不正確，處于中間值的C10A、C20A、C30A可同步調(diào)節(jié)，使調(diào)諧伺服至額外的范圍。測量并記錄下伺服阻抗以便于恢復(fù)。（3）一旦所有輸入端口均為40Ω/0度，選用兩并機(jī)模式。（4）調(diào)節(jié)調(diào)載和調(diào)諧伺服使合成器輸入端口為40Ω/0度。如果整個網(wǎng)絡(luò)設(shè)置合理，調(diào)載伺服應(yīng)被設(shè)為最小值與中間值之間，調(diào)諧伺服應(yīng)接近中間值。（5）如果40Ω不在范圍內(nèi)，調(diào)節(jié)L2使之在范圍內(nèi)。（6）如果L2確需要調(diào)整，重復(fù)（2）至（5），直至設(shè)置合理。（7）在兩并機(jī)模式中測量并記錄下伺服阻抗。（8）重復(fù)循環(huán)所有模式，確認(rèn)輸入阻抗始終恒定。

調(diào)整后隔離度的測試數(shù)據(jù)如表3和表4所示。

經(jīng)過調(diào)整，三個功率單元的900相移網(wǎng)絡(luò)隔離度均滿足規(guī)定要求，但發(fā)射機(jī)阻隔零點(diǎn)由原先的0.8上升到2.3。經(jīng)反復(fù)調(diào)整發(fā)射機(jī)控制單元（TCU）RF SOURCE板上各PB的射頻信號數(shù)字延時線，把阻隔零點(diǎn)調(diào)至最小值0.4。

4 結(jié)語

以上是筆者對DX-600中波發(fā)射機(jī)運(yùn)行過程中隔離度調(diào)整的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，希望能給予其他技術(shù)人員一點(diǎn)啟示和幫助。

參考文獻(xiàn)

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