中波發(fā)射機調(diào)制編碼板電源電路研究

［關(guān)鍵詞］中波發(fā)射機；調(diào)制編碼板；電源電路

［中圖分類號］TM73 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）11–0138–03

DX型中波發(fā)射機的音頻系統(tǒng)由模擬輸入板、模數(shù)轉(zhuǎn)換板、調(diào)制編碼板組成，其中調(diào)制編碼板承擔了信號轉(zhuǎn)換、功放模塊開關(guān)控制、故障檢測等多項關(guān)鍵任務(wù)，工作性能直接影響到發(fā)射機的音頻質(zhì)量和整機穩(wěn)定性。10 kW 發(fā)射機調(diào)制編碼板，由數(shù)據(jù)鎖存器、只讀存儲器、電纜聯(lián)鎖檢測及功放開斷電路等器件構(gòu)成，為了確保調(diào)制編碼板正常工作，其電源電路必須穩(wěn)定可靠。

1調(diào)制編碼板在DX型中波發(fā)射機中的核心作用

DX型10kW中波發(fā)射機的音頻系統(tǒng)由模擬輸入板、模數(shù)轉(zhuǎn)換板、調(diào)制編碼板組成。調(diào)制編碼板的主要功能是將來自模數(shù)轉(zhuǎn)換板的12bit數(shù)字音頻信號，變換為控制功率放大級的RF 放大器模塊的開通/ 關(guān)斷控制信號，產(chǎn)生相應(yīng)的載波和調(diào)制電平，并對48 個功放模塊進行開關(guān)控制。其中6 只“小臺階”由12 bit 數(shù)字信號低6 位（B7—B12）直接控制，42 只“大臺階”功放則由高6 位（B1—B6）作為地址碼讀出ROM 的預錄入數(shù)據(jù)，間接控制開關(guān)。相關(guān)功能為發(fā)射機整機播出質(zhì)量和安全穩(wěn)定運行提供了重要保障。

2調(diào)制編碼板電源電路原理

2.1調(diào)制編碼板供電電路

直流穩(wěn)壓板產(chǎn)生調(diào)制編碼板所需要的 B+ 電路，以兩接線端輸入的方式為電路的所有集成電路供電。電路采取保險管和穩(wěn)壓二極管雙重保險措施，可快速抑制瞬變電壓信號，保護其電壓中值在5.75 V。當電源異常時，保險管熔斷，保護調(diào)制編碼板工作電路。

B– 電路由“音頻+ 直流”信號調(diào)制直流穩(wěn)壓器的輸出電壓，為功放級中RF 放大器提供偏置電壓，通過控制功放模塊的開關(guān)時間來減少失真和噪聲輸出。開關(guān)時間隨工作的模塊數(shù)量變化而變化，低功率電平時，只有幾個大臺階模塊導通，每個功放模塊的負載也較輕。隨著更多的模塊加入工作，模塊的負載電流變化幅度加大，從而使模塊開關(guān)時間也相應(yīng)的需要加快。在高功率電平時，由于大多數(shù)模塊都在開通狀態(tài)，模塊負載的變化更緩慢，其開通與關(guān)閉對負載電流的影響變小，因此模塊的開關(guān)時間也應(yīng)減緩。綜上，在B– 電源電路中引入一個音頻預失真電路，可適配B– 電壓這種非線性方式的變化。在10 kW 發(fā)射機滿功率播出時，B– 的瞬時電壓范圍大約在-2～-6 V，其范圍隨輸出功率的降低而減小。

2.2數(shù)字音頻數(shù)據(jù)電路

數(shù)字音頻數(shù)據(jù)電路由分壓電阻R1、R2，數(shù)據(jù)鎖存器和只讀存儲器組成。來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的12 bit 字符經(jīng)接線端X17-2 至X17-24 輸入（X17奇數(shù)腳接地）。高電平輸入時，可由電阻分壓為數(shù)據(jù)鎖存器輸出約3.3 V 高電平信號，相對應(yīng)的模塊開通。當?shù)碗娖捷斎?，則關(guān)閉相應(yīng)的模塊。

數(shù)字音頻電路的輸出狀態(tài)直接關(guān)系功放模塊的開通數(shù)目，從而影響到輸出功率及調(diào)制幅度。其中信號B7—B12控制二進制臺階的開關(guān)，能夠提高對音頻信號的還原分辨率。B1—B6對應(yīng)的十進制數(shù)字即為開通的大臺階功放數(shù)量，實現(xiàn)對42塊功放模塊輸出功率的調(diào)制（6位地址碼可編輯控制64個大臺階模塊，10kW發(fā)射機中只配置了42個大臺階模塊），其對應(yīng)關(guān)系見表1。

2.3關(guān)鍵器件DS0026的特性及工作原理

為完成功放模塊的開關(guān)驅(qū)動，在調(diào)制編碼電路中，由驅(qū)動器DS0026將鎖存器輸出的TTL 信號轉(zhuǎn)換成適當?shù)碾妷?，提供給模塊作為其開關(guān)的輸入信號。DS0026是一款高速反相MOS時鐘驅(qū)動器，具有高速運行、驅(qū)動大電容負載等特點，可將標準TTL輸出轉(zhuǎn)換為MOS 邏輯電平，其輸出電平與外接電壓基本一致，提供峰值為1.5A輸出電流作為驅(qū)動電流推動后連的相關(guān)電路，通過調(diào)整器件外圍電路的分壓電阻，可方便設(shè)定所需的輸出電壓。DS0026 具有良好的開關(guān)特性和轉(zhuǎn)換速率，差分電壓范圍在10～20 V，可在0～75℃溫度環(huán)境下穩(wěn)定運行，其核心電氣特性見表2。

在調(diào)制編碼板上，每個大臺階的轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路都相同。如圖1所示，以1號大臺階功放模塊的轉(zhuǎn)換驅(qū)動電路為例，具體討論DS0026 如何將鎖存器輸送的0～5V TTL 邏輯電平，疊加驅(qū)動器輸出端B–電壓，轉(zhuǎn)換為功放模塊的控制電壓。N5A 內(nèi)部是由兩個三極管構(gòu)成的驅(qū)動器DS0026，其正偏三極管的集電極與B+ 電源相連，反偏三極管的發(fā)射極與地相連。驅(qū)動器接受來自鎖存器N3（74HC273）的2 腳輸出作為輸入信號。其輸出端由電阻R77、R101 組成電壓分配器，與調(diào)制B– 電源相連，輸出功放模塊的開關(guān)控制信號。當N3-2 腳輸出的是一個邏輯高電平時，反偏三級管導通，正偏電阻R77 接地，驅(qū)動器N5A-7腳輸出低電平，B– 電源分壓，其分壓得到的負電壓Vout^- 滿足公式V_out-=V_B-×R₇₇（R₇₇+R₁₀₁），為1 號大臺階功放模塊提供開通信號。當N5A-2腳輸入端是邏輯低電平時，正偏三級管導通，N5A-7 腳輸出B+電源到分壓電阻上，向1 號功放模塊輸出正電壓，控制其關(guān)斷。R61 為阻隔電阻，電容器C61 和C77 為旁路電容，用于改善N5A 的脈沖信號波形。

2.4電纜聯(lián)鎖電路

接受信號控制開關(guān)的48 塊功放模塊每4個一組，其連鎖短接銅皮首尾串連，組成共12路電纜聯(lián)鎖信號電路。當該組所有功放模板插接良好時，這一路輸入電源的+5V電平經(jīng)由4個分壓電阻接地，提供正常的低電平輸入信號。當一組中的某一功放模板插接異?；蚵?lián)鎖電路開路時，分壓器的下偏電阻與地斷開，聯(lián)鎖電路提供高電平輸入，經(jīng)相關(guān)器件最終由三輸入端或非門輸出電纜聯(lián)鎖故障信號。

電纜聯(lián)鎖故障信號產(chǎn)生后，一路送到“關(guān)功放”電路，用于控制關(guān)斷所有功放模塊。一路經(jīng)倒相后，作為故障信號送往顯示板（A32）I類故障檢測電路，關(guān)閉發(fā)射機高壓。一路作為聯(lián)鎖狀態(tài)顯示電路的驅(qū)動信號，輸出一個低電平，使+5V電源通過電阻器點亮紅色故障指示燈。

此外，來自直流穩(wěn)壓板（A30）的屏蔽接地聯(lián)鎖信號，經(jīng)由調(diào)制編碼板送往顯示板（A32）I 類故障檢測電路，當接地開路時，產(chǎn)生的高電平關(guān)斷發(fā)射機高壓。

3調(diào)制編碼板電源電路運維要點

3.1正確檢測B+穩(wěn)壓電源輸出電壓

B+穩(wěn)壓電源為調(diào)制編碼板上驅(qū)動電路提供工作電源，其輸出電壓直接影響編碼板的效能狀態(tài)，因此B+ 電源電壓穩(wěn)定輸出是調(diào)制編碼板運維的核心要求。調(diào)制編碼板中B+ 穩(wěn)壓電源標稱值為+5V。實際運行中由于器件老化、溫度變化等因素影響，當出現(xiàn)故障提示時，應(yīng)首先使用數(shù)字萬用表測量TP2 的電壓。若TP2 電壓異常，應(yīng)檢測TP15。若TP15 值正常，則應(yīng)測量TP15 至保險管負載端電壓，判定保險是否開路；若TP15 電壓異常，應(yīng)繼續(xù)向前端測量直流穩(wěn)壓板上TP4 的電壓值，依次檢查穩(wěn)壓二極管VD2、VD5 及測量集成電路N1（UC3834）1、8、9、12、16、10、14 腳判斷損壞元件及故障部位。

3.2檢查調(diào)制B–電源驅(qū)動信號

不同于B+ 電路，B–電壓的大小受音頻輸入和載波功率電平的調(diào)制，其驅(qū)動信號的質(zhì)量直接影響調(diào)制編碼效果，因此在調(diào)制編碼板維護過程中，有必要使用示波器定期檢查測量點TP1 的波形和電平，及時發(fā)現(xiàn)和排除故障隱患。當B– 無輸出或輸出小于-2 V時即可認為B– 電源故障，常見故障有保險管熔斷、穩(wěn)壓二極管擊穿、集成電路N3（UC3834）損壞等。

3.3調(diào)制編碼功放電纜聯(lián)鎖維保

來自功率合成器母版的12路電纜聯(lián)鎖電路需要所有功放模塊在插槽插接牢固。當電纜聯(lián)鎖指示故障時，可用萬用表電壓檔測量分壓輸出點的電平高低，快速判斷模塊組與插槽的接觸情況，縮小故障范圍，針對性進行處理。在日常維護中應(yīng)避免頻繁插拔模塊，定期清理版面附著灰塵，檢查功放母版到調(diào)制編碼板和調(diào)制編碼板到顯示板之間的傳輸電纜是否接插到位或脫線開落。

4結(jié)束語

文章對DX型10kW中波發(fā)射機調(diào)制編碼板電源電路進行了研究，結(jié)果表明，其供電電源 B+ 電路及B–電路的電路設(shè)計能夠為調(diào)制編碼板上的集成電路和工作模塊提供穩(wěn)定可靠的工作電壓。DS0026 轉(zhuǎn)換速率快，驅(qū)動能力強，可將標準TTL 輸出轉(zhuǎn)換為MOS 邏輯電平，符合擴流推動功放器的設(shè)計要求。電纜聯(lián)鎖電路可實現(xiàn)42 塊功放模塊集約高效的精確控制。運維中應(yīng)做好定期檢查和調(diào)整，保證調(diào)制編碼板電源電路長期穩(wěn)定工作。