短波發(fā)射機(jī)自動調(diào)諧的閉環(huán)控制系統(tǒng)

蔚長征

摘 要：本文簡單介紹TBH-522型短波發(fā)射機(jī)自動調(diào)諧的閉環(huán)控制系統(tǒng)，分析自動調(diào)諧系統(tǒng)調(diào)諧過程中的邏輯關(guān)系及自動調(diào)諧的控制原理。我臺自動調(diào)諧控制系統(tǒng)是福昊達(dá)公司進(jìn)行的升級改造，系統(tǒng)采用PCM-9575主板應(yīng)用XP Embedded做為控制中心，同時采用目前先進(jìn)的大規(guī)?？删幊绦酒現(xiàn)PGA做為邏輯控制部分。

關(guān)鍵詞：自動調(diào)諧；閉環(huán)控制；鑒相器

中圖分類號：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0066-01

1 自動調(diào)諧的含義

自動調(diào)諧就是根據(jù)發(fā)射機(jī)高頻信號的頻率，8路調(diào)諧元件（比如：調(diào)諧腔體、可變電感線圈、可變電容器等），自動調(diào)整到頻率所需要的調(diào)諧、調(diào)配的位置，使高前級和高末級完成調(diào)諧、調(diào)配，最后達(dá)到發(fā)射機(jī)滿功率播出的整個過程。

自動調(diào)諧的工作過程主要為粗調(diào)、細(xì)調(diào)、調(diào)諧完成、音頻切換四個階段。

“粗調(diào)”就是：根據(jù)發(fā)射機(jī)高頻信號的頻率，調(diào)諧元件自動調(diào)整到頻率庫預(yù)先保持的位置上。

在粗調(diào)過程中，短波發(fā)射機(jī)是沒有高頻信號輸出的。因?yàn)檎{(diào)諧元件在粗調(diào)過程中，PSM信號和寬放是處于封鎖狀態(tài)的；高前級偏壓被切換到最負(fù)（高前級電子管處于截止?fàn)顟B(tài)），高頻衰減器被衰減到最大。高前級和高末級都沒有激勵信號，而且高末電子管的陽極電壓和簾柵電壓也是處于封鎖狀態(tài)的，因此高前級和高末級都不能正常工作的。

“細(xì)調(diào)”就是：在粗調(diào)完成后，PSM信號和寬放接通，高前級偏壓切換到正常狀態(tài)，高頻衰減器恢復(fù)正常，高末電子管的屏極和簾柵極被解除封鎖，高末級電子管和高前級電子管恢復(fù)正常，鑒相器和鑒阻器開始工作，使調(diào)諧元件準(zhǔn)確地找到到調(diào)諧點(diǎn)和調(diào)配點(diǎn)，發(fā)射機(jī)能夠正常工作。

調(diào)諧完成：指的是細(xì)調(diào)完成后，F(xiàn)PGA邏輯控制板收到調(diào)諧完成狀態(tài)信號向電控發(fā)送指令信號，將功率切換至滿功率狀態(tài)。

音頻切換：調(diào)諧完成后，F(xiàn)PGA根據(jù)發(fā)送過來的狀態(tài)信號將將音頻信號送至保護(hù)裝置，發(fā)射機(jī)調(diào)整到最佳狀態(tài)，將音頻信號加上載波信號發(fā)射出去。

發(fā)射機(jī)不論粗調(diào)還是細(xì)調(diào)，必須先合上高壓，解除調(diào)諧邏輯控制單元中的“封鎖信號”后，自動調(diào)諧的程序才能往下進(jìn)行，否則，發(fā)射機(jī)只能處于粗調(diào)狀態(tài)。發(fā)射機(jī)自動調(diào)諧進(jìn)行換頻操作和調(diào)整過程時，是不需要合斷高壓操作的。發(fā)射機(jī)電控程序控制的各交流接觸器是始終接通的，只有簾柵二檔受自動調(diào)諧完成控制。發(fā)射機(jī)細(xì)調(diào)完成后，簾柵二檔合上，進(jìn)行電平調(diào)整，直至加滿功率，調(diào)整完成，允許播音。

2 自動調(diào)諧的閉環(huán)控制系統(tǒng)

閉環(huán)控制是根據(jù)控制對象輸出反饋信號進(jìn)行調(diào)整的控制方式，它是在測量出實(shí)際與預(yù)置發(fā)生誤差時，根據(jù)誤差信號進(jìn)行糾正的。閉環(huán)控制，從輸出端實(shí)際位置變化取出控制信號，進(jìn)行比較產(chǎn)生誤差信號反饋給輸入端控制輸入信號，一般這個取出控制信號和輸入信號相位相反，稱負(fù)反饋控制，自動控制通常是閉環(huán)控制。

自動調(diào)諧系統(tǒng)之所以能夠“自動”完成調(diào)諧，是因?yàn)樗旧硎且粋€閉環(huán)控制系統(tǒng)，自動調(diào)諧系統(tǒng)是工作在閉環(huán)狀態(tài)下的。自動調(diào)諧閉環(huán)系統(tǒng)可用圖1的方框圖來表示。

在圖1中：

控制模塊：指FPGA在內(nèi)部將預(yù)置位置和實(shí)際位置進(jìn)行比較，得到誤差信號，送出電機(jī)控制脈沖，控制8路電機(jī)轉(zhuǎn)動。

執(zhí)行元件：指的是驅(qū)動器、步進(jìn)電機(jī)和光碼盤裝置等。

被調(diào)元件：指可變電容器、可變電感器、調(diào)諧腔體等。

檢測裝置：用來提供誤差取樣信號的裝置（如：前級鑒相器、末極鑒相器、末極鑒阻器的電壓值等）。

在粗調(diào)時誤差信號指的是：系統(tǒng)從頻率庫中調(diào)出8路電機(jī)的預(yù)置位置發(fā)送給FPGA邏輯控制主板，F(xiàn)PGA將預(yù)置位置和實(shí)際位置進(jìn)行比較，得到誤差信號，送出電機(jī)控制脈沖，將8路步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動到位。

在細(xì)調(diào)時誤差信號指的是：由鑒相器、鑒阻器給出的誤差信號。根據(jù)采集到的信號向FPGA發(fā)出控制指令，F(xiàn)PGA根據(jù)控制指令對1、3、5路進(jìn)行正向或反向微調(diào)控制。

在調(diào)諧過程中，只要檢測裝置檢測到誤差信號，控制模塊就會向執(zhí)行元件發(fā)出發(fā)出工作指令，被調(diào)元件也會跟著轉(zhuǎn)動。直到檢測裝置檢測到誤差信號為零時，執(zhí)行元件和被調(diào)元件才停止轉(zhuǎn)動，整個調(diào)諧過程完成。

3 結(jié)語

發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化控制，自動調(diào)諧之間的邏輯控制關(guān)系至關(guān)重要。FPGA做為自動調(diào)諧系統(tǒng)在閉環(huán)狀態(tài)下邏輯控制部分，電路簡單，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯控制，使自動調(diào)諧系統(tǒng)進(jìn)入了數(shù)字化時代，提高了發(fā)射機(jī)的自動化程度。