中波發(fā)射機高末槽路原理與實踐分析

孫婉琳 鄭謙

摘 要：發(fā)射機的高末槽路是發(fā)射機的最末級輸出回路，具有濾波、阻抗變換、防雷等作用，在發(fā)射機中占有比較重要的地位。高末槽路調(diào)整的好壞將直接影響發(fā)射機的正常運行。文章進行了中波發(fā)射機高末槽路原理與實踐分析。

關(guān)鍵詞：帶通濾波器；阻抗變換；T型網(wǎng)絡(luò)；三次諧波濾除

發(fā)射機的高末槽路由帶通濾波器和阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)兩部分組成[1]。

1 帶通濾波器

根據(jù)《中波廣播發(fā)射機技術(shù)指標(biāo)》中的“雜散發(fā)射”要求：應(yīng)≤一60 dB。為了抑制諧波向外輻射，發(fā)射機應(yīng)用二階帶通濾波器。將含有階梯開關(guān)的模擬音頻波平滑，同時有選頻濾波作用，只讓基波及一定帶寬的波通過，對帶阻的頻率呈現(xiàn)較大的阻抗。為了保持較好的穩(wěn)定性，防止調(diào)制邊頻造成負(fù)載變化的影響，帶通濾波器的Q值取的很低，頻帶較寬。如圖l所示的C，和C2容量取的較大，L1和L2電感量取的較小。

L1和C1串聯(lián)諧振于載頻，因其Q值較低，基波及調(diào)制邊帶可以暢通無阻，而對高次諧波有一定的衰減，L2、C2并聯(lián)諧振于載頻，Q值也比較低，對基波及調(diào)制邊帶呈現(xiàn)無窮大的阻抗，對諧波成分呈現(xiàn)較小的阻抗。對諧波分量又一次的衰減，而對基波及調(diào)制邊帶進行了保護。C1右端連接在了L2的中間位置，這樣就構(gòu)成了一個自耦變壓器。改變C1接點在L2上的位置，也就改變了阻抗和輸出功率的大小。如：海納PDM 3 kW機的輸出變壓器阻抗約30Ω。對應(yīng)L2的位置也應(yīng)在30Ω左右。如果在L2上調(diào)節(jié)小于30Ω，則輸出功率變大。如果在L2上調(diào)節(jié)大于30Ω，則輸出功率變小。這就使綜合型二階帶通濾波器除濾波功能外還具有阻抗變換的作用[2]。

還有一點需要說明：L2，C2與外界的連接全部斷開后，為并聯(lián)諧振狀態(tài)，C2的上端應(yīng)為無窮大。C3的左端為50Ω，當(dāng)恢復(fù)C3與C2上端連接時，變成了無窮大并聯(lián)50 Ω，結(jié)果是C2上端也變成了50Ω。

2 阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)

阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的作用就是把天饋線阻抗調(diào)整為帶通濾波器輸出阻抗。10 kW以下DAM和PDM發(fā)射機采用T型網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)不僅有阻抗匹配功能而且還有防雷電作用。因為固態(tài)機的功放模塊用的是場效應(yīng)管，當(dāng)天線遭雷擊時，天線底部及天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的放電球拉弧放電，容易損壞功放模塊。在發(fā)射機端解決的辦法是：

（1）增加隔直流電容，如圖1中的C3和C4。

（2）在輸出網(wǎng)絡(luò)中把阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計成移相-45℃。理論上，當(dāng)負(fù)載端短路時，T型網(wǎng)絡(luò)的另一端呈j50Ω的電抗。當(dāng)負(fù)載端開路時，T型網(wǎng)絡(luò)的另一端呈現(xiàn)j50Ω的電抗。

T型網(wǎng)絡(luò)的原理如圖2所示，L3和L4構(gòu)成T型網(wǎng)絡(luò)的串臂，C5構(gòu)成T型網(wǎng)絡(luò)的并臂。T型網(wǎng)絡(luò)的分析可由兩個r型網(wǎng)絡(luò)對接而成，C5是共用部分，也就是左r網(wǎng)絡(luò)與右r網(wǎng)絡(luò)共用C5。設(shè)C'與C"并聯(lián)后為C5。先分析一個r網(wǎng)絡(luò)，另一個r網(wǎng)絡(luò)分析方法一樣。

3 實踐

斷開發(fā)射機的電源。斷開發(fā)射機與饋線的連接。斷開合成變壓器與L1的連接。斷開C3與T1的連接。斷開L5與L3和L4的連接。把網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻率調(diào)為載波頻率的3倍。把網(wǎng)絡(luò)分析儀的地和發(fā)射機的地連在一起。黑色夾子線接發(fā)射機的地銅帶上，紅色夾子線接在L5連線的頂端，也就是和L3、L4斷開的那個地方。用螺絲刀松開Ls的調(diào)節(jié)夾頭，邊調(diào)節(jié)邊觀察網(wǎng)絡(luò)分析儀，O+j0是最理想的值。緊固夾頭。這一步完成了3次諧波濾除的調(diào)整。

把網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻率設(shè)定為載波頻率，夾子還夾在剛才那兩個位置，觀察網(wǎng)絡(luò)分析儀的讀數(shù)，如果電容C5選取合適，這時的讀數(shù)應(yīng)為-j70.7Ω。如果讀數(shù)相差很大，應(yīng)更換C5電容，重新調(diào)整L5電感。把網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻率設(shè)定為載波頻率（以下相同）。把一個夾子線接在C4的右端，一個夾子線接在L4的左端，調(diào)節(jié)發(fā)射機面板上的“微調(diào)I”旋鈕，觀察網(wǎng)絡(luò)分析儀上的讀數(shù)，調(diào)整到j(luò)20.7Ω為準(zhǔn)。

下一步是接上假負(fù)載，如果有標(biāo)準(zhǔn)的假負(fù)載最好，把饋線去掉，通過連接卡頭接上假負(fù)載，恢復(fù)芯線。如果沒有標(biāo)準(zhǔn)的假負(fù)載，可以用網(wǎng)絡(luò)分析儀配的標(biāo)準(zhǔn)50Ω電阻，一端接芯線，一端接地。也就是C4的右端（芯線）和地之間呈現(xiàn)50Ω的純電阻。網(wǎng)絡(luò)分析儀的紅色夾子線接在C3的左端，黑色夾子線接地銅帶上。讀數(shù)應(yīng)為50+j0，若不是，調(diào)節(jié)“微調(diào)I”改變實部，即調(diào)節(jié)為50Ω。調(diào)節(jié)“微調(diào)II”改變虛部，即調(diào)節(jié)為jOΩ。保持網(wǎng)絡(luò)分析儀的連接不變，把假負(fù)載去掉，即形成開路，網(wǎng)絡(luò)分析儀上的讀數(shù)應(yīng)為-j50Ω。把芯線直接對地，即形成短路，這時網(wǎng)絡(luò)分析儀上的讀數(shù)應(yīng)為j50 Ω。如果是這樣，T型網(wǎng)絡(luò)就調(diào)整好了。

帶通濾波器的調(diào)整：斷開C1與L2的連接，保持T1處的斷開。調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)分析儀的頻率為載頻，黑色夾子線接地，紅色夾子線接C2的上端，調(diào)節(jié)L2的夾頭位置，使讀數(shù)為無窮大，即實部為R=∞，虛部jX=∞，若還想再準(zhǔn)確些，觀看Ф角，呈0?；?60。為最準(zhǔn)。（在實際調(diào)機中我更愿意把并聯(lián)諧振變串聯(lián)諧振來調(diào)整，尤其是使用南京普納網(wǎng)絡(luò)分析儀時。）恢復(fù)T1處的連接，50 Ω假負(fù)載是接上狀態(tài)。C2上端的阻抗由無窮大變?yōu)?0Ω 。

網(wǎng)絡(luò)分析儀的黑色夾子線接L1的左端，紅色夾子線接1C1的右端，調(diào)節(jié)L2上的夾頭，使網(wǎng)絡(luò)分析儀讀數(shù)為O-j5。恢復(fù)C1與L1的連接，注意連接的夾頭不要擰得太緊。黑色夾子線接地銅帶，紅色夾子線接L1的左端，調(diào)節(jié)C1右端在L2上的位置，使網(wǎng)絡(luò)分析儀的讀數(shù)為30-j5為準(zhǔn)。恢復(fù)所有斷開的連接，擰緊所有調(diào)節(jié)過的螺絲。至此，發(fā)射機高頻輸出槽路冷調(diào)結(jié)束了。

發(fā)射機的熱調(diào)是指通電加功率時的調(diào)節(jié)，是微調(diào)，用來修正冷調(diào)的誤差。首先保證天線匹配網(wǎng)絡(luò)的正確調(diào)配、饋線特性阻抗正常。微調(diào)的結(jié)果是功放的電流最小，同時輸出的功率最大。

[參考文獻]

[1]萬志強調(diào)幅廣播[M].北京：中國廣播電視出版社，2014.

[2]張丕燦，劉峰，劉傳忠.數(shù)字式調(diào)幅中波發(fā)射機[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，2002.