兩部中波發(fā)射機(jī)并機(jī)發(fā)射的實(shí)現(xiàn)

柔 洛

兩部中波發(fā)射機(jī)并機(jī)發(fā)射的實(shí)現(xiàn)

柔 洛

（作者單位：四川省新聞出版廣電局542臺(tái)（803臺(tái)））

542中波發(fā)射臺(tái)三頻共塔天線發(fā)射有三套1kW調(diào)幅廣播節(jié)目，在保證節(jié)目播出不停的情況下，為解決多頻共塔播出效率低下的實(shí)際問(wèn)題，采用了一種利用主備機(jī)進(jìn)行并機(jī)發(fā)射提高輻射功率的方法。本文介紹了中波發(fā)射機(jī)并機(jī)發(fā)射的工作原理和技術(shù)要求，并對(duì)并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際應(yīng)用和特點(diǎn)進(jìn)行了計(jì)算分析。

中波調(diào)幅廣播；三頻共塔；主備發(fā)射機(jī)并機(jī)；網(wǎng)絡(luò)；播出效果；輻射場(chǎng)強(qiáng)

四川省新聞出版廣電局542臺(tái)中波調(diào)幅廣播節(jié)目有三套1kW節(jié)目，采用三頻共塔網(wǎng)絡(luò)共同使用了一副76m拉線塔天線在發(fā)射，但由于三頻共塔網(wǎng)絡(luò)中每路匹配都有兩個(gè)阻塞網(wǎng)絡(luò)，使得每套節(jié)目的傳輸損失大，播出效率不高，節(jié)目播出效果和場(chǎng)強(qiáng)覆蓋受到了明顯影響。為解決這一問(wèn)題，本文提出一種行之有效的減省技術(shù)解決方案：即利用我中波發(fā)射臺(tái)現(xiàn)有主備發(fā)射機(jī)，使兩部1kW發(fā)射機(jī)雙機(jī)并機(jī)發(fā)射來(lái)提高一倍發(fā)射功率，并使輻射場(chǎng)強(qiáng)提高3dB。

1　并機(jī)工作原理與技術(shù)要求

對(duì)于固態(tài)機(jī)而言，要把單機(jī)功率增加一倍，就必須把前放，末級(jí)功放模塊，PDM放大，PDM濾波模塊數(shù)增加1倍，因此要在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)起來(lái)難度很大。并機(jī)是在相同頻率和功率的兩部機(jī)器的前提下實(shí)現(xiàn)，兩部機(jī)器并機(jī)后功率可以增加1倍。利用主備發(fā)射機(jī)并機(jī)發(fā)射則很方便較易實(shí)現(xiàn)。

采取并機(jī)的方案，根據(jù)服務(wù)地區(qū)的不同，隨日出，日落的變化，有時(shí)并機(jī)工作，有時(shí)單機(jī)工作，靈活地控制輻射功率，避免了浪費(fèi)。另外若單機(jī)工作，另一部機(jī)器又可以當(dāng)備份機(jī)用。即使在并機(jī)狀態(tài)下，若一部機(jī)器發(fā)生故障，另一部機(jī)器仍能正常播音，只是場(chǎng)強(qiáng)下降為單機(jī)時(shí)的狀態(tài)和情況。

2　并機(jī)條件技術(shù)要求

（1）兩部發(fā)射機(jī)的頻率必須相同，采用同一個(gè)激勵(lì)器。

（2）兩部發(fā)射機(jī)輸出電壓相位必須相同，也就是兩部機(jī)器的輸出阻抗相同。

（3）兩部發(fā)射機(jī)的輸出功率相等。

（4）兩部機(jī)器采用同一音頻信號(hào)源。并機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理圖如圖1、2所示。

圖1　

圖2　

3　并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)

（1）輸入阻抗，輸出阻抗平衡負(fù)載阻抗以及無(wú)功元件的阻抗絕對(duì)值均等于R0（即等于負(fù)載阻抗）。

（2）對(duì)兩部發(fā)射機(jī)起隔離作用。即當(dāng)兩部發(fā)射機(jī)同時(shí)接上時(shí)，一號(hào)機(jī)在并機(jī)網(wǎng)絡(luò)B點(diǎn)的電壓和二號(hào)機(jī)在并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的A點(diǎn)電壓都等于0，也就是說(shuō)AB兩點(diǎn)間的阻抗為無(wú)窮大。因此，一機(jī)不管發(fā)生任何情況，均不影響另一機(jī)的正常工作。

（3）若兩部發(fā)射機(jī)滿足并機(jī)條件時(shí)，則在負(fù)載上的功率等于兩部發(fā)射機(jī)功率之和。理想的情況，在平衡電阻上不消耗功率。在并機(jī)狀態(tài)下，一部機(jī)器發(fā)生故障，無(wú)功率輸出時(shí)，另一部機(jī)器輸送到負(fù)載和平衡電阻上的功率各一半。

4　并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的隔離原理

首先將圖1和圖2中AB電路的上下支路分別斷開(kāi)，將圖1的負(fù)載R0與-jR0的并聯(lián)電路等效為R0/2與-jR0/2串聯(lián)電路，如圖3所示。圖3是Y型電路，圖4是△型電路。從電工學(xué)理論可知Y—△電路可以互為等效轉(zhuǎn)換。根據(jù)Y—△轉(zhuǎn)換公式：

設(shè)圖2中并聯(lián)支路與阻抗為，則

由此看來(lái)：圖1與圖2是等效的，ADBD′組成的網(wǎng)絡(luò)為并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，因而AB兩點(diǎn)之間可視為近似開(kāi)路，因此在這種狀態(tài)下兩部發(fā)射機(jī)可視為互不影響。

圖3　

圖4　

5　并機(jī)網(wǎng)絡(luò)功能擴(kuò)展及應(yīng)用

（1）并機(jī)網(wǎng)絡(luò)還需要一套控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)真空陶瓷開(kāi)關(guān)的電動(dòng)結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換。可以采用繼電器直接控制，也可以采用集成電路與繼電器相配合的方法，進(jìn)行控制。

（2）并機(jī)網(wǎng)絡(luò)還需要一套監(jiān)視系統(tǒng)，時(shí)刻在儀表中顯示輸出電流，及平衡網(wǎng)絡(luò)電流的變化情況，以便執(zhí)機(jī)員隨時(shí)了解機(jī)器的狀態(tài)。

（3）并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)試也很重要，可以采用阻抗電橋或網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行調(diào)試，必須使平衡網(wǎng)絡(luò)真正達(dá)到并聯(lián)諧振，否則兩部機(jī)器將互相影響，系統(tǒng)不能進(jìn)入良好的并機(jī)狀態(tài)。另外，必須將兩部機(jī)器的輸出阻抗調(diào)整一致，否則將有相移產(chǎn)生，平衡網(wǎng)絡(luò)上將有功率消耗，總輸出功率將小于兩部機(jī)器功率之和。

（4）元器件的選取

平衡電阻R0的選取：

①兩機(jī)功率相同，P1=P2 時(shí)，輸出電壓的相位也相同（即：Φ=0）這時(shí)平衡電阻無(wú)損耗PR0=0。②如P1=P2，若Φ=180°（=-1）兩機(jī)輸出相位相反，則全部功率卻將損耗在平衡電阻R0上。③若P1=10kW，P2=0時(shí)（即一號(hào)機(jī)工作）功率分配為PR0=1/2P1=5kW，發(fā)射機(jī)輸出為5kW。

選R0的功率按第3項(xiàng)選取，即：PR0=5kW

本機(jī)最大調(diào)制能力為140%，那么140%時(shí)：

則：

考慮在Ro上的功率要有冗余度，選2/3位置上工作：

采用甲釉膜電阻RY-50Ω-500W 32只并串，并串，再并串功率為16kW尚可。

電感L1和 L2的選擇：感抗：+ jR0

考慮留有充分的余量，建議選用Φ8的銅管線圈。

電容C1和C2的選擇：

VAB=V1（或V2） M=140% 時(shí)：

C1，C2上的耐壓為：

考慮到安全因素電容工作電壓在2/3為宜，

選用高頻高功率瓷介電容為宜。

電容C3的 選擇：

容抗為：- jR0

考慮到安全因素，電容工作電壓在2/3為宜，

采用高頻高功率陶瓷電容與高頻高功率可變電容并聯(lián)為宜。

6　結(jié)語(yǔ)

并機(jī)網(wǎng)絡(luò)在中波廣播發(fā)射臺(tái)的應(yīng)用愈來(lái)愈受到了重視，有了它發(fā)射臺(tái)可以相對(duì)靈活的控制功率的覆蓋范圍，又有了一個(gè)功率相當(dāng)?shù)膫錂C(jī)。當(dāng)其中一臺(tái)機(jī)器發(fā)生故障時(shí)，可以應(yīng)用適當(dāng)?shù)那袚Q，倒換到單機(jī)工作，有故障的機(jī)器可以自動(dòng)接通假負(fù)載，以便進(jìn)行維修。即使不切換，機(jī)器仍能正常播音，停播率將大為降低。因而并機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)深受發(fā)射臺(tái)的歡迎。

[1]姜云翠.廣播發(fā)射機(jī)并機(jī)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及應(yīng)用[J].中國(guó)傳媒科技,2013(1).