淺談中波10kW發(fā)射機帶通濾波器工作原理

張 軍

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心杭錦843臺 內(nèi)蒙古 杭錦旗 017400

1 概述

2 帶通濾波器工作原理

帶通濾波器應該有完全平坦的通帶，在通帶內(nèi)沒有放大或者衰減，并且在通帶之外所有頻率都被完全衰減掉，另外，通帶外的轉(zhuǎn)換在極小頻率范圍完成。在中波10kW 發(fā)射機帶通濾波器電路中，由于濾波器中心頻率對電路元件（如電容、電阻、電感） 參數(shù)敏感，較難設計合適參數(shù)，電路元件參數(shù)隨外界環(huán)境干擾發(fā)生變化，導致中心頻率偏移，影響濾波結(jié)果準確性。因此，帶通濾波器電路調(diào)試效果直接影響發(fā)射機運行狀態(tài)和發(fā)射節(jié)目質(zhì)量。

2.1 帶通濾波器電路器件組成

帶通濾波器電路由電容和電感組成，屬于無源模擬濾波器，電路利用電容阻低頻通高頻和電感通低頻阻高頻的特性，組成串聯(lián)、并聯(lián)諧振完成濾波和阻抗提升任務。

2.2 串聯(lián)諧振在電路中的作用

串聯(lián)諧振串聯(lián)在電路中（如圖1 所示），由于串聯(lián)諧振對諧振頻率阻抗小，低頻和高頻信號不易通過，與諧振頻率相同信號容易通過。

圖1 串聯(lián)諧振串聯(lián)電路

串聯(lián)諧振短路在電路中（如圖2 所示），低頻和高頻信號容易通過，而與諧振頻率相同信號對地短路，不易通過。

圖2 串聯(lián)諧振短路電路

2.3 并聯(lián)諧振在電路中的作用

并聯(lián)諧振串聯(lián)在電路中（如圖3 所示），由于并聯(lián)諧振對諧振頻率阻抗無窮大，低頻和高頻信號容易通過，而與諧振頻率相同信號卻不易通過。

圖3 并聯(lián)諧振串聯(lián)電路

并聯(lián)諧振短路在電路中，由于并聯(lián)諧振對諧振頻率阻抗無窮大，低頻和高頻信號不宜通過，直接對地短路濾掉，與諧振頻率相同信號才易通過，如圖4 所示。

圖4 并聯(lián)諧振短路電路

3 帶通濾波器電路組成、調(diào)試

3.1 帶通濾波器電路組成

由一個串聯(lián)諧振和一個并聯(lián)諧振組成（如圖5 所示），射頻信號先到串聯(lián)諧振，串聯(lián)諧振對諧振頻率阻抗小，對本頻以外信號阻抗較大，低、高頻信號不易通過，與諧振頻率相同信號易通過，本頻信號直接通過串聯(lián)諧振到并聯(lián)諧振，根據(jù)并聯(lián)諧振對諧振頻率阻抗無窮大，對低、高頻信號阻抗小，低、高頻信號直接短路接地通過諧振濾除多余頻率成分，本頻信號直接通過。

圖5 帶通濾波器組成及工作原理

圖6 帶通濾波器電路

3.2 帶通濾波器電路調(diào)試

功率合成器輸出阻抗（4Ω） 與射頻輸出檢測點（50Ω）之間阻抗匹配，是利用并聯(lián)諧振回路抽頭阻抗變比關系實現(xiàn)。在實際調(diào)整時，使電感L1 和電容C1 及功率合成變壓器漏感、引線分布參數(shù)串聯(lián)諧振于發(fā)射機的載波頻率，使電感L2、電容C2 并聯(lián)諧振于發(fā)射機的載波頻率，這樣就使得發(fā)射機功率合成器輸出信號通過串聯(lián)諧振回路后，輸出載頻成分電流最大而其他成分電流較?。煌ㄟ^并聯(lián)諧振回路后，輸出載頻成分電壓最大而其他成分電壓較小，從而起到濾除發(fā)射機功率合成器輸出信號雜波成分而輸出典型載頻調(diào)幅信號作用。

適當選擇阻抗微調(diào)網(wǎng)絡與L2 連接點（抽頭）的位置，可使得從合成器向輸出網(wǎng)絡看阻抗為4Ω，而從射頻輸出檢測點往帶通濾波器看阻抗為50Ω，從而獲得阻抗匹配。

4 歐姆阻抗調(diào)試

帶通濾波器需要消耗輸出功率能量，進行負載阻抗調(diào)試，10kW 功放合成輸出阻抗為4 歐姆。調(diào)整方法為調(diào)整串聯(lián)到并聯(lián)接入點位置（圖6：L2-2 抽頭），可改變功率合成器輸出阻抗大小，如果虛部不能為零，再通過調(diào)整串聯(lián)電感抽頭（圖6：L1 抽頭）使阻抗達到純阻。

調(diào)試阻抗若小于4 歐姆，相當于負載調(diào)輕，不能完全消耗功放輸出能量，功放負載加重，每塊功放板工作量增加，不用開啟18 塊功放板工作，功率能輸出10kW。

調(diào)試阻抗若大于4 歐姆，相當于負載調(diào)重，功放負載減輕，每塊功放板工作量減少，需要開啟18 塊以上功放板工作，功率才能輸出10kW。

總結(jié)

帶通濾波器是發(fā)射機電路中承上啟下的電路，對上消耗功率合成能量，對下完成阻抗匹配提升，帶通濾波器工作狀態(tài)直接影響發(fā)射機運行穩(wěn)定和節(jié)目輸出效果，影響發(fā)射機頻響和失真兩大電聲指標。在季節(jié)交替調(diào)配網(wǎng)絡維護檢修計劃中應將帶通濾波器測試計劃在內(nèi)，適當調(diào)整帶通濾波器阻抗，使濾波電路達到最佳濾波和良好阻抗匹配效果，確保發(fā)射機運行穩(wěn)定和節(jié)目優(yōu)質(zhì)輸出。

審稿人：趙 峰 內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視監(jiān)測與發(fā)展中心 正高級工程師