放大電路在DX中波發射機弧光檢測電路的作用分析

魏宏林

（作者單位：國家新聞出版廣電總局953臺）

放大電路在DX中波發射機弧光檢測電路的作用分析

魏宏林

（作者單位：國家新聞出版廣電總局953臺）

弧光檢測電路是DX中波發射機檢測電路的重要組成部分，而構成弧光檢測電路的差動放大電路因其具有對稱放大性能好、漂移電壓抑制徹底、對實際輸入的模擬信號共模電壓的抗干擾能力強，在弧光檢測電路中具備重要信號的處理功能，明白它的工作原理，能有效地解決弧光檢測電路發生的故障，并且提出徹底的解決辦法。

輸出監測板；弧光檢測；差分放大電路；故障原理；解決辦法

DX中波發射機的射頻功率合成器將所有單個射頻功率放大器模塊的射頻輸出匯總在一起，形成單一的一個幅度調制的射頻輸出信號。將那些單個的射頻功放模塊匯總或者合成在一起，通過一個多圈初級/單圈次級的變壓器/合成器得以實現。每個射頻功放模塊的輸出都接到一個鐵氧鐵變壓器對應的一個初級繞組上。這個鐵氧體變壓器的次級繞組是單圈的一根銅棒，其接在地和輸出電路之間，射頻能量是通過這些多圈的初級鐵氧體環耦合到單圈的次級銅棒上。這根銅棒穿過那些鐵氧體環的中央，將射頻能量匯總起來并將它傳送到輸出電路中。在這個次級銅棒接地點處，射頻電壓為零，隨著射頻模塊的工作，射頻電壓就增加，它沿著每個鐵氧體環變壓器的中央到達了匹配網絡。這個功率合成器和那些射頻放大器模塊的雙重作用，在輸出端產生了射頻電壓臺階。由于高頻、高壓、高電流的工作狀態，容易發生打火現象。這就需要在容易發生弧光的地方安裝弧光檢測器，并且將這些檢測器收集到的信號進行匯總處理。

1　弧光檢測電路工作原理

如圖1所示，DX中波發射機輸出監測板上有兩個打火檢測器，即下方的弧光檢測器和上方的弧光檢測器。兩個檢測器的輸出經過適當處理作為一個網絡VSWR故障輸出到發射機PLC中進行處理，進而對發射機進行降功率操作。

1.1下方的弧光檢測器

下方的弧光檢測器2A2對擴展的功放機柜進行監測。一個電弧傳感連接到一個比較器的輸入端。下方弧光檢測器閥限調整電位器R117為這個比較器設置閥限電壓。

U32的4端口輸入電壓的變化范圍，可以通過計算可調電阻的分壓范圍進行計算，可調電阻的電壓調節范圍：通過計算可以知道，U32放大器的4腳電壓，即TP35的電壓可以在0.1～14.9V范圍內調節，一般設置TP35的值為0.76V。

如果發生一次打火，比較器U32的5輸入端的電壓就將大于4輸入端，比較器的輸出就變為邏輯低電平。這個反相的輸出加到網絡VSWR測試線上，又觸發了輸出網絡VSWR比較器。在輸出過程中弧光打火指示燈DS5變為紅色，以進行可視指示，直到用弧光故障指示器復位開關S5手動復位。如果J9的電纜沒接上，就去掉了內鎖回路的地，進而會產生一個故障。

1.2上方的弧光檢測器

如圖1弧光檢測電路所示，在上部弧光檢測電路中，U28是一個差分放大器，兩個傳感器的輸出端分接在它的兩個輸入端上。通過調整傳感器平衡控制，使基準傳感器電壓與實際傳感器的輸出相一致。因此，差分放大器的輸出，在TP40端的打火電平將為0VDC。

上方弧光檢測器3A2用于監測輸出網絡。采集的信號接在差分放大器U28的兩端。這個電壓，即上方弧光采樣電壓，可以在TP39端測量。這個傳感器平衡調整電位器R148是用來調整TP43端的電壓，即打火基準電壓，其信號接在差分放大器U28的1端。如果發生一次實際打火，差分放大器U28的輸出就會增加，比較器U28的（+）輸入端的電壓將高于其（-）輸入端，比較器就輸出邏輯高電平。這個輸出將與下方打火檢測器起的作用相同。如果從輸出網絡頂部進入的環境光線的量過多，可能就無法進行打火檢測了。在這種情況下，將通過絕對比較器產生相同的故障。

差分放大器的工作原理，由差分放大器的放大公式：

（其中Ad是差模增益，Ac是共模增益）對于完全對稱的差分放大器來說，其Ac=0，故輸出電壓可以表示為如下公式。

可知TP40輸出信號強度為：

其中，TP34測試點表示上機柜弧光檢測器的門限電平設置值；TP43測試點表示差分放大器的輸入弧光參考電平設置值；TP35測試點表示下機柜弧光檢測器的門限電平設置值。在這里，差分放大器的作用為對差模信號（上機柜弧光傳感電壓值和參考電平的差值）進行放大，使INA110差分放大器的輸出更加穩定，抗干擾能力更強，避免弧光檢測電路的誤動作。

圖1　弧光檢測電路

2　發射機出現的故障現象

在維護DX中波發射機的過程中，發現了兩種故障現象。

第一，開機后，發射機頻繁出現弧光報警，但未聽到打火聲音，停機后經過檢查也未發現打火點；可以預判可能是對應的弧光檢測裝置設置的電平值有可能偏低，致使弧光檢測裝置頻繁發出報警。

第二，二是聽到打火聲音，停機后經過檢查也了發現打火點。但是，對應的弧光沒有報警。預判可能是電平值設置過高，致使弧光檢測器沒有動作。

3　故障處理

故障的查找分為兩種情況。

3.1DS5下方打火指示燈亮為紅色

如果已經確認在擴展的功率單元機柜中沒有發生打火，進行下列故障查找：檢查一下電纜線是否準確地插在J9中；檢查插入2A2下方打火檢測器板的那條電纜是否正確；如果TP40端的電壓不是0VDC，就檢查傳感器平衡的統調情況，如果有必要，更換U28和一些傳感器；如果TP40端是0VDC，TP34端的電壓與工廠的測試數據相符，更換U32或者U33；如果指示燈不能被復位，更換U23。

3.2DS4上方打火指示燈亮為紅色

如果已經確認輸出網絡中沒有發生打火，環境光線沒有超過正常要求，進行下列故障查找；檢查電纜是否正確地插進J9中；檢查插入3A2上方打火檢測器板的那條電纜是否正確。如果有必要就更換U32。

3.3做具體判斷

具體方法如下：用萬用表將有弧光保護異常的設備進行測量，對發射機輸出監測板的TP34、TP35、TP43進行測量，首先確定一下各位置對應的弧光檢測線路板名稱、測試點和調整電位器的情況具體如表1所示。

表1　弧光監測電路中的測試點和可調電位器

其中，表1中TP34測試點表示上機柜弧光檢測器的門限電平設置值；TP43測試點表示差分放大器的輸入弧光參考電平設置值；TP35測試點表示下機柜弧光檢測器的門限電平設置值；TP20和TP21測試點表示下機柜弧光檢測限位。

當弧光保護異常時及時測量，將測定值與參考值相比較。如果差異太大，可適度調整對應電位器使設定值與參考值相接近，如果是差分放大器U28損壞，及時更換。開機觀察弧光保護效果，如一切正常說明調整成功；如果開機觀察弧光保護效果不好，則可適當再次調整電位器，使弧光保護效果達到最佳。

4　結語

差動放大電路在DX發射機的模擬信號檢測電路前端應用較多，它能將變化較大的脈沖型模擬信號進行放大和量化，再供給其后的放大電路和比較電路，這樣大大提高了放大電路和比較電路的輸出可靠性。所以，掌握其工作原理對處理一些發射機的偶發性故障非常有幫助。

［1］李天德.《廣播電視發送與傳輸維護手冊》DX型大功率中波發射機第3分冊［M］.北京：國家廣電總局無線電臺管理局，2000：87-94.

［2］王永軍，從玉珍.數字邏輯與數字系統［M］.北京：電子工業出版社，2005.

［3］湯山俊夫.數字電路設計［M］.北京：科學出版社，2006.