江 勇，熊阿偉

（海峽之聲廣播電臺(tái)，福州 350000）

1 伺服系統(tǒng)簡(jiǎn)介

DX-600中波發(fā)射機(jī)，由3個(gè)200kW的功放單元以及并機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成。發(fā)射機(jī)并機(jī)網(wǎng)絡(luò)的作用是將3個(gè)200kW功放單元的射頻輸出功率疊加，產(chǎn)生600kW的總輸出功率，并經(jīng)過(guò)輸出匹配網(wǎng)絡(luò)調(diào)整阻抗與天線阻抗相匹配。為在發(fā)射機(jī)三并機(jī)和二并機(jī)工作方式切換后，并機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠自動(dòng)調(diào)整輸出阻抗，使發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行，輸出網(wǎng)絡(luò)安裝了伺服系統(tǒng)，如圖1所示。

伺服系統(tǒng)主要由伺服控制板和伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組成，伺服控制板控制伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)動(dòng)作來(lái)調(diào)整電容值。輸出網(wǎng)絡(luò)使用了兩套伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一個(gè)是調(diào)諧（TUNE）伺服，另一個(gè)是調(diào)載（LOAD）伺服。調(diào)諧伺服用于調(diào)整輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端的電容，而調(diào)載伺服用于改變輸出匹配網(wǎng)絡(luò)輸出端的電容。當(dāng)一個(gè)功放單元發(fā)生故障并脫機(jī)后，由發(fā)射機(jī)控制單元控制伺服馬達(dá)對(duì)輸出網(wǎng)絡(luò)重新調(diào)諧。正常三并機(jī)方式下，輸出網(wǎng)絡(luò)將三路射頻并機(jī)點(diǎn)的56Ω阻抗與50Ω天線阻抗相匹配，但在二并機(jī)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，并機(jī)點(diǎn)阻抗從56Ω變成84Ω，伺服系統(tǒng)必須對(duì)輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)諧電容和調(diào)載電容進(jìn)行調(diào)整，以使84Ω阻抗能夠與50Ω天線阻抗相匹配。

圖1 并機(jī)網(wǎng)絡(luò)伺服系統(tǒng)示意圖

2 伺服系統(tǒng)原理分析

伺服系統(tǒng)安裝有終端電氣限位裝置，限位位置是根據(jù)電容的調(diào)整范圍量而確定好的，這樣可以避免伺服系統(tǒng)在進(jìn)行電容量調(diào)整時(shí)，損壞電容。由于調(diào)諧伺服系統(tǒng)和調(diào)載伺服系統(tǒng)是完全一樣的，因此我們只分析其中一種。如圖2、圖3所示，從伺服控制板上輸出的一個(gè)10V直流電壓作為伺服控制的基準(zhǔn)電壓，根據(jù)調(diào)諧、調(diào)載電位器的不同位置，對(duì)應(yīng)的不同分壓值通過(guò)TB1-4將伺服位置反饋回伺服控制板，伺服控制板進(jìn)行位置檢測(cè)，經(jīng)TB1-1，2去驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行位置調(diào)整。注意的是，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)可調(diào)整的范圍是從0V～10V。下面我們將從伺服控制板控制電路來(lái)對(duì)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)分析。

圖2 伺服驅(qū)動(dòng)馬達(dá)結(jié)構(gòu)圖

圖3 伺服控制系統(tǒng)原理圖

2.1 調(diào)諧電路分析

如圖4所示，對(duì)應(yīng)于那些輸出電容的調(diào)諧和調(diào)載位置的電壓通過(guò)J1進(jìn)入伺服控制板，經(jīng)過(guò)U11緩沖，加到一個(gè)差分放大器上，而且與三并機(jī)和二并機(jī)工作方式下的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，該電壓由選擇開(kāi)關(guān)U7送出。這個(gè)比較器電壓對(duì)一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)調(diào)諧和調(diào)載伺服馬達(dá)的脈寬調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，并對(duì)過(guò)流和熔斷保險(xiǎn)絲指示進(jìn)行監(jiān)測(cè)。模擬輸出多路處理器輸出模擬信號(hào)，用于進(jìn)行調(diào)諧負(fù)載和驅(qū)動(dòng)電壓的電表指示。調(diào)諧伺服反饋電壓從J1-B23進(jìn)入伺服控制板，該電壓來(lái)自調(diào)諧電容器調(diào)整機(jī)構(gòu)上的一個(gè)電位器，這個(gè)電位器產(chǎn)生出與電容器位置對(duì)應(yīng)的一個(gè)可變電壓。該反饋電壓經(jīng)低通濾波濾除射頻干擾，然后經(jīng)過(guò)U11-1緩沖處理。差分放大器U10-8將調(diào)諧位置電壓與通過(guò)基準(zhǔn)電壓多路處理器的三并和二并基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，在TP17端產(chǎn)生出調(diào)諧驅(qū)動(dòng)信號(hào)。由R29調(diào)整調(diào)諧延時(shí)，以防止調(diào)諧的擺動(dòng)。為防止對(duì)調(diào)諧電容調(diào)整過(guò)度，可由R41調(diào)整上限限位，由R49調(diào)整下限限位。當(dāng)達(dá)到上限或下限時(shí)，EPLD將封鎖脈寬調(diào)制器的輸出。

2.2 H橋式開(kāi)關(guān)放大器

圖4 調(diào)諧電路原理圖

圖5 H橋式放大器驅(qū)動(dòng)原理圖

從555時(shí)間電路U1發(fā)出的三角波信號(hào)和調(diào)諧驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到U9-1和U9-2兩個(gè)比較器上以產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)。如圖5所示，這些信號(hào)都是經(jīng)過(guò)U2緩沖后發(fā)送到一個(gè)H橋式開(kāi)關(guān)放大器以作為伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。調(diào)諧驅(qū)動(dòng)馬達(dá)根據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)是升或者降來(lái)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)動(dòng)作，當(dāng)需要進(jìn)行升操作時(shí)，EPLD的P50輸出低電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)U2反相放大后使Q7，Q8導(dǎo)通，此時(shí)，15V驅(qū)動(dòng)電壓將經(jīng)過(guò)Q8送到調(diào)諧驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并從J1返回經(jīng)過(guò)Q7形成回路，此時(shí)調(diào)諧驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行正轉(zhuǎn)動(dòng)作；當(dāng)需要進(jìn)行降操作時(shí)，EPLD的P48輸出低電平信號(hào)，經(jīng)過(guò)U2反相放大后使Q5、Q6導(dǎo)通，此時(shí)，15V驅(qū)動(dòng)電壓將經(jīng)過(guò)Q6送出到調(diào)諧驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，并從J1返回經(jīng)過(guò)Q5形成回路，此時(shí)調(diào)諧驅(qū)動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行反轉(zhuǎn)動(dòng)作。

圖6 伺服控制板伺服位置調(diào)整框圖

電流傳感電阻R16用于監(jiān)測(cè)是否過(guò)流。如果過(guò)流，比較器U3-1就向EPLD發(fā)出一個(gè)有效低電平信號(hào)。當(dāng)保險(xiǎn)絲熔斷了，保險(xiǎn)絲比較器U3-2就產(chǎn)生一個(gè)保險(xiǎn)絲故障信號(hào)給EPLD，并使發(fā)光二極管DS2指示燈變成紅色。555時(shí)間電路U1為脈寬調(diào)制器產(chǎn)生三角波信號(hào)，當(dāng)選擇了“慢速”時(shí)，它就產(chǎn)生一個(gè)矩形波信號(hào)以減少門(mén)激勵(lì)信號(hào)的占空比。

2.3 伺服位置調(diào)整方式

伺服位置的調(diào)整有三種方法，第一種是通過(guò)觸摸屏的伺服控制菜單欄對(duì)伺服進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，第二種是伺服控制板對(duì)伺服進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，第三種是通過(guò)控制板上的開(kāi)關(guān)對(duì)伺服進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。第一種比較直觀簡(jiǎn)單，這里不作介紹，主要介紹第二種和第三種。

如圖6所示，需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整時(shí)，將開(kāi)關(guān)S1打到2-3位置即可；需要實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整時(shí)，首先將開(kāi)關(guān)S1打到1-2位置，然后根據(jù)情況切換開(kāi)關(guān)S2的位置，如果此時(shí)要進(jìn)行粗調(diào)則將S2打到1-2位置，如果要進(jìn)行微調(diào)則將S2打到2-3位置，然后調(diào)整S3和S4，S3是手動(dòng)調(diào)諧開(kāi)關(guān)，進(jìn)行升降調(diào)整，S4是手動(dòng)調(diào)載開(kāi)關(guān)，也是進(jìn)行升降調(diào)整。

3 伺服系統(tǒng)的維護(hù)

3.1 伺服系統(tǒng)的統(tǒng)調(diào)

在發(fā)射機(jī)初次裝機(jī)調(diào)試或更換伺服系統(tǒng)主要部件系統(tǒng)失調(diào)時(shí)要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整，伺服組件的統(tǒng)調(diào)包括設(shè)置機(jī)械定位點(diǎn)和調(diào)整基準(zhǔn)電位器，使其進(jìn)入伺服組件的調(diào)整范圍。

（1）設(shè)置機(jī)械定位點(diǎn)

⊙ 將機(jī)械定位終點(diǎn)位置設(shè)置在導(dǎo)軌的末端。

⊙ 脫開(kāi)基準(zhǔn)電位器與驅(qū)動(dòng)部分，手動(dòng)將電位器調(diào)到10Ω±1Ω位置。

⊙ 將電位器與驅(qū)動(dòng)部分用皮帶套上。

⊙ 手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)伺服直到基準(zhǔn)電位器指示為9.8kΩ±100Ω位置。

⊙ 將伺服的這一位置點(diǎn)用機(jī)械定位梢固定。

（2）校準(zhǔn)伺服組件與驅(qū)動(dòng)部件

⊙ 在安裝伺服組件之前，旋動(dòng)電容驅(qū)動(dòng)器機(jī)械部分，將可變電容順時(shí)針?lè)较蛐降祝ㄓ檬植僮?，以便?dāng)電容旋到底時(shí)不會(huì)造成電容損壞）。

⊙ 上緊空轉(zhuǎn)輪皮帶，并留出1cm的余量（皮帶上得太緊會(huì)使驅(qū)動(dòng)阻力太大，而皮帶太松會(huì)產(chǎn)生跳動(dòng)雜音）。

⊙ 將電容設(shè)置到最大順時(shí)針位置時(shí)，將它們逆時(shí)針?lè)较蛐齽?dòng)一圈。

⊙ 安裝伺服驅(qū)動(dòng)組件。如果驅(qū)動(dòng)器傳動(dòng)軸1/2圓弧大于1/4圈的距離，應(yīng)將皮帶松些，并調(diào)整驅(qū)動(dòng)機(jī)械部分（不要?jiǎng)与娙荩┡c驅(qū)動(dòng)軸調(diào)直。

3.2 伺服驅(qū)動(dòng)電容的更換

⊙ 將要更換的電容底部轉(zhuǎn)動(dòng)桿咬合部件擰松。

⊙ 旋動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)械部件，以便使可變電容順時(shí)針轉(zhuǎn)到底。這樣就會(huì)使伺服組件右側(cè)上的黃銅終止片全部進(jìn)入它的行程底部。

⊙ 將需要更換的電容順時(shí)針?lè)较蛐降字钡綌Q不動(dòng)（不要過(guò)緊），然后將它順時(shí)針旋回1/2圈，并連到電容驅(qū)動(dòng)器上。

3.3 日常維護(hù)

伺服控制系統(tǒng)的日常維護(hù)保養(yǎng)主要包括：

⊙ 用紅外測(cè)溫槍檢查網(wǎng)絡(luò)中調(diào)諧電容器和調(diào)載電容器溫度和網(wǎng)絡(luò)中各連接處溫度。

⊙ 檢查傳動(dòng)機(jī)構(gòu)皮帶松緊度是否合適，傳動(dòng)皮帶有無(wú)裂紋，檢查伺服電位器連接導(dǎo)線是否牢固，緊固傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的固定螺絲，定期給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上潤(rùn)滑油。

⊙ 定期測(cè)試伺服控制板上測(cè)試點(diǎn)電壓，做好記錄，出現(xiàn)異常及時(shí)調(diào)整。

⊙ 定期清潔伺服傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和伺服控制板，注意清潔伺服電容時(shí)，要使用無(wú)水酒精擦拭網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧電容器和調(diào)載電容器的陶瓷部分。

[1] 廣播電視發(fā)射與傳輸維護(hù)手冊(cè).DX型大功率中波發(fā)射機(jī)