數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)的駐波比監(jiān)測保護(hù)電路

胡慶慶

（作者單位：河南省安陽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)）

數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)的輸出功率要通過諧振濾波網(wǎng)絡(luò)和天饋網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)輸?shù)教炀€上，由于各種原因在傳輸過程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射波，這種反射波與入射波的比值就叫駐波比。當(dāng)機(jī)器駐波比過大時(shí)會(huì)損壞功放模塊，所以在發(fā)射機(jī)故障保護(hù)系統(tǒng)中設(shè)置了駐波比監(jiān)測保護(hù)電路。

發(fā)射機(jī)的A27電路板是駐波比監(jiān)測板，包括有天線駐波比檢測電路和帶通濾波器駐波比檢測電路兩個(gè)部分。用于檢測輸出網(wǎng)絡(luò)和天調(diào)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)引起的駐波比變化。若檢測到有駐波比故障信號(hào)發(fā)生時(shí)功放模塊很快關(guān)斷，這樣可以保護(hù)功放模塊的場效應(yīng)管。單個(gè)駐波比超限信號(hào)會(huì)使關(guān)功放邏輯電路動(dòng)作，關(guān)閉發(fā)射機(jī)輸出功率，且在20 us內(nèi)使發(fā)射機(jī)恢復(fù)正常工作。連續(xù)重復(fù)的駐波比超限信號(hào)可使發(fā)射機(jī)降低功率，使機(jī)器運(yùn)行在一個(gè)安全的功率等級(jí)上。

1 工作原理

駐波比電路在發(fā)射機(jī)輸出端接的是純阻負(fù)載（50+j0 Ω）時(shí)，進(jìn)行“平衡”，即調(diào)整相位與幅值關(guān)系，駐波比是1且電流電壓同相。若負(fù)載阻抗發(fā)生變化則電流、電壓幅值相應(yīng)變化，相位關(guān)系也要隨著變化，任何變化值駐波檢測電路都會(huì)輸出一個(gè)電壓。

從傳輸網(wǎng)絡(luò)送來的取樣電流、電壓都被送到駐波檢測電路的變壓器T3的初級(jí)線圈首末端，若取樣同相、同等幅值，則沒有射頻電流流過變壓器，只要有一個(gè)或兩個(gè)取樣有相位、幅值變化，變壓器T3初級(jí)就有電流流過。其次級(jí)的線圈中就有隨著變化的電壓，通過全波整流器在輸出端產(chǎn)生一個(gè)直流電壓。為消除電流、電壓取樣值之間的互相作用，初級(jí)線圈設(shè)計(jì)成并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧在發(fā)射機(jī)工作頻率上，在二者取樣之間提供一個(gè)高阻值。

天線零位和濾波器零位電壓表顯示的是相對(duì)讀數(shù)，在駐波比檢測器為“平衡”狀態(tài)時(shí)讀數(shù)為零。如果濾波器網(wǎng)絡(luò)失諧，天調(diào)網(wǎng)絡(luò)阻抗變化則駐波比零位指示讀數(shù)上升。

如圖1所示，比較器N2(LM360)是濾波器駐波比超限關(guān)斷保護(hù)電路，N2同相端③腳接參考電壓，設(shè)置為2.25 V（實(shí)際中50 kW為1VDC，25 kW為0.8VDC，10 kW為2.3VDC）。N2反相端②腳接入的是來自駐波比檢測器的直流信號(hào)，發(fā)射機(jī)正常時(shí)N2②腳電壓低于參考電壓，比較器輸出端⑦腳是“高”電平，若有駐波比超限時(shí)N2②腳電壓超過“參考電壓”值，比較器輸出則是“低”電平。

駐波比超限低電平信號(hào)經(jīng)顯示板（A32）的邏輯電路送到調(diào)制編碼器（A36）板，迅速關(guān)斷發(fā)射機(jī)功率，避免設(shè)備故障和過載的發(fā)生，C18、R33網(wǎng)絡(luò)會(huì)使N2⑦腳在約20 us時(shí)間內(nèi)保持低電平。

短時(shí)間內(nèi)連續(xù)重復(fù)的發(fā)生駐波反射時(shí)，信號(hào)會(huì)經(jīng)顯示板（A32）送到控制板（A38）產(chǎn)生降功運(yùn)行指令，使發(fā)射機(jī)降功運(yùn)行。

圖1 駐波比故障監(jiān)測保護(hù)電路圖

2 故障實(shí)例

2.1 50 kW發(fā)射機(jī)濾波器駐波比在高功率高調(diào)幅時(shí)指示燈變紅

發(fā)射機(jī)為新裝機(jī)器，天饋系統(tǒng)匹配已經(jīng)調(diào)過，主要原因可能是濾波器網(wǎng)絡(luò)失諧所致，故障處理分幾步進(jìn)行。

（1）開機(jī)升半功調(diào)機(jī)器面板負(fù)載和調(diào)諧兩個(gè)旋鈕。①緩慢調(diào)整“負(fù)載”鈕使功放電流表讀數(shù)最小。②調(diào)整“調(diào)諧”鈕使功放電流表讀數(shù)最大。

（2）升滿功率觀察功放板打開模塊數(shù)為48塊，功放電流250 A左右。

（3）為排除瞬間脈沖影響還可以改變延時(shí)器N6∶B延時(shí)電阻的阻值。

經(jīng)以上調(diào)整，濾波器駐波比指示紅燈消失。由此可見，故障機(jī)器濾波器網(wǎng)絡(luò)失諧并不大，所以發(fā)射機(jī)在低功率或低調(diào)幅時(shí)濾波器駐波比信號(hào)較小N2反相輸入端電平值沒有超過參考電平值，機(jī)

（）（）器能正常工作。在發(fā)射機(jī)高功率和高調(diào)幅情況時(shí)駐波比信號(hào)電平大于參考電平值，駐波比保護(hù)電路就會(huì)動(dòng)作。

2.2 10 kW、846 kHz發(fā)射機(jī)天線駐波比指示燈變紅，機(jī)器降功運(yùn)行

安陽中波轉(zhuǎn)播臺(tái)有多部發(fā)射機(jī)同時(shí)工作，并且采取用供塔天線，如果天線阻塞網(wǎng)絡(luò)和吸收網(wǎng)絡(luò)參數(shù)調(diào)整不好，各頻率之間極易發(fā)生串?dāng)_。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)10 kW發(fā)射機(jī)天線駐波比故障是由于50 kW、756 kHz發(fā)射機(jī)頻率串?dāng)_引起的，經(jīng)過對(duì)天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)仔細(xì)調(diào)整，情況仍不理想。于是，就在10 kW發(fā)射機(jī)天調(diào)網(wǎng)絡(luò)前端（靠近天線一側(cè)）加裝了一個(gè)吸收網(wǎng)絡(luò)，消除了串?dāng)_信號(hào)。

如圖2所示，L和C1組成并聯(lián)諧振，其特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)諧振時(shí)對(duì)諧振頻率呈最大阻抗。所以，讓其在846 kHz處諧振用以阻止846 kHz信號(hào)通過，由LC1并聯(lián)計(jì)算其對(duì)吸收頻率756 kHz呈感性或呈容性。若呈感性LC1回路下端串接電容。若呈容性LC1回路下端串接電感，使整個(gè)復(fù)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)對(duì)756 kHz頻率形成串聯(lián)諧振。此時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)對(duì)756 kHz信號(hào)呈最小阻抗，起到旁路756 kHz信號(hào)的作用（網(wǎng)絡(luò)元件數(shù)值計(jì)算略）。

圖2 吸收電路圖

調(diào)整網(wǎng)絡(luò)：在網(wǎng)絡(luò)A點(diǎn)對(duì)B點(diǎn)之間加846 kHz信號(hào)在B點(diǎn)用示波器看波形，調(diào)整C1使波形最小（一條直線）。

在網(wǎng)絡(luò)A點(diǎn)對(duì)地加756 kHz信號(hào)用示波器在A點(diǎn)看波形，調(diào)整C2使波形最小（全吸收）至此網(wǎng)絡(luò)裝調(diào)結(jié)束，10 kW發(fā)射機(jī)天線駐波比故障徹底解決。

可以引起駐波比故障保護(hù)的因素還有很多，如濾波器和天饋系統(tǒng)有漏電、打火、雷電。在工作中還遇到過網(wǎng)絡(luò)電路中有電容損壞變值，駐波比取樣保護(hù)電路中有元件損壞，等等。

近年來，數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)成為中波廣播臺(tái)的主流設(shè)備，數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)具有較完善的故障監(jiān)測和保護(hù)系統(tǒng)，我們?cè)谶\(yùn)用新技術(shù)時(shí)還要認(rèn)真總結(jié)維修經(jīng)驗(yàn)，不斷提高技術(shù)水平，確保廣播發(fā)射機(jī)的設(shè)備安全和播出安全。