中波發(fā)射機A/D轉換電路工作電壓分析

其木格

內蒙古新聞出版廣電局610臺　內蒙古　呼和浩特市　010050

1　概　述

隨著微電子芯片技術和信號處理技術的飛速發(fā)展，數(shù)字信號向小型化、智能化、高速大容量的方向迅速發(fā)展，最終取代模擬傳輸信號。A/D轉換器是一個將模擬信號轉換為數(shù)字信號的接口器件，通過取樣、保持、量化、編碼四個步驟完成模數(shù)轉換。其中，取樣和保持是利用同一個電路連續(xù)完成，量化和編碼是在轉換中同時實現(xiàn)，且它們所占的時間是保持所用時間的一部分。A/D轉換器的工作電源不僅給電路提供工作電壓，同時參與電路保護和故障檢測過程。本文以ZTD10KW-Ⅱ數(shù)字調幅廣播發(fā)射機為例，對A/D轉換板的供電由低壓電源分配板的±22V、+8V送入，經穩(wěn)壓輸出±15V、+5V作為A/D轉換板的工作電壓供電路使用進行分析。

2　工作狀態(tài)分析

2.1?。?5V工作狀態(tài)分析

由電源分配板送來的非穩(wěn)壓電壓－22V經三端穩(wěn)壓器輸出一個供給本電路使用。在N20C比較器的反向端輸入一個由R8、R39疊加電壓U反=0.94V （U反 =（5＋15）/(R8＋ R39)R8－15v=0.94V），同相端參考電壓為U同=1.25V。

當-15V穩(wěn)壓輸出正常時，在N20C比較器的反向端疊加的電壓為U反=0.94v時，低于比較器同相端的參考電壓U同=1.25V。此時，N20C比較器輸出高電平為＋5V使V2導通，發(fā)射極電流Ie為2.3mA（Ie≈IC=（5v-Ubc）/R48），集電極電流IC約為2.3mA,集電極輸出電壓UC為－9.1V（UC=2.3mA×R50-22V），即為X7-7輸出端開路時的工作電壓。當X7-7輸出端顯示電路板時，工作電壓將下降為－7V，此時A/D轉換板-15V電壓檢測處于正常不關功放狀態(tài)，并顯示正常綠燈亮。如圖1所示。

圖1　A/D轉換板-15V穩(wěn)壓正常輸出電路圖

－15V沒有或低于某值時：設某值為UX,可以根據運算公式算出其值，＋5V電壓和UX電壓在N20C比較器反向端疊加電壓U反≥同相端的1.25V，使N20C比較器輸出低電平V2截止，－22V經R50到V2集電極，這是顯示板端子X7-7開路時的電壓。

當X7-7接顯示板－15V檢測電路時，該電壓降為－20V左右，去顯示板進行－15V故障關功放和非鎖存紅燈顯示。在推算上可根據U反=(5＋UX)/(R8＋R39)R8－UX≧1.25V，可算出－15V故障轉轉電壓UX為－13.5V。

當－15V穩(wěn)壓輸出在－13.5V以下時，N20C比較器的反相器電壓高于同相端的1.25V，N20C比較器輸出低電平、V2截止，－22V經R50到V2集電極送到顯示板進行－15V故障保護和故障顯示。如圖2所示。

圖2　-15V沒有或低于Ux時保護關功放圖

2.2　+15v工作狀態(tài)分析

電源分配板送來+22V非穩(wěn)壓電壓，經保險到+15V三端穩(wěn)壓N2的1腳，3腳輸出+15V穩(wěn)定電壓供給本板使用。+15V穩(wěn)壓電壓還經R2、R3分壓為3.1V到比較器N20A的同相端，與反相端參考電壓2.83V進行比較。

當+15V穩(wěn)壓輸出正常時，比較器N20A在1腳端輸出高電平（輸出為集電極開路門），此時+22V電壓通過R50送到顯示板A32的A/D板+15V電壓檢測比較器的反相端，為+15V工作正常不保護。

當+15V沒有或低于13.7V時（同上計算），在比較器N20A同相端分壓值低于反相器參考電壓2.83V值，比較器N20A1腳輸出低電平，到顯示板A32關功放和非鎖存A/D轉換板出現(xiàn)+15V故障紅燈。

根據電路圖3分析，R50是比較器N20A輸出級的集電極供電電阻。R41為正反饋電阻，它提供較小的正反饋電壓，使比較器產生滯回比較功能，輸出高電平時正反饋使同相端輸入電壓增加，工作時允許同相端電壓略低一些才保護。輸出低電平保護時使同相端輸入電壓減小，恢復工作時同相端電壓要略高一點才能恢復正常工作，用做波形整形消除穩(wěn)壓輸出電壓波動對比較器的影響。由于R41較大、R3較小，正反饋較小，產生的滯回電平也小。

2.3　+5V工作狀態(tài)分析

電源分配板的非穩(wěn)壓+8V電壓經保險送到+5V三端穩(wěn)壓器N16的輸入端，3腳穩(wěn)壓輸出+5V供本板使用。穩(wěn)壓電壓經過R5和R6分壓為2.1V供給比較器N20B同相端，反相端參考電壓為1.87V。

當+5V穩(wěn)壓輸出正常時，通過N20B比較器在2腳輸出高電平，這時在比較器輸出的+5V通過R49到顯示板A/D板+5V檢測比較器的反相端，為+5V正常不保護狀態(tài)。

當+5V沒有或低于4.55V時，同相端分壓低于反相端1.87V，2腳輸出低電平到顯示板A32去關勸放和非鎖存A/D板+5V故障紅燈顯示。

在電路中其他器件的作用，R49是比較器N20B輸出級的集電極供電電阻。R42引入較小的正反饋，使比較器為滯回比較器，輸出高電平和低電平時的正反饋使同相端電壓產生滯回比較功能，用做波形整形，消除穩(wěn)壓輸出電壓波動時對比較器的影響。VD11的作用是當穩(wěn)壓輸出不正常的負電壓時對地箝位，使比較器輸出低電平關功放。VD3是穩(wěn)壓二極管，正常工作時不導通，當穩(wěn)壓輸出電壓過高時導通，使比較器同相端電壓降低，保護比較器不被損壞。

圖3　A/D轉換板+5V穩(wěn)壓正常輸出電路圖

圖4　A/D轉換板+5V穩(wěn)壓正常輸出電路圖

結束語

通過對A/D轉換的分析，可以明確轉換器的正常工作，對轉換電路的外接電源電壓的穩(wěn)定、變化有著比較高的要求。當信號電壓變化低于參考電壓時，可以通過降低參考電壓的方式來提高轉換的分辨率，同時要調整電路中的二進制電壓值使轉換穩(wěn)定與可靠。當信號電壓有故障時，使A/D轉換器轉換失常都可能造成發(fā)射機的損壞，因此，應迅速關斷功放。A/D轉換器的工作電源不僅為電路提供工作電壓還具有檢測故障輸出顯示的作用。