陳創(chuàng)根

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2023臺）

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BGTB5141型100kW短波發(fā)射機射頻增益控制器的功能及改造

陳創(chuàng)根

（作者單位：國家新聞出版廣電總局2023臺）

摘 要：本文主要分析BGTB5141型100kW短波發(fā)射機的射頻增益控制器功能原理及射頻增益控制器對高前陰流和高末柵流的控制，對整個控制回路的工作流程做一個梳理，并列舉幾例典型的故障，對故障處理作出探索，最后再介紹射頻增益控制器簡單改造，供同行參考。

關(guān)鍵詞：高前陰流；高末柵流；射頻增益控制器；1A9；故障分析

BGTB5141型100kW發(fā)射機射頻增益控制器在整個射頻通路中起到不可替代的作用，當(dāng)高前陰流過大時可能會引高前級過荷，高末柵流過大時，發(fā)射機輸出阻抗失諧，輸出功率不足。嚴(yán)重時，高末槽路產(chǎn)生高頻振蕩，打火現(xiàn)象會燒壞機器的元器件。高末柵流過小時，發(fā)射機通過自動增益控制電路，封鎖激勵，調(diào)制器控制器封鎖高壓輸出。因此射頻增益控制器對于發(fā)射機正常穩(wěn)定的運行有著重大的影響。另外在發(fā)射機的維護工作中，經(jīng)常要對射頻增益控制器甩開或更換排查，改造前的射頻增益控制器更換工序繁雜，給維護工作增添了許多困擾。下面主要分析射頻增益控制器內(nèi)部線路，功能和工作原理以及簡單介紹射頻增益控制器的改造。

圖1　發(fā)射機射頻系統(tǒng)方框圖

1 主要功能原理和線路分析

1.1短波發(fā)射機射頻系統(tǒng)的組成

是由保護電路、諧波濾波器和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的控制、頻率合成器、高末級、射頻寬帶放大器、屏極網(wǎng)絡(luò)、高前級、增益自動控制放大器（1A9）組成。增益自動控制放大器輸入的射頻信號來自頻率合成器，輸出信號送到射頻寬帶放大器，經(jīng)過調(diào)諧后最終通過天線發(fā)送出去。（如圖1）

1.2增益自動控制器的功能

（1）對激勵信號進行放大（增益）。

（2）對末前陰流和高末柵流進行檢測，在末前陰流很大或高末柵流過大時保護發(fā)射機，維持高末級射頻激勵信號的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。

1.3射頻通路（見圖2）

頻率合成器輸出激勵信號由高頻電纜送到1A9.J1，1A9板上的電阻R14// R21=50Ω作為頻率合成器的負(fù)載。信號射頻信號經(jīng)R15、R16和L2濾波后送到Q3進行放大；還有一部分射頻信號經(jīng)C5送到PIN二極管。晶體管Q3發(fā)射極電阻R8是形成電流串聯(lián)負(fù)反饋，它可以有利于改善放大器的射頻響應(yīng)和穩(wěn)定，Q3輸出高頻信號經(jīng)電容耦合送到下一級，由Q4組成射極跟隨器進行電流放大，輸出阻抗低，有利于與電纜匹配，送到下一級寬帶放大器進行放大。

1.4增益自/手動控制原理

發(fā)射機在實際工作中，高前陰流應(yīng)＜0.6A，高末級柵流應(yīng)＜0.65A。發(fā)射機設(shè)計了相應(yīng)的控制電路，即增益自動控制線路，以防止高末柵流和高前陰流過大（見圖2）。射頻增益控制板上有一個PIN二極管（CR1），成為一個阻抗元件（類似可變電阻作用），反偏置或無偏置時阻抗很高，可以形成衰減激勵的作用，正向偏置時呈現(xiàn)低阻抗情況。

TB1-3、4端子接激勵衰減器6R4，通過手動調(diào)節(jié)可變阻抗元件6R4。（如圖2）當(dāng)6R4阻值變大時，晶體三極管Q1的基極電位變大， Q1導(dǎo)通，從而使晶體三極管Q2的基極電位變小，Q2截止，PIN二極管CR1無偏置電壓而截止，使射頻信號從1A9.J1→Q3→Q4→1A9.J2送到寬帶放大器，從而實現(xiàn)手動控制射頻增益的功能。

TB1-5、6兩端子分別由高前陰流和高末柵流取樣送來的直流負(fù)電壓。當(dāng)電流過流時，直流負(fù)電壓變低（絕對值變大），＜-4V，光電耦合器U1或U2中的發(fā)光二極管導(dǎo)電發(fā)光，三極管CE極導(dǎo)通，5腳為低電平，從而使晶體管Q1截止，Q2導(dǎo)通，PIN二極管CR1導(dǎo)通，射頻信號從Q3的基極經(jīng)C5通過CR1入地，實現(xiàn)射頻封鎖。

工作正常時，TB1-5、6兩端子的直流負(fù)電壓在一定的數(shù)值內(nèi)（-4V≤U≤-2.5V），光電耦合器的發(fā)光二極管處于某種程度的發(fā)光強度，三極管處于某種放大狀態(tài)，這時的Q1、Q2及CR1都處于某種程度的導(dǎo)通狀態(tài)，所以這時的CR1呈現(xiàn)出一個一定數(shù)值的電阻，部分衰減射頻信號，從而使高前陰流和高末柵流也處在某一穩(wěn)定值。

圖2　增益自動控制原理圖

2 典型案例分析

2.1故障一

2.1.1故障現(xiàn)象

加高壓，推激勵時，末前陰流＞0.7A，高末偏壓、高末柵流變大，有時伴有IPA過荷。

2.1.2故障判斷

判斷1A9故障，可使用三通短路1A9，加高壓時適當(dāng)減小合成器的輸出，如發(fā)射機正常，則說明為1A9故障。

2.1.3故障處理

a.緊急情況可短路1A9，適當(dāng)減小合成器輸出，維持播音。

b.做好防止觸電措施后，通地開關(guān)通地，檢查更換1A9。

2.1.4故障分析

從前面原理分析可知，正常情況下高前陰流變大時，光電耦合器U1發(fā)光使三極管CE極導(dǎo)通接地，從而使晶體管Q1截止，Q2導(dǎo)通，PIN二極管CR1導(dǎo)通，射頻信號從Q3的基極經(jīng)C5通過CR1入地，實現(xiàn)射頻封鎖，而故障中1A9-U1（4N26）擊穿，自動增益控制失控，1A9就相當(dāng)于一個三通對頻率合成器來的激勵信號不加控制（沒有衰減）就輸出到了寬放，由于寬放的增益很大，寬放輸出到末前管的激勵信號自然也就很大從而引起末前陰流變大，此時只需衰減頻率合成器面板上的激勵旋鈕到合適的位置即可，對機器的工作狀態(tài)不會有影響。

3 射頻增益控制器改造

3.1改造的意義

1A9板上的三極管Q3、PIN二極管CR1、U1、U2（均為光電耦合器4N26）等易擊穿元件，若其中的任意一個被擊穿將使1A9無法正常工作，都必須更換新的1A9才能使發(fā)射機正常穩(wěn)定的運行。如圖3為改造前的自動增益控制器，其中TB1～6端子和進線的連接是靠螺絲緊固，如需更換，必須用螺絲刀將1A9 上TB1～6所有端子螺絲松開，將所有線端撥下，才能將自動增益控制器拆下，整個拆卸過程比較繁雜。然而換上新的自動增益控制器后，又必須用螺絲刀逐個將所有輸入線和1A9上TB1～6端子螺絲緊固，期間拆和裝的過程全部由人

工完成。這樣繁雜的工序給維護人員造成了不必要的時間浪費，費時費力，特別是在安裝新的控制器過程中容易出現(xiàn)安裝失誤，錯將進線接反，漏接，螺絲松動等問題，給維護、排查故障等工作帶來了不必要的麻煩。為了解決上述問題，經(jīng)過思考、研究及對其他臺站的參考，本著原控制器改動最小，使用資金最少，效果最佳的原則，經(jīng)過精心的設(shè)計與實驗，成功實現(xiàn)了對自動增益控制器的簡易改造，圖4是經(jīng)過改造后的插針式的自動增益控制器，避免了接反，漏接，螺絲松動等問題，簡易了工作流程。

3.2改造的設(shè)計工作

3.2.1準(zhǔn)備工具

十字螺絲刀、電烙鐵、焊錫絲、焊錫膏，手電鉆及鉆頭、面包板、記號筆、插撥式接線端子，針型壓線鉗，撥線鉗，偏口鉗。

3.2.2改造工作簡介

a.將1A9板上連接到TB1～6端子的引線標(biāo)上記號；

b.用電烙鐵將已標(biāo)記的引線從TB1～6端子上焊下；

c.用十字螺絲刀將螺絲型的TB1～6端子排拆下；

d.用手電鉆在1A9金屬外殼上按已經(jīng)設(shè)計好的尺寸打4個小孔并裝上面包板及焊接插撥式接線端子；

e.將已標(biāo)記的引線依次和插撥式接線端子焊接；

f.將進線的U型頭改成針型頭。

圖3　改造前的1A9

圖4　改造后的1A9

4 結(jié)語

自動增益控制器主要用于自動調(diào)節(jié)射頻輸出電平的大小來調(diào)節(jié)發(fā)射機射頻激勵電平，在整個射頻通路中起著比較重要的作用，其主要特點是通過控制 PIN二極管 CR1的直流偏置改變其阻抗達到間接改變射頻增益大小，但自動增益控制板上Q3、PIN二極管CR1、光電耦合器4N26等易擊穿元件如果被擊穿只能更換新備件。更換過程繁瑣，不便于工作順利進行。改造后的自動增益控制器具有設(shè)計簡單、改造成本低、實用性強等特點，給維護工作帶來了很大的方便。不足之處，敬請同行們指正批評。

參考文獻：

［1］劉長年，舒學(xué)峰，姚利明．電工原理［M］．無線電臺管理局，1999．

［2］王春生．廣播發(fā)送技術(shù)［M］．合肥:合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2006．