10kW全固態(tài)DAM發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)的原理及調(diào)整

張富強(qiáng) 武官文

（作者單位：忻州中波臺(tái)）

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10kW全固態(tài)DAM發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)的原理及調(diào)整

張富強(qiáng) 武官文

（作者單位：忻州中波臺(tái)）

摘 要：本文對(duì)10kW全固態(tài)DAM中波發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)的原理進(jìn)行了分析，并介紹了實(shí)際維護(hù)中對(duì)輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整。

關(guān)鍵詞：輸出網(wǎng)絡(luò)；帶通濾波網(wǎng)絡(luò)；T型網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)調(diào)整

忻州中波臺(tái)現(xiàn)有上海明珠廣播有限公司生產(chǎn)的TSD-10kW中波廣播發(fā)射機(jī)一部，工作頻率為1269kHz，哈爾濱廣播器材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的GZGS10K-XⅡ型10kW中波發(fā)射機(jī)1部，工作頻率為1008kHz。在安機(jī)初次調(diào)試和更新元件后，均按下文介紹的原理和方法進(jìn)行調(diào)試，因而發(fā)射機(jī)能穩(wěn)定正常運(yùn)行。

1 輸出網(wǎng)絡(luò)的原理

發(fā)射機(jī)的輸出網(wǎng)絡(luò)位于發(fā)射機(jī)內(nèi)部，是將功率合成銅棒上的輸出功率輸送到天饋系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，由二級(jí)帶通網(wǎng)絡(luò)和T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。L101、C102、L102、C103構(gòu)成帶通濾波網(wǎng)絡(luò)，L103、L104、L105、C104構(gòu)成T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)。如圖1所示。

圖1 輸出網(wǎng)絡(luò)圖

全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)功放橋工作于開關(guān)狀態(tài)，輸出波形如圖2所示，其傅里葉級(jí)數(shù)分解為：

圖2 功放輸出電壓波形圖

上式中的第一項(xiàng)為基波，其余為奇次高次諧波，沒有偶次諧波分量，三次諧波振幅最大，隨著諧波次數(shù)的增加而振幅減小。為了抑制高次諧波向外輻射，輸出網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了僅讓基波通過的帶通濾波器，為了使濾波器保持較好的穩(wěn)定性，防止調(diào)制變頻對(duì)負(fù)載變化的影響，濾波器的Q值通常取得較低，這就使濾波器對(duì)三次諧波的抑制不夠大，要使抑制達(dá)到必要的濾波度，又在后面的T型匹配網(wǎng)絡(luò)中加裝了三次諧波的濾波器。

帶通濾波器中L101、C102為串聯(lián)諧振電路，濾除高次諧波，允許載波和調(diào)制音頻的上下邊帶頻率通過，同時(shí)把載頻方波包絡(luò)變?yōu)檩d波正弦波包絡(luò)，再經(jīng)L102、C103并聯(lián)諧振進(jìn)一步濾波。作用是濾除掉由RF放大器產(chǎn)生的多余的“臺(tái)階”和不希望輸出的頻率來完成D/A變換，保留有用的載幅波信號(hào)；它的另一個(gè)作用是將合成器的輸出3.8Ω阻抗轉(zhuǎn)化為50Ω輸出阻抗。

T型阻抗微調(diào)網(wǎng)絡(luò)為高通匹配網(wǎng)絡(luò)，L103、L104為可變電感器，L105、C104串聯(lián)諧振于載波的三次諧波。輸入阻抗和輸出阻抗均為50Ω。T型阻抗網(wǎng)絡(luò)的作用為應(yīng)對(duì)發(fā)射機(jī)天線因季節(jié)、氣候變換等原因引起阻抗變換，或?qū)τ善ヅ渚W(wǎng)絡(luò)元件參數(shù)的變換而引起的失諧失配進(jìn)行調(diào)整。

2 輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

在A點(diǎn)處接入50Ω假負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀，按圖1進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)靜態(tài)調(diào)整。

2.1 調(diào)整三次諧波濾除器

（1）把三次諧波濾除器件L105、C104自B點(diǎn)斷開；

（2）網(wǎng)絡(luò)分析儀置阻抗圓圖測(cè)試狀態(tài)，頻率范圍設(shè)置在5MHz，按觸摸屏提示校準(zhǔn)；

（3）接入網(wǎng)絡(luò)分析儀，調(diào)整L105，使網(wǎng)絡(luò)諧振在工作頻率三倍頻上；

恢復(fù)B點(diǎn)接線。

2.2 調(diào)整T型阻抗微調(diào)網(wǎng)路

把L103在C點(diǎn)斷開，連線在調(diào)整時(shí)要帶進(jìn)去，不能甩開；網(wǎng)絡(luò)分析儀置阻抗圖測(cè)試狀態(tài)，頻率范圍置3MHz校準(zhǔn)；接入網(wǎng)絡(luò)分析儀改變線圈短路夾位置，調(diào)整L103始端阻抗為負(fù)載阻抗（注意：帶連線夾調(diào)整）；改變L103及L104數(shù)值（旋轉(zhuǎn)“調(diào)諧”和“負(fù)載”旋鈕）。右面旋鈕下標(biāo)“負(fù)載”改變LI04數(shù)值，主要影響實(shí)部；左面旋鈕下標(biāo)“調(diào)諧”改變L103數(shù)值，主要影響虛部（在匹配箱后門關(guān)上的情況下）。

2.3 調(diào)整帶通濾波器

2.3.1 調(diào)整并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)

（1）斷開L102的D點(diǎn)連線（C點(diǎn)不恢復(fù)）；

（2）網(wǎng)絡(luò)分析測(cè)試狀態(tài)不變；

（3）接入網(wǎng)絡(luò)分析儀改變L102線圈短路夾位置，調(diào)整L102電感量使之諧振（在匹配箱后門關(guān)上的情況下）；

2.3.2 調(diào)整串聯(lián)諧振回路

圖3 測(cè)試連線圖

圖4 測(cè)試幅頻特性圖

（1）斷開L101與合成變壓器E點(diǎn)連線，D點(diǎn)未恢復(fù)；

（2）網(wǎng)絡(luò)分析測(cè)試狀態(tài)不變；

（3）接入網(wǎng)絡(luò)分析儀改變C102在L101上連接點(diǎn)短路夾的位置，使之諧振在發(fā)射機(jī)載頻；

2.3.3 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗

（1）網(wǎng)絡(luò)各部分連線恢復(fù)到位；

（2）網(wǎng)絡(luò)分析儀置阻抗圓圖測(cè)試狀態(tài)；

（3）網(wǎng)絡(luò)分析儀接在E點(diǎn)（斷開與合成變壓器的連接）；

（4）反復(fù)改變C點(diǎn)，D點(diǎn)短路夾的位置調(diào)整網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗為3.8Ω（不一定是純阻）；

（5）微調(diào)L101使網(wǎng)絡(luò)輸入阻抗虛部接近于零。

2.3.4 網(wǎng)絡(luò)特性阻抗的測(cè)量

（1）斷開假負(fù)載，發(fā)射機(jī)輸出端開路；

（2）網(wǎng)絡(luò)分析儀置傳輸特性測(cè)試狀態(tài)，帶寬設(shè)3MHz。校準(zhǔn)時(shí)不用標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載，僅作短路校準(zhǔn)；

（3）測(cè)試系統(tǒng)按圖3連接。

（Ⅰ）E點(diǎn)接地，串入阻抗變換器；

（Ⅱ）阻抗變換器3.8Ω抽頭接L101始端。①端為50Ω抽頭端，②端為接地端；

（Ⅲ）①②接網(wǎng)絡(luò)分析儀掃頻輸出端口（儀器左面端口）；

（Ⅳ）③④接網(wǎng)絡(luò)分析儀本頻輸入端口（儀器右面端口）。

（4）適當(dāng)改變D點(diǎn)位置，并相應(yīng)改變C點(diǎn)位置，使網(wǎng)絡(luò)分析出現(xiàn)下圖幅頻特性。

幅頻特性應(yīng)滿足下列要求，如圖4所示。

（Ⅰ）f0±10kHz，帶內(nèi)起伏＜±0.5dB；

（Ⅱ）f0±50kHz，頻點(diǎn)相對(duì)衰減為-3dB（3dB帶寬為100kHz）；

（Ⅲ）f0±100kHz，頻點(diǎn)相對(duì)衰減為-15±2dB。

（5）特性曲線頂部?jī)A斜不平調(diào)L101；頂部過寬，D、C向遠(yuǎn)地端移動(dòng)；頂部過窄，D、C向近地端移動(dòng)；

（6）網(wǎng)絡(luò)分析改為阻抗圓圖測(cè)試狀態(tài)重復(fù)（3）過程；

（7）第（3）和第（4）兩項(xiàng)要反復(fù)調(diào)整，使其幅頻特性達(dá)到上圖要求，更要滿足反射阻抗要求；

（8）恢復(fù)發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)全部接線，認(rèn)真緊固，接上發(fā)射機(jī)負(fù)載。

以上步驟完成后，重新檢查輸出網(wǎng)絡(luò)的所有連線是否正確，確保各線圈的夾子接觸良好。通過輸出網(wǎng)絡(luò)箱前面板上的負(fù)載調(diào)諧，使發(fā)射機(jī)輸出功率最大，以實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)最佳技術(shù)指標(biāo)。在發(fā)射機(jī)調(diào)試及24小負(fù)載過程中，應(yīng)注意各器件、各連線及夾子緊固件的發(fā)熱情況。如果發(fā)現(xiàn)過熱，應(yīng)及時(shí)調(diào)整修正。