DAM 10KW中波發(fā)射機(jī)天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比的監(jiān)測(cè)原理

陳卓

（貴州省廣播電視技術(shù)中心，貴州貴陽(yáng)，550000）

0 前言

DAM 10KW中波發(fā)射機(jī)有非常完善的監(jiān)測(cè)功能，其中天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比的監(jiān)測(cè)尤為重要。當(dāng)發(fā)射機(jī)的天饋線不匹配或發(fā)生雷擊時(shí)，反射波（駐波）會(huì)回傳到發(fā)射機(jī)，引起降功率甚至關(guān)功放；另外，發(fā)射機(jī)的輸出網(wǎng)絡(luò)調(diào)整不當(dāng)不匹配或元器件變質(zhì)、觸點(diǎn)接觸不良打火等均會(huì)產(chǎn)生反射，也會(huì)引起發(fā)射機(jī)網(wǎng)絡(luò)零位變大，影響發(fā)射機(jī)正常工作。DAM 10KW發(fā)射機(jī)的射頻輸出取樣由本機(jī)A26板完成，而射頻輸出監(jiān)測(cè)由A27板完成。A26板位于機(jī)箱左側(cè)網(wǎng)絡(luò)柜上層，在電氣上它位于輸出網(wǎng)絡(luò)中50歐姆點(diǎn)的位置上。A27板位于發(fā)射機(jī)中門(mén)前左上側(cè)，是用于監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)射頻通道輸出的一塊綜合性監(jiān)測(cè)控制模塊，包含了天線和帶通濾波器的電壓駐波比檢測(cè)及功放關(guān)斷控制、射頻入反射功率測(cè)量、音頻包絡(luò)檢波、監(jiān)測(cè)顯示板取樣電平控制等諸多功能，是發(fā)射機(jī)能以高性能指標(biāo)、高可靠性運(yùn)行的重要保證，本文只介紹天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比的取樣、輸出監(jiān)測(cè)原理。A27板的調(diào)校非常復(fù)雜，一般在發(fā)射機(jī)交付使用時(shí)已經(jīng)調(diào)校好，用戶不需要調(diào)整。但由于每個(gè)發(fā)射臺(tái)天線和地網(wǎng)的參數(shù)不同，或在運(yùn)輸途中震動(dòng)的原因，在安裝調(diào)試發(fā)射機(jī)時(shí)可能需要重新調(diào)校。因此了解天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比的監(jiān)測(cè)原理，有助于我們調(diào)校、掌握發(fā)射機(jī)的正常工作狀態(tài)，確保安全播出。

1 天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比的監(jiān)測(cè)原理分析

天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比的取樣輸出由圖1中虛線框內(nèi)電路輸出取樣板A26組成，天線電壓駐波比取樣電路由電容C3、C4及監(jiān)測(cè)顯示板A27上的可變電容C15組成，其取樣電壓其中U帶通為帶通濾波器輸出的電壓有效值，當(dāng)發(fā)射機(jī)在10KW載頻功率時(shí)，其,其中R為帶通濾波器的輸出阻抗，一般為50Ω，因此，經(jīng)過(guò)計(jì)算U電壓取樣大約為10V，調(diào)整可變電容C15可改變U取樣的大小。該取樣電壓送到天線駐波比檢測(cè)變壓器T2初級(jí)的上端，當(dāng)發(fā)射機(jī)加上調(diào)制音頻時(shí),隨著音頻正負(fù)半周的調(diào)制，功放模塊打開(kāi)或關(guān)閉的增減，帶通濾波器上的電壓有效值U帶通也會(huì)同比地增加或減少，U電壓取樣也會(huì)同比增加或減少，電壓取樣的平均值不變，和載頻功率時(shí)一樣。駐波比檢測(cè)變壓器T2初級(jí)的下端輸入的電壓U'取樣由A26輸出取樣板上的變流器T1和R1、R2組成，變流器T1次級(jí)線圈套在帶通濾波器輸出與T型阻抗網(wǎng)絡(luò)輸入之間，由此取樣，其取樣電流經(jīng)T1次級(jí)流過(guò)R1、R2后變?yōu)槿与妷篣'取樣。當(dāng)發(fā)射機(jī)在10KW載波功率時(shí)，其T1次級(jí)基波電流有效值為，通過(guò)設(shè)計(jì)T1次級(jí)線圈的匝數(shù)及R1、R2的大小，使T型阻抗網(wǎng)絡(luò)輸入和輸出匹配時(shí)，變流器T1次級(jí)電流I次級(jí)在R1和R2并聯(lián)電阻上產(chǎn)生的電壓和天線駐波比取樣電壓U取樣相等，大約為10V。即：U電壓取樣=U電流取樣，也即：將此電流取樣電壓U電流取樣送到T2初級(jí)下端，使T2初級(jí)線圈兩端的電壓幅度、相位均相同，初級(jí)線圈中無(wú)電流流過(guò)，次級(jí)沒(méi)有感應(yīng)電壓，發(fā)射機(jī)正常工作。當(dāng)發(fā)射機(jī)加上調(diào)制音頻時(shí)，隨和音頻信號(hào)正負(fù)半周的調(diào)制，射頻電流I初同時(shí)增加或減少，取樣電流I次也會(huì)同比增加或減少，電流取樣轉(zhuǎn)換后的U電流取樣的電壓平均值不變，也就是說(shuō)T2初級(jí)線圈下端的電壓平均值也不變。

圖1

圖1中T2初級(jí)并聯(lián)的電容和電感C13、C14、C51、L5、L10與T2初級(jí)諧振于工作頻率，提供一個(gè)高阻抗，減少取樣電壓和電流之間的相互影響。C9、C10、C11、C12和可變電感L4為相位幅度調(diào)節(jié)器 ，也諧振于工作頻率，經(jīng)過(guò)組合調(diào)整，T2初級(jí)在發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)兩端無(wú)電流經(jīng)過(guò)。VD7、VD8和T2次級(jí)組成全波整流電路，發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)輸出為零。當(dāng)天饋線阻抗不匹配或發(fā)生雷擊等干擾時(shí)，其中電壓取樣U電壓取樣和電流取樣轉(zhuǎn)換的電壓U電流取樣不相等。T2初級(jí)上有電流經(jīng)過(guò)。次級(jí)經(jīng)全波整流后將有直流電壓輸出，表示有駐波反射，T2初級(jí)電路將進(jìn)一步動(dòng)作，產(chǎn)生一連串的反應(yīng)。

網(wǎng)絡(luò)駐波比監(jiān)測(cè)取樣電路原理與天線駐波比檢測(cè)電路的原理相同，只是取樣電流轉(zhuǎn)換的取樣點(diǎn)壓來(lái)自于功率合成器T9，其次級(jí)并聯(lián)了4只22Ω的電阻，并聯(lián)后的電阻為5.5Ω，其電流取樣電壓，通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)次級(jí)線圈的匝數(shù)N，將使U電流取樣與U相同，T3變壓器的初級(jí)無(wú)電流經(jīng)過(guò)，次級(jí)全波整流無(wú)輸出，發(fā)射機(jī)正常工作。當(dāng)帶通濾波器的輸入和輸出阻抗不匹配時(shí)，即輸出阻抗大于或小于50Ω。電流取樣轉(zhuǎn)換的電壓和電流取樣的電壓降發(fā)生變化，T3次級(jí)將有電流經(jīng)過(guò)，次級(jí)全波整流將有直流電壓輸出，發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)不正常。

同理圖1中T3次級(jí)并聯(lián)的電容和電感C27、C28、C52、L7、L11與T3的次級(jí)組成并聯(lián)諧振電路，選擇和調(diào)節(jié)電容電感，諧振于工作頻率，使T3初級(jí)線圈兩端呈高阻抗，減少T3初級(jí)線圈兩端的射頻電壓取樣和電流取樣之間的相互影響?？勺冸姼蠰12、L13、L14、L15和電容C50、C53、C54通過(guò)開(kāi)關(guān)S6接入調(diào)整，也諧振于工作頻率，性能為相位幅度調(diào)節(jié)器，經(jīng)組合調(diào)整，T3初級(jí)在發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)兩端無(wú)電流流過(guò)。

2 天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比監(jiān)測(cè)信號(hào)的產(chǎn)生和輸出原理分析

■2.1 天線駐波比信號(hào)的產(chǎn)生及輸出原理

天線駐波比監(jiān)測(cè)信號(hào)由超高速差分比較強(qiáng)N1及其周邊電路組成，R11、R15分壓組成門(mén)限檢測(cè)電壓，設(shè)定的門(mén)限電壓為2.25V，送到N1的4腳同相端，天線駐波比檢測(cè)輸出的直流電壓送到N1的5腳反相端。當(dāng)發(fā)射機(jī)正常工作無(wú)駐波反射時(shí)，全波整流器VD7、VD8無(wú)輸出，比較器N1的4腳同相端電壓高于5腳反相端電壓，比較器N1的11腳輸出高電平到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器N3A的1腳，由于1腳接的是“A”端，因此輸入高電平時(shí)N3A不翻轉(zhuǎn)，其4腳Q非端仍然輸出高電平到顯示板A32，不顯示天線駐波比故障。同時(shí)N1的11腳輸出的高電平送給與門(mén)電路N2的9腳，其10腳如果也是高電平（網(wǎng)絡(luò)駐波比正常），則N2的8腳輸出高電平，不產(chǎn)生天線駐波比關(guān)功放信號(hào)。當(dāng)天線與饋線不匹配或有雷擊等干擾時(shí)，全波整流器VD7、VD8有直流電壓輸出到N1的5腳，其5腳電壓高于4腳的門(mén)限電壓（2.25V）,N1的11腳輸出低電平到N2的9腳，N2的8腳輸出低電平到調(diào)制編碼板A36的數(shù)據(jù)鎖存器清零數(shù)據(jù)關(guān)功放，保護(hù)發(fā)射機(jī)不被損壞。同時(shí)N1的11腳輸出的低電平信號(hào)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路N3A，其4腳反相端輸出約14ms的低電平信號(hào)到顯示板A32顯示天線駐波比故障，并且由控制板A38產(chǎn)生降功率命令，也從另一個(gè)角度保護(hù)了發(fā)射機(jī)。

■2.2 網(wǎng)絡(luò)駐波比信號(hào)的產(chǎn)生及輸出原理

網(wǎng)絡(luò)駐波比監(jiān)測(cè)信號(hào)也由超高速差分比較強(qiáng)N5及其周邊電路組成，R8、R9分壓組成門(mén)限檢測(cè)電壓，設(shè)定的門(mén)限電壓為2.3V，送到N5的4腳同相端，網(wǎng)絡(luò)駐波比檢測(cè)輸出的直流電壓送到N5的5腳反相端。當(dāng)帶通濾波器和輸出網(wǎng)絡(luò)匹配時(shí)，全波整流器VD12、VD13無(wú)輸出，比較器N5的4腳同相端電壓高于5腳反相端電壓，比較器N5的11腳輸出高電平信號(hào)分為兩路，一路送到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器N3B的9腳“A”端，同理N3B不翻轉(zhuǎn)，其12腳Q非端仍然輸出高電平到顯示板A32，無(wú)網(wǎng)絡(luò)駐波比故障，另一路送到比較器N2的10腳，其8腳仍然輸出高電平到A36，不作關(guān)功放處理。當(dāng)帶通濾波器和輸出網(wǎng)絡(luò)不匹配時(shí)，全波整流器VD12、VD13有直流電壓輸出，比較器N5的4腳同相端電壓低于5腳反相端，其11腳輸出低電平，一路輸出給N2的10腳，使N2的8腳輸出端輸出低電平給A36板的數(shù)據(jù)鎖存器，清零數(shù)據(jù)關(guān)功放，保護(hù)發(fā)射機(jī)。另一路低電平觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路N3B的9腳“A”端，其12腳Q非端輸出約19ms的低電平到顯示板A32，顯示故障并發(fā)出降功率命令，也保護(hù)了發(fā)射機(jī)。

3 結(jié)論

無(wú)論是天線駐波比反射和網(wǎng)絡(luò)駐波比反射，均會(huì)產(chǎn)生駐波比監(jiān)測(cè)信號(hào)，第一時(shí)間清零調(diào)制編碼板上數(shù)據(jù)鎖存器的數(shù)據(jù)關(guān)掉功放模塊，隨后又產(chǎn)生降功率信號(hào)，由控制板A38發(fā)出降功率命令降低發(fā)射機(jī)功率，從而很好地保護(hù)了發(fā)射機(jī)。了解發(fā)射機(jī)駐波比監(jiān)測(cè)信號(hào)的取樣、產(chǎn)生及輸出原理，有利于我們調(diào)校、掌握發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)，做好安全播出。