中波發(fā)射臺(tái)站關(guān)于示波器的應(yīng)用探析

高東升 郭益彤

1.2.內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心610臺(tái) 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

1 概 述

示波器是臺(tái)站技術(shù)人員使用頻率最高的工具，可以將肉眼看不見(jiàn)的電信號(hào)變換成一個(gè)隨時(shí)間變化的、可以看得見(jiàn)的波形，便于研究各種信號(hào)的頻率、幅值以及噪聲等的變化過(guò)程。真正意義上的示波器在19世紀(jì)末期，由德國(guó)物理學(xué)家卡爾·費(fèi)迪南德·布勞恩發(fā)明的陰極射線管示波器，通過(guò)利用充點(diǎn)電極產(chǎn)生的電場(chǎng)可以驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)電子束的偏移，從而實(shí)現(xiàn)在涂有發(fā)光磷化物的平面上形成可見(jiàn)波形軌跡。從1971年，全數(shù)字示波器WD-2000問(wèn)世到現(xiàn)如今，示波器在測(cè)量精度、通道數(shù)、體積和功耗的降低等方面實(shí)現(xiàn)跨越式改進(jìn)。

2 示波器的使用

要使用示波器，最基礎(chǔ)的是要知道人機(jī)界面的按鍵和旋鈕的功能，這里不做過(guò)多的介紹。較為關(guān)鍵的幾個(gè)部位要清楚。

2.1 常用鍵及旋鈕

校準(zhǔn)信號(hào)的輸出端、垂直位置調(diào)整、垂直幅度調(diào)整、水平位置調(diào)整、掃描時(shí)間調(diào)整、通道選擇、自動(dòng)測(cè)試功能。

2.2 屏幕菜單鍵

屏幕菜單鍵F1-F5為復(fù)合多功能按鍵，在不同測(cè)量狀態(tài)下起著不同的功能，主要作用是，改變對(duì)應(yīng)顯示屏當(dāng)前顯示的功能狀態(tài)，如圖所示，按F1可以改變輸入耦合方式，可選擇直流、交流、接地等幾種耦合方式；按F4可選擇探頭衰減量，可選擇1×、10×等衰減方式。ON/OFF鍵可開(kāi)關(guān)菜單顯示。

2.3 探頭的補(bǔ)償調(diào)整

在使用測(cè)試探頭時(shí)，將示波器探頭與通道1連接，必須先預(yù)置探頭的衰減比，使探頭的與輸入通道相配。通常是按菜單鍵F4，選擇衰減系數(shù)為10×，再將探頭上的衰減器設(shè)為10×。衰減器是對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行衰減，其衰減倍數(shù)一般為10倍，1V的信號(hào)進(jìn)去，顯示出100mV。如使用鉤形探頭，應(yīng)確保與探頭接觸緊密。未補(bǔ)償或補(bǔ)償不一致的探頭會(huì)使測(cè)量產(chǎn)生較大誤差。

示波器上有一個(gè)方波源，將探頭鉤在信號(hào)源上，用改錐調(diào)節(jié)探頭上電容器（與通道連接頭上的圓孔），使屏幕上顯示出來(lái)的是標(biāo)準(zhǔn)的方波，通常幅度為3V。電容量過(guò)大會(huì)使得探頭形成低通濾波器，而相反則變成高通濾波器，因此需要耐心細(xì)致地進(jìn)行微調(diào)。

3 示波器在臺(tái)站的應(yīng)用

為了確保安全播出，發(fā)射臺(tái)站均配備了發(fā)射機(jī)的備品備件，雖然備品備件都經(jīng)過(guò)了廠家的測(cè)試，但在使用時(shí)還需要根據(jù)發(fā)射機(jī)的實(shí)際狀況進(jìn)行必要的調(diào)整。天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的阻抗會(huì)因電容損壞、季節(jié)溫度變化發(fā)生偏離，這就需要經(jīng)常查看發(fā)射機(jī)指標(biāo)，檢查天調(diào)網(wǎng)絡(luò)的阻抗，發(fā)生偏離時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整恢復(fù)，而這樣的調(diào)整必然離

不開(kāi)示波器或網(wǎng)絡(luò)分析儀。

3.1 調(diào)試推動(dòng)電壓調(diào)整板（A22）

推動(dòng)級(jí)電壓調(diào)整有開(kāi)環(huán)、閉環(huán)兩種工作模式，S1用來(lái)選擇工作模式。調(diào)試測(cè)量前要確定發(fā)射機(jī)穩(wěn)壓柜為發(fā)射機(jī)供電的電壓在正常范圍，通常是380±10V。控制板（A38）上功放模塊開(kāi)關(guān)PA撥至“OFF”。

3.1.1 開(kāi)環(huán)回路的調(diào)節(jié)

將開(kāi)關(guān)S1撥到“開(kāi)環(huán)”位置，示波器校準(zhǔn)后掛接在功放級(jí)的1號(hào)功放板的柵極、VD2或VD4的正極，黑色輔線接地，發(fā)射機(jī)合低壓開(kāi)低功率，旋轉(zhuǎn)多用表（A23）的旋鈕，查看推動(dòng)級(jí)1A電壓，用無(wú)感螺絲刀調(diào)整R2，使1A電壓在40-80VDC之間，1B電壓為0VDC。最佳效果是調(diào)整R2使1A電壓為56-60VDC，1B為0VDC，同時(shí)示波器顯示為平滑的、幅度為23Vpp的正弦波。如果調(diào)整R2無(wú)法實(shí)現(xiàn)，可適當(dāng)調(diào)整推動(dòng)合成母板上的T7、T10、T11的位置，從而改變輸出的推動(dòng)電壓值。

3.1.2 閉環(huán)回路調(diào)整

將開(kāi)關(guān)S1撥至“閉環(huán)”位置，示波器校準(zhǔn)后掛接在功放級(jí)的1號(hào)功放板的柵極、VD2或VD4的正極，黑色輔線接地，在多用表（A23）上查看推動(dòng)級(jí)1A電壓值，用無(wú)感螺絲刀調(diào)節(jié)R12，使多用表上1A的顯示電壓與開(kāi)環(huán)時(shí)基本一致，查看1B為0VDC。同時(shí)，示波器顯示為平滑的、幅度為23Vp-p的正弦波，否則還需微調(diào)R12。

至此，推動(dòng)電壓調(diào)整板的調(diào)試完成，將控制板上功放開(kāi)關(guān)PA撥至“0N”位置，該電路板可正常使用。

3.2 調(diào)整備用輸出監(jiān)測(cè)板（A27）

調(diào)整測(cè)試電路板前，必須確保發(fā)射機(jī)其它各板工作正常、輸出網(wǎng)絡(luò)性能良好、天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)工作正常。此處以天線零位的調(diào)整為例。

將控制板的功放關(guān)斷開(kāi)關(guān)S5撥到OFF位置。合低壓，按下“低功率”按鍵。持續(xù)按“降功率”鍵，并保持大約30秒，及輸出功率為0kW。控制板功放關(guān)斷開(kāi)關(guān)S5撥到開(kāi)“ON”，按“升功率”鍵的同時(shí)觀察調(diào)制編碼板上功放板的指示燈，有1或2個(gè)指示燈變亮為宜。

用雙蹤示波器，將兩個(gè)探頭分別接到TP1和TP2，輔線接地，示波器顯示藍(lán)、黃兩個(gè)顏色的波形信號(hào)。“正常/校準(zhǔn)”開(kāi)關(guān)S2選擇“校準(zhǔn)”位置，通過(guò)拔碼開(kāi)關(guān)S8選擇電容器C13、電感L5和L10的不同組合，使該并聯(lián)諧振的阻抗最大，從而TP2端信號(hào)幅度最小。

將開(kāi)關(guān)S2選擇“正常”位置，旋轉(zhuǎn)示波器的功能旋鈕，使兩個(gè)信號(hào)波的垂直靈敏度一致（即屏幕每格代表的電壓值相同），將波形調(diào)至顯示2到3個(gè)周期。

用一把無(wú)感螺絲刀調(diào)電感L4的磁芯，使兩個(gè)信號(hào)的相位盡量相同，如果調(diào)整電感L4難以實(shí)現(xiàn)，可調(diào)整撥碼開(kāi)關(guān)S4選擇增減電容，再調(diào)電感L4使兩個(gè)信號(hào)的相位一致。然后調(diào)整拔碼開(kāi)關(guān)S11選擇增減C15電容，可改變正弦波的幅度，使兩個(gè)信號(hào)幅度和相位盡可能重疊。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的幅度和相位重疊時(shí)，開(kāi)關(guān)電表板上“天線零位”的讀數(shù)應(yīng)接近零。注意:盡量不要再改變撥碼開(kāi)關(guān)S8，必要時(shí)可以重調(diào)撥碼開(kāi)關(guān)S11、S4和電感L4。

上述步驟完成后，選擇“高功率”，按“升功率”鍵直至調(diào)制編碼板上功放板指示燈有17或18個(gè)變亮，或觀察開(kāi)關(guān)電表板上輸出功率表指示10kW，若兩個(gè)波形出現(xiàn)偏差，可有針對(duì)的微調(diào)上述相關(guān)器件使其一致。

“濾波器零位”的調(diào)整與天線零位的調(diào)整原理基本相同，不再講述。

3.3 天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的干擾檢測(cè)與阻抗匹配

如圖1所示，斷開(kāi)饋線與天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的接點(diǎn)，將校準(zhǔn)后的示波器掛接天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。

圖1 示波器與天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的連接

（1）將其他頻率的發(fā)射機(jī)依次打開(kāi)，查看示波器顯示值的變化，如果有變化，則可斷定該頻率為干擾頻率，天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中必須設(shè)置該頻率的阻塞網(wǎng)絡(luò)或陷波網(wǎng)絡(luò)。反之則不需要。

（2）對(duì)于已有陷波網(wǎng)絡(luò)的干擾頻率，如果陷波網(wǎng)絡(luò)有可調(diào)電容，則不需要關(guān)閉該頻率的發(fā)射機(jī)，直接調(diào)整可調(diào)電容，使示波器顯示的電壓幅度最小；如果陷波網(wǎng)絡(luò)使用的是固定電容，則需要關(guān)閉該干擾頻率的發(fā)射機(jī)，調(diào)整相關(guān)線圈的抽頭位置，開(kāi)機(jī)、觀察示波器的顯示值、再關(guān)機(jī)、調(diào)整抽頭、開(kāi)機(jī)、觀察顯示值，如此反復(fù)多次，直至找到示波器顯示的電壓幅度最小值的位置。理想的陷波網(wǎng)絡(luò)阻抗應(yīng)為零，但陷波網(wǎng)絡(luò)大多使用的是“阻本頻陷干擾頻”的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，干擾頻率與本頻較近時(shí)，干擾頻率的陷波網(wǎng)絡(luò)會(huì)存在一定的阻抗，即干擾頻率的影響無(wú)法完全消除，只能將干擾調(diào)整到最小。

3.4 其他

在檢測(cè)振蕩板輸出波形、幅度時(shí)，在模數(shù)轉(zhuǎn)換板的采用脈沖寬度調(diào)整時(shí)，在欠、過(guò)推動(dòng)檢測(cè)調(diào)整時(shí)，在檢測(cè)射頻放大板的相位時(shí)，都需要使用示波器，熟練掌握示波器的使用方法是臺(tái)站技術(shù)人員的必備技能。

4 使用注意事項(xiàng)

（1）示波器為非平衡式儀表，接線時(shí)先接黑夾子后接探頭（即先接地），拆線時(shí)先取開(kāi)探頭。

（2）不論使用哪一個(gè)通道，觸發(fā)源的選擇應(yīng)與所選通道一致。

（3）調(diào)節(jié)觸發(fā)電平旋鈕，可保證顯示波形穩(wěn)定，便于觀察和讀數(shù)。

（4）示波器與被測(cè)信號(hào)接好后，顯示的波形較不穩(wěn)定，這時(shí)按AUTO鍵可實(shí)現(xiàn)畫面穩(wěn)定、全亮度顯示。

（5）調(diào)節(jié)功能旋鈕，使示波器所顯示波形為2-3個(gè)周期、幅度占屏幕一半以上。

（6）讀取波形幅值時(shí)，應(yīng)再次確認(rèn)屏幕菜單F4和探頭衰減是否為10×，若只有探頭為10×的衰減，則所測(cè)真實(shí)值應(yīng)為讀數(shù)×10。

5 總 結(jié)

作為臺(tái)站技術(shù)人員，學(xué)會(huì)各類儀器儀表的使用是必備的技能，是維護(hù)設(shè)備、排除故障的重要武器。儀器儀表的使用能使技術(shù)人員的行為更加有效，提高工作效率。對(duì)發(fā)射系統(tǒng)出現(xiàn)的故障應(yīng)做好分類和記錄，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，做好數(shù)據(jù)處理，為維護(hù)檢修指明方向，為故障處理提供捷徑，更有利于資源共享。