TBH—522 型150kW 短波發射機的應用及維護

王桂祿

【關鍵詞】TBH-522型150kW短波發射機 A4音頻通路板 控制小盒 LF353N JFET輸入型雙運放 集成電路 NPN和PNP構成的互補射極跟隨器

1 前言

北京廣播器材廠在TBH-522型150kW短波發射機的1A8A4音頻通路板中，大量運用了LF353NJFET輸入型雙運放集成電路。音頻通路板的主要作用是把從發射機PSM小盒的輸入輸出板來的音頻信號進行初期處理，以利于后期的A/D變換處理。初期處理是將音頻信號和一個直流和一個超音頻三角波疊加，復合成一個復合信號輸出至1A8A6（快速變換器單元）。它還包含有末級簾柵壓控制電路、浮動載波電路、2.25MHz時鐘發生電路及快速變換器基準電壓產生電路等。LF353N集成電路在音頻通路板中大部分應用于電壓跟隨器和信號放大器。

2 介紹LF353N集成電路

LF353N JFET輸入型雙運放集成電路是把兩個通用型運算放大器集成在一個單片上，其特點是：具有增益高，共模抑制比高、共模范圍寬、補償簡單、工作穩定，兩運放之間溫度穩定性好等特點。兩運放在各自的輸入、輸出，電源及校正電容引出端，使用方便。可廣泛用于各種模擬運算器，有源濾波器，波形發生器，數據放大器等大量使用運放的場合。

LF353N工作穩定，適用于具有很高放大倍數的電路單元。在實際工作電路中，通常結合反饋網絡共同組成某種功能模塊。LF353N的內部電路設計簡潔，此類電路設計在目前的功率運算放大器集成電路設計中大量使用：輸入放大級是由兩只P溝道JFET組成的共源極差分電路，并且用鏡像恒流源做負載來提高增益；在輸入差分放大級和主電壓放大級之間是一個由射極跟隨器構成的電流放大級，用來提高主電壓放大級的輸入阻抗和共源極差分電路的負載增益；主電壓放大級是一個簡單的單級共射極放大電路，為了保證放大器的穩定性，在主電壓放大級的輸出端到輸入差分放大級的輸出端加入了一個電容補償網絡，跟補償電容并聯的二極管保證單級共射極放大電路構成的主電壓放大級不進入飽和狀態工作；輸出電流放大級是NPN和PNP構成的互補射極跟隨器，兩個100Ω的電阻用來穩定輸出電流放大級的靜態電流，200Ω的電阻用來限制輸出短路電流。其電路結構圖如圖1所示。

3 LF353N在TBH-522型150kW短波發射機中的運用

LF353N JFET輸入型雙運放集成電路作為線路驅動器主要用在音頻信號的控制通路中，如圖2。在電路中輸入a信號為發射機的音頻+直流+三角波的復合信號，在送到U3-LF353N集成電路的3腳“+輸入”之前，加了一個允許輸入控制，當發射機在正常工作且有功率輸出后b信號工作指令低電平，Q16工作在截止狀態，信號通過U3射級跟隨器送到U2-LM393N比較器的負輸入端，開始對a信號進行比較。當音頻+直流+三角波的復合信號峰值超過9.2Vp-p時，比較器U2動作，輸出低電平，發射機進行切頂的流程，觸發降功率電路自動降功率，另一路送到RS觸發器，在沒有復位信號的時候，點亮面板的降功率指示燈，同時這個指示燈在降功率結束后依然點亮，需要人工復位后才熄滅。當發射機在非正常時工作或者沒有功率輸出的情況下，b信號工作指令為高電平，Q16導通，將送到U3射級跟隨器的a信號接地，確保U2比較器的“-輸入”端不受a信號的影響。

4 LF353N電路故障時在TBH-522型150kW短波發射機中的現象和處理方法

4.1 發射機切頂指示故障燈常亮

故障現象：發射機在停機檢修后試機，發現過荷保護及PSM控制裝置小盒的切頂故障燈常亮，復位后故障等依然常亮。關斷發射機的燈絲和風水電源后，將整機低壓電源斷電1分鐘，重新加低壓電源后切頂故障消失，等過5、6分鐘后故障燈又出現。

故障處理：根據故障現象，可以判斷為3種原因，首先是過荷保護及PSM控制裝置小盒邏輯錯誤，更換后小盒后加電故障依然存在；跟換PSM控制小盒A4音頻通路板，故障依然存在；用三用表測量PSM控制小盒A4音頻通路板集成電路U2-LM393N的5、6、7腳電壓，5腳為9.2V，6腳為13.1V，7腳輸出為0.13V，說明U2工作正常，比較器的“-輸入端”大于“+輸入端”，輸出為低電平；測量U3-LF353N的1、2、3腳電壓，3腳為0.1V，2腳為13.1V，1腳輸出為13.1V，說明U2工作不正常，射級跟隨器的輸出電壓應該等于輸入電壓；跟換一個LF353N集成電路后測量，故障依然不真常；測量其供電電源，8腳為15.1V，4腳為0.17V，4腳供電不正常，應該是-15V負電源；往前測量A4音頻通路板的-15V電源通路，測量穩壓集成電路U20-7915CT的1、2、3腳的電壓，1腳為0V，2腳為0.17V，3腳輸出為0.17V，說明U20的輸入電源不正常；測量PSM控制小盒的低壓電源板，發現穩壓管U2-CW7924CK的輸出為0V，正常工作為-24V。更換PSM控制小盒的低壓電源板后，發射機工作正常。

故障分析：為了更好的判斷故障，在檢修間搭起了PSM控制小盒的平臺，將U3-LF353N的一腳和2腳跳開與管座的連接，單獨將集成電路1腳與2腳連在一起，并通過1kΩ的電阻接地，斷開PSM控制小盒的低壓電源板的-24V后測量，發現切頂的故障信號又出現。查找該集成電路的參數，LF353N的供電是共模輸入電壓相等的正電源負電源，當負共模電壓波動在3V的負電源時，放大器工作在正常放大模式；當負共模輸入電壓失調，即超過了規定的共模電壓的門限，無論是輸入是多少，運放將迫使輸出到一個高狀態，可能導致一個反轉的輸出階段。而當共模供電電壓恢復正常時，鎖存器解鎖，因次允許輸入信號正常輸入，從而LF353N運算放大器工作在在一個正常的運行模式。

維護和改進方法：首先應將原來的PSM控制小盒的低壓電源板進行改進，將電壓的輸出進行監測，用表針或數字表頭來指示電壓，能減少判斷故障的時間；第二是將LF353N集成電路更換成LF353P，經過測試，LF353P在負電源供電電壓變化超過門限時，輸入電壓只要大于負電源電壓，輸出電壓等于輸入電壓，避免了判斷集成電路故障的時間。當發射機開機時，由于切頂故障會動作發射機降功率，所以在加功率時必須功率復位或者按手動升功率，發射機功率才能恢復到正常狀態。

4.2 發射機播出時切頂指示故障燈常閃亮

發射機播出時切頂指示故障燈常閃亮，發射機降功率。出現此類故障有兩種情況：一是當調制器功率模塊損壞超過8塊時，（載波功率正常時開通20塊，100%調制時開通40塊，）為了保證100%調制信號的正常輸出，需要將發射機的功率自動降低，載波開通模塊數減少，調制開通模塊也相應減少，滿足100%調制時發射機輸出射頻信號的波形不發射畸變。第二種是當a信號過大，超過載波電平9.2V時，發射機切頂動作，降低發射機功率，保證調幅信號的正常輸出，確保高末電子管的屏級電壓不過壓保護或者過流保護。

5 總結

我們通過描述LF353N的工作狀態和性能，和在TBH-522型150kW短波發射機中的運用和引起的故障描述，提高我們對LF353N集成電路的認識，增強對其在TBH-522型150kW短波發射機中的作用，提高我們對TBH-522型150kW短波發射機的維護能力。

參考文獻

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