DF100A自動化調(diào)諧設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)的方法

陳連旺

摘 要：當(dāng)今社會短波發(fā)射機(jī)自動化要求越來越高，利用自動化減少機(jī)器對人的依賴，本文從發(fā)射機(jī)的手動調(diào)諧特點(diǎn)出發(fā)，用軟件來實(shí)現(xiàn)模擬人手動調(diào)諧，極大簡化對人的依賴，提高自動調(diào)諧的可靠性。

關(guān)鍵詞：自動化;調(diào)諧

1 DF100A短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧的特點(diǎn)和判斷依據(jù)

DF100A型短波廣播發(fā)射機(jī)共有8路調(diào)諧系統(tǒng)其分別是：（1）高前調(diào)諧系統(tǒng)、（2）高末調(diào)諧系統(tǒng)、（3）高末調(diào)載系統(tǒng)、（4）高末極屏槽電感前棒、（5）高末極屏槽電感頂棒、（6）高末屏極槽路電感后棒、（7）諧波濾波器系統(tǒng)、（8）平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。其中（4） 、 （5）、 （6）路系統(tǒng)是用于波段控制，在不同的波段對應(yīng)不同的位置，頻率確定波段的位置也確定。（7）系統(tǒng)在出廠時(shí)已調(diào)整好全頻帶特性，并付帶了測試點(diǎn)的數(shù)據(jù)，在開機(jī)時(shí)機(jī)器根據(jù)數(shù)據(jù)以折線方式算出對應(yīng)頻率的位置，然后自動調(diào)到對應(yīng)位置。其中（1） 、（2）路系統(tǒng)都有很高的Q值，諧振元件的調(diào)整對電流的影響很大，這樣諧振點(diǎn)比較容易且找到且也較為準(zhǔn)確。（3）系統(tǒng)是用于調(diào)整發(fā)射機(jī)的輸出功率。（8）系統(tǒng)是以發(fā)射機(jī)的反射功率為依據(jù)。高前調(diào)諧到位判斷依據(jù)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種：粗調(diào)到位的依據(jù)是以高末柵流達(dá)到最大為依據(jù)，細(xì)調(diào)到位以末前陰流達(dá)到最小為依據(jù)。我們使用廠家出廠的數(shù)據(jù)對諧波濾波器的進(jìn)行調(diào)整，對出廠頻率間的頻率我們采用折線法來計(jì)算它的位置，并使用驅(qū)動電路驅(qū)動到位。高末調(diào)諧系統(tǒng)到位的依據(jù)為：高末極的屏流最小或高末極的簾柵流最大，但由于高末屏流在調(diào)諧點(diǎn)附近電流較為平坦，而簾柵流則較為尖銳，所以我們大部分是以簾柵流最大來判斷。負(fù)載輕重判斷依據(jù)：高末負(fù)載的輕或重是由高末屏流和輸出功率以及效率決定的，在實(shí)際中以發(fā)射機(jī)驗(yàn)收時(shí)的數(shù)值為主，如在低功率高壓10kv時(shí)屏流在6A左右，這時(shí)功率在45—50kw，高功率高壓在13.5kw時(shí)屏流在8.7-8.9A，這時(shí)功率應(yīng)在98—102kw之間。平衡轉(zhuǎn)換器調(diào)整判斷依據(jù)是反射功率最小。

2 人工調(diào)諧操作流程

3 DF100A自動化調(diào)諧系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)方法

由上圖的手動開機(jī)流程來看，我們可以把各個(gè)流程進(jìn)行模塊化的設(shè)計(jì)，這樣使整個(gè)流程更加清晰，也便于以后的修改和維護(hù)，下面就對各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)做個(gè)簡要的介紹：

3.1馬達(dá)的初始定位

在開機(jī)前系統(tǒng)會對本機(jī)的調(diào)諧基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢查，并比對當(dāng)前的頻率是否有當(dāng)前頻率預(yù)置的調(diào)諧基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，（每個(gè)波段應(yīng)至少存有3個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)）;如果有則根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)將馬達(dá)驅(qū)動到位，如果該頻率沒有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，則會根據(jù)頻率與數(shù)據(jù)庫中頻率數(shù)據(jù)值相近的兩個(gè)頻率以折線方式計(jì)算出所有馬達(dá)相應(yīng)的位置，并將馬達(dá)驅(qū)動到位。

3.2高前調(diào)諧

高前調(diào)諧到位判斷依據(jù)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)兩種：當(dāng)高末柵流最大時(shí)我們可以認(rèn)為粗調(diào)到位，當(dāng)前陰流最小時(shí)我們可認(rèn)為細(xì)調(diào)到位。其流程如下：

（1）為克服末級對前級調(diào)諧的影響在末級初始調(diào)諧時(shí)我們封鎖了高末屏壓。

（2）為了快速找到調(diào)諧點(diǎn)，高前在馬達(dá)初始定位時(shí)采用預(yù)失諧方式。

（3）以高前電流取樣為依據(jù)分為粗調(diào)和細(xì)調(diào)。粗調(diào)時(shí)我們采用高末柵流取樣值它應(yīng)大于0.4A;如果高末柵流取樣值比0.4A小時(shí)，程序判斷后會驅(qū)動馬達(dá)使其向左或向右進(jìn)行轉(zhuǎn)動，并朝高末柵流增大的方向轉(zhuǎn)動并使它達(dá)到0.4A或稍大于0.4A。

（4）高前陰流取樣值最小我們認(rèn)為細(xì)調(diào)到位，其調(diào)整方法和粗調(diào)相似，就是通過比較取樣電流驅(qū)動馬達(dá)到達(dá)高前陰流的最小點(diǎn)位置停住，末前級達(dá)到諧振狀態(tài)。

3.3高末調(diào)諧

高末調(diào)諧系統(tǒng)到位的依據(jù)為：高末極的屏流最小或高末極的簾柵流最大，一般我們會以簾柵流為依據(jù)，高末調(diào)諧時(shí)我們會用屏壓為5kV和10kV這兩個(gè)檔位進(jìn)行高末調(diào)諧，在這兩個(gè)檔位的調(diào)諧原理和實(shí)現(xiàn)方法是完全一致。當(dāng)開機(jī)頻率是以前開過的頻率時(shí)，系統(tǒng)會直接在屏壓10kV進(jìn)行調(diào)諧，如果是新開頻率則先在屏壓為5kV進(jìn)行調(diào)諧，然后屏壓長到10kV再調(diào)諧。其流程圖如下：

（1）末前調(diào)諧完成之后，釋放屏壓封鎖;

（2）升高壓至5kV或10kV;

（3）馬達(dá)精確定位：采用逐步逼近法實(shí)現(xiàn)馬達(dá)精確定位;具體方法如下：

①存儲當(dāng)前位置時(shí)簾柵流的大小Ig21和屏流大小Ia01以及馬達(dá)的位置A，②驅(qū)動馬達(dá)按預(yù)先設(shè)置好的最小步距進(jìn)行轉(zhuǎn)動一步并記錄簾柵流的大小Ig22和屏流大小Ia02以及馬達(dá)位置B，③對屏流Ia02和Ia01的大小進(jìn)行比較，如果Ia01大于Ia02則表示當(dāng)前方向正確，如果Ia01與 Ia02相差不大則再進(jìn)行Ig22 與Ig21的比較如果Ig22 比Ig21大，表明原來方向正確，如果Ig22 比Ig21小則反方向?yàn)檎_方向并繼續(xù)尋找諧振點(diǎn);④如果方向正確用B的位置取代A的位置，繼續(xù)朝正確方向驅(qū)動馬達(dá)。如果方向錯(cuò)誤則保留A點(diǎn)，并在反方向取個(gè)B點(diǎn)進(jìn)行比較。重復(fù)上述步驟，直到找到Ia02大于Ia01或Ig22小于Ig21時(shí)，馬達(dá)當(dāng)前的位置為屏流最小且簾柵流接近最大的位置，也就是我們常說的諧振點(diǎn)的位置，調(diào)諧結(jié)束。

3.4 調(diào)整反射功率

反射功率的大小是反射功率調(diào)整的依據(jù)，通過調(diào)整平衡轉(zhuǎn)換器的補(bǔ)償電容來實(shí)現(xiàn)反射功率大小的調(diào)整。其實(shí)現(xiàn)與高末調(diào)諧實(shí)現(xiàn)的方法基本相同，只是控制的調(diào)諧馬達(dá)不同，尋找的值始終為最小值。

3.5高功率處理

發(fā)射機(jī)在10kV調(diào)諧結(jié)束后會加上高功率，調(diào)諧系統(tǒng)在正調(diào)諧狀態(tài)，然后自動化系統(tǒng)會對各個(gè)取樣值和機(jī)器設(shè)置的高功率的參數(shù)進(jìn)行比較，并根據(jù)比較值來對發(fā)射機(jī)狀態(tài)進(jìn)行相對應(yīng)的調(diào)整。功率達(dá)到預(yù)設(shè)值是發(fā)射機(jī)有否正調(diào)諧的一個(gè)重要標(biāo)志，同時(shí)也反映出發(fā)射與天線匹配的好壞，當(dāng)達(dá)到最好匹配時(shí)屏極的效率是最高的，發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)最好功率也符合規(guī)定。在正調(diào)諧時(shí)，有兩種匹配不好情況：a、發(fā)射機(jī)的功率高，屏流大，說明負(fù)載重;b、發(fā)射機(jī)功率低，屏流小，說明負(fù)載輕。因此屏流是我們判斷主要條件，功率是我們判斷的輔助條件，并對發(fā)射機(jī)的負(fù)載進(jìn)行調(diào)整。其流程圖如下：

通過上述的幾個(gè)流程后，發(fā)射機(jī)就完成了自動化調(diào)諧。

結(jié)語

通過計(jì)算機(jī)自動化模擬人對短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧，大大提高發(fā)射機(jī)調(diào)諧速度，提高了發(fā)射機(jī)的響應(yīng)速度，減輕的發(fā)射機(jī)對人的依賴，使設(shè)備運(yùn)行的更加穩(wěn)定可靠，保證了安全傳輸。

參考文獻(xiàn)：

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[3]DF100A技術(shù)說明書（2019）.北廣科技.2019