高健達(dá)

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引 言

如果將發(fā)射機(jī)系統(tǒng)比作人體的話，控制系統(tǒng)相當(dāng)于人體的神經(jīng)系統(tǒng)，檢測(cè)保護(hù)電路相當(dāng)于人體的感覺(jué)神經(jīng)。它對(duì)發(fā)射機(jī)各系統(tǒng)進(jìn)行取樣并與正常值進(jìn)行比較，如有異常傳回大腦（控制板中的單片機(jī)），由大腦發(fā)出信號(hào)馬上中斷發(fā)射機(jī)工作或進(jìn)行其它相應(yīng)處理。了解發(fā)射機(jī)各部分的檢測(cè)保護(hù)電路原理，可以更好地理解和判斷發(fā)射機(jī)的一些常見(jiàn)故障。

哈廣350 型1kWPDM 中波發(fā)射機(jī)是一款目前應(yīng)用比較普遍的機(jī)型。所謂350 機(jī)型是指功放單元采用了IFRP350 場(chǎng)效應(yīng)功率管，并且機(jī)器的主要部件如前置放大器、調(diào)制驅(qū)動(dòng)放大器、功率放大器，采用獨(dú)立的印刷板接插式結(jié)構(gòu)的PDM 中波發(fā)射機(jī)型。本文以哈廣350 機(jī)型為例簡(jiǎn)要說(shuō)明了發(fā)射機(jī)各電路板上的取樣保護(hù)電路的動(dòng)作機(jī)制及其在故障判斷中的作用。

1 調(diào)制器板的檢測(cè)保護(hù)電路

1.1 調(diào)制器板的脈寬超限檢測(cè)電路

如圖1所示，XS1-3為調(diào)制板的最終產(chǎn)品——脈寬調(diào)制信號(hào)的輸出腳，XS1-4是由電源裝置給出的低壓電源+15V調(diào)制驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)信號(hào)。比較器N14-2的9腳為從脈寬調(diào)制信號(hào)中提取的一個(gè)直流電壓信號(hào)，該直流電壓與脈沖波的占空比正相關(guān)。比較器的10腳為從+15V中分壓得到的參考電平。

當(dāng)U+＜U-時(shí)，比較器N14-2 的7 腳輸出低電平0V。此時(shí)，繼電器K1 的16 腳為0V，1 腳為15V，繼電器吸合，脈寬調(diào)制信號(hào)允許輸出。

當(dāng)U+≧U-時(shí)，比較器翻轉(zhuǎn)，N14-2的7腳輸出高電平15V。此時(shí)，繼電器K1 的16 腳為15V，1 腳為15V，繼電器斷開(kāi)，脈寬調(diào)制信號(hào)不允許輸出。

參考值U-一般設(shè)為脈沖波占空比為2/3 時(shí)對(duì)應(yīng)的直流信號(hào)的值，此時(shí)對(duì)應(yīng)的載波功率為1kW。

1.2 調(diào)制器板的封鎖調(diào)制信號(hào)電路

圖1 脈寬超限檢測(cè)電路

圖2 封鎖調(diào)制信號(hào)電路

圖3 電流平衡保護(hù)電路

如圖2 所示，當(dāng)有從控制板發(fā)出的+15V 信號(hào)進(jìn)入XS1-5 時(shí)，意味著控制板中單片機(jī)發(fā)出封鎖調(diào)制指令。此時(shí)，三級(jí)管V14 飽和導(dǎo)通，直接使脈寬調(diào)制信號(hào)箝位到地，不允許進(jìn)入后級(jí)。

2 調(diào)制驅(qū)動(dòng)板和功率放大板上的檢測(cè)保護(hù)電路

2.1 功放板上的電流平衡檢測(cè)保護(hù)電路

如圖3 所示，調(diào)制驅(qū)動(dòng)板上的封鎖調(diào)制信號(hào)電路是與功率放大板上的平衡電流檢測(cè)電路連接在一起的。當(dāng)左右兩側(cè)的功放橋中，某一側(cè)出現(xiàn)故障導(dǎo)致電流不平衡時(shí)，會(huì)在T1 變壓器的次級(jí)線圈上產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電壓，并經(jīng)過(guò)V5、C2 整流濾波后將可控硅V4 觸發(fā)導(dǎo)通，脈寬調(diào)制信號(hào)嵌位到地。

2.2 功放板上的功放故障檢測(cè)保護(hù)電路

如圖3 所示，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)功率管被擊穿導(dǎo)致電流過(guò)大，保險(xiǎn)F1 或F2 會(huì)斷開(kāi)，保護(hù)電路中其它部分。這時(shí)，光耦N1 或N2 中發(fā)光二極管導(dǎo)通并發(fā)光，導(dǎo)致光敏三極管導(dǎo)通，此時(shí)向外輸出功放故障信號(hào)被嵌位為0，對(duì)外顯示功放故障。光耦起到將檢測(cè)電路與功放電壓隔離的作用。

2.3 功放板上的調(diào)制故障檢測(cè)保護(hù)電路

如圖3 所示，無(wú)論是電流不平衡導(dǎo)致的調(diào)制信號(hào)入地，還是直接由控制板發(fā)出的“禁止入”的封鎖調(diào)制信號(hào)導(dǎo)致的調(diào)制信號(hào)入地，“調(diào)制故障信號(hào)出”的電位都被嵌位到0，對(duì)外顯示調(diào)制故障。

3 功率合成母板上的檢測(cè)保護(hù)電路

3.1 射頻激勵(lì)過(guò)推動(dòng)和欠推動(dòng)檢測(cè)電路

圖4 射頻激勵(lì)過(guò)推動(dòng)和欠推動(dòng)檢測(cè)電路

圖5 連鎖故障的檢測(cè)電路

如圖4 所示，由前置放大器板輸出的射頻取樣信號(hào)（與加到功放板上的射頻信號(hào)同源）經(jīng)R4、R5 分壓和V2、V3、C4 全波整流后，加到由N1 組成的窗口比較器。由電位器W1 和W2 設(shè)定過(guò)推和欠推的門(mén)限值。當(dāng)加到功放板上的射頻信號(hào)超過(guò)由W1 設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，將產(chǎn)生“過(guò)推動(dòng)”信號(hào)送到控制板，當(dāng)加到功放板上的射頻信號(hào)低于由W2 設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，將產(chǎn)生“欠推動(dòng)”信號(hào)送到控制板?？刂瓢迳蠁纹瑱C(jī)發(fā)出關(guān)機(jī)信號(hào)，并重復(fù)關(guān)、開(kāi)機(jī)一次。對(duì)外顯示“過(guò)推動(dòng)故障”或“欠推動(dòng)故障”。

3.2 功率合成母板上的連鎖故障檢測(cè)電路

如圖5 所示，功率合成母板上的X1～X5，分別是前置放大板、兩塊功放板、兩塊調(diào)制驅(qū)動(dòng)的插槽。只有在全部五塊板子接插良好，并且門(mén)開(kāi)關(guān)關(guān)閉的情況下，發(fā)射機(jī)正常工作。否則，只要有一塊板子接插不嚴(yán)或門(mén)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，就會(huì)引起連鎖故障報(bào)警。該電路會(huì)給控制板送去一個(gè)連鎖故障信號(hào)，對(duì)外顯示連鎖故障，發(fā)射機(jī)不能開(kāi)機(jī)（不能加高壓）。

4 輸出取樣板和輸出監(jiān)測(cè)板上的檢測(cè)電路

4.1 輸出取樣板上的檢測(cè)電路

4.1.1 RF 電流取樣電路

RF 電流的取樣是通過(guò)磁環(huán)變壓器T1 和T2 的次級(jí)繞組上產(chǎn)生射頻電流信號(hào)，再通過(guò)與變壓器并聯(lián)的電阻產(chǎn)生與一個(gè)與射頻電流成比例的電壓信號(hào)輸出，如圖6 所示。

T1 上取的射頻電流信號(hào)直接送到控制板上特定比較電路去監(jiān)測(cè)RF 電流是否超限。如超限，控制板將關(guān)機(jī)后試控性開(kāi)機(jī)一次；如仍超限，則關(guān)機(jī)至手動(dòng)開(kāi)機(jī)；如不再超限則繼續(xù)正常工作。

圖6 射頻電流、入射功率、反射功率的檢測(cè)電路

4.1.2 入射電流、反射電流取樣電路

T2 上取的射頻電流信號(hào)分為兩路：T2 的A 端取入射方向的射頻電流，在R3、R4 并聯(lián)的電阻上產(chǎn)生一個(gè)與入射電流成比例的電壓信號(hào)；T2 的B端取反射方向的射頻電流，在R5、R6 并聯(lián)的電阻上產(chǎn)生一個(gè)與反射電流成比例的電壓信號(hào)。并且A 端和B 端的電壓相位差為180°，這兩路信號(hào)進(jìn)入輸出監(jiān)測(cè)板的X1-3 和X1-5。

4.1.3 射頻電壓取樣信號(hào)

射頻電壓的取樣是通過(guò)電容C5、C6 分壓和C7、C8 分壓得到的并通過(guò)X1-7 和X1-9 輸出到輸出監(jiān)測(cè)板。

4.2 輸出監(jiān)測(cè)板上的定向耦合電路

輸出監(jiān)測(cè)板中有兩個(gè)定向耦合器，分別產(chǎn)生入射功率的耦合信號(hào)與反射功率的耦合信號(hào)。

如圖6 中輸出監(jiān)測(cè)板部分所示，輸出取樣板來(lái)的射頻電流信號(hào)由X1-3 和X1-7 進(jìn)入，而射頻電壓信號(hào)由X1-1 和X1-5 進(jìn)入。加在二極管V1 和V2 兩端的射頻電壓和射頻電流采樣信號(hào)都相差180°相位，C1 和C2 為平衡電容，用于調(diào)整由電容分壓得到的射頻電壓的大小。L1、C3 和L2、C4組成的低通濾波器用于濾除射頻信號(hào)。R3 和C5 組成低通濾波器用于濾除音頻信號(hào)。在R1、R2 上建立的電壓與入射/反射功率的平方根成正比。入射功率采樣信號(hào)送入控制板，作為入射功率的指示。反射功率采樣信號(hào)送入控制板，除用作反射功率的指示外，與控制板內(nèi)的特定比較器中的門(mén)限值相比較，如得到高電平的話，將得到駐波故障報(bào)警信號(hào)。這時(shí)，控制板內(nèi)的單片機(jī)將會(huì)發(fā)出封鎖調(diào)制信號(hào)，并將功率下調(diào)隨后放開(kāi)調(diào)制封鎖，如高駐波仍存在，則將重復(fù)上述動(dòng)作。如高駐波故障消失，則恢復(fù)預(yù)定功率。

總 結(jié)

發(fā)射機(jī)各系統(tǒng)的檢測(cè)信號(hào)除了簡(jiǎn)單動(dòng)作自行處理以外，其余信號(hào)最后都會(huì)進(jìn)入控制板進(jìn)行進(jìn)一步處理，然后送入控制板中單片機(jī)的I/O 接口，單片機(jī)依據(jù)存儲(chǔ)在其中的具體指令進(jìn)行一一處理，封鎖調(diào)制、關(guān)機(jī)、關(guān)機(jī)并重關(guān)、開(kāi)一次、降功率等等。這些檢測(cè)電路存在的意義就在于給位于控制板中的大腦（單片機(jī)）提供原始觸覺(jué)信號(hào)，由單片機(jī)進(jìn)行判斷處理，發(fā)出指令，進(jìn)行下一步反應(yīng)動(dòng)作。

深刻理解發(fā)射機(jī)的各個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)功能和動(dòng)作機(jī)制，有助于技術(shù)維護(hù)人員對(duì)發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)以及遇到故障時(shí)的緊急處理。深入分析設(shè)備的工作原理，掌握設(shè)備的運(yùn)行特征，也是做好技術(shù)維護(hù)工作的根本保證。希望通過(guò)本文的分析，能夠?qū)ν械募夹g(shù)維護(hù)工作有所啟迪。