HCDF-300W 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)功放原理分析

□曾祥燕 楊志平 巫開華

隨著中國地面無線數(shù)字電視的逐漸普及，數(shù)字電視發(fā)射機(jī)已逐漸被各發(fā)射臺(tái)站使用。HCDF-300W 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)是國家廣電總局無線局廣播電視數(shù)字化試點(diǎn)項(xiàng)目中標(biāo)設(shè)備，是縣級(jí)地面數(shù)字電視發(fā)射臺(tái)的核心設(shè)備，在全國應(yīng)用非常廣泛。該機(jī)功放部分立足于高可靠、高指標(biāo)的設(shè)計(jì)思想，各級(jí)功放全部采用偶數(shù)功率管設(shè)計(jì)原則，并留有功率余量，不會(huì)因某級(jí)功放中某管不正常工作而造成停機(jī)。其末級(jí)利用魏金森網(wǎng)絡(luò)（WILKENSON）原理進(jìn)行同相分配和合成，整機(jī)采用三路150W 功放一次合成，確保300W功率輸出，功率余量可達(dá)350W 以上。

功放單元的工作原理

300W 功放單元由1 只3 路分配器、3 路150W 功放單元、1 只3 路合成器組成。輸入射頻信號(hào)經(jīng)3 路同相分配器后，送入3 路150W 功放單元，經(jīng)大功率3 路合成器后，輸出功率在300W 以上，經(jīng)數(shù)字帶通濾波器，輸出功率大于300W 以上。3 組150W 功放具有相同的指標(biāo)，同增益、同相位、同功率，因此之間可相互調(diào)換。

150W 數(shù)字功放單元由一級(jí)放大器組成，增益為19～21dB，由2 只PHILIPS 公司生產(chǎn)的BLF878 組成放大模塊，輸出功率150W。該管單管輸出功率可達(dá)80W，合成輸出在150W 以上。附屬部分有液晶指示、控制電路2 路3dB 同相分配器和2 路同相合成器。二個(gè)管子輸入合成和分配均采用3dB 傳輸線定向耦合器。采用該網(wǎng)絡(luò)分配和合成，具有良好的相互隔離能力，吸收端采用大功率吸收負(fù)載。在雙管工作時(shí)，其中某一管不正常工作，整機(jī)仍能不間斷工作。另外采用該匹配輸入、輸出分配和合成電路，分配和合成無需調(diào)試，而且頻帶寬、匹配好。

每組功放都設(shè)有獨(dú)立的過流、過壓、過激勵(lì)、過反射等保護(hù)系統(tǒng)，具有自我診斷、自我報(bào)警功能。每個(gè)功率管的各種參數(shù)及整組功放的各種參數(shù)，通過耦合、檢波、取樣送入液晶控制單元供指示及控制使用。

分配和合成是采用魏金森原理設(shè)計(jì)的同相分配和合成技術(shù)，然后通過大功率同軸變阻器進(jìn)行功率合成。其網(wǎng)絡(luò)圖（見圖2）：

合成網(wǎng)絡(luò)采用進(jìn)口同軸電纜、隔離電阻及大功率同軸式阻抗變換器組成，N路信號(hào)經(jīng)過同軸電纜1/4 波長(zhǎng)、LN1、LAN2、LAN 變到節(jié)點(diǎn)I，再經(jīng)過十路同軸式阻抗變換，將阻抗50Ω/14 變?yōu)?0Ω。該變換器是利用階梯阻抗變換原理，采用平坦型設(shè)計(jì)，利用二節(jié)1/4 波長(zhǎng)進(jìn)行變換，實(shí)現(xiàn)寬帶匹配。另外同軸阻抗變換器設(shè)計(jì)充分考慮到所承受的功率余量，其設(shè)計(jì)可達(dá)到20KW 以上。由同軸電纜LB1…LBN、LC1…LCN 及隔離負(fù)載RG1…RGN 一起組成魏金森匹配網(wǎng)，其基本作用是具有寬帶匹配，相互隔離好。當(dāng)某一路出現(xiàn)故障時(shí)，其不平衡造成的功率送入到隔離負(fù)載，而不會(huì)影響其他路的正常工作。魏金森同相匹配網(wǎng)的另外優(yōu)點(diǎn)是可以任意增加路數(shù)，在多路同相合成時(shí)，其總功率輸出不會(huì)因某一路損壞而影響太大。當(dāng)一路或幾路不正常時(shí)對(duì)總輸出功率的影響由下面公式可得出：

注：N 為總路數(shù)，M 為損壞路數(shù)，P0為單路輸出功率

當(dāng)一路損壞時(shí)，

二路損壞時(shí)，

發(fā)射機(jī)的技術(shù)維護(hù)是廣播電視安全播出工作的重要組成部分，要做好這項(xiàng)工作需要從細(xì)節(jié)入手，多學(xué)習(xí)多總結(jié)，以快速排除各類故障，確保廣播電視信號(hào)安全、優(yōu)質(zhì)的送入百姓家。