模拟微波多项技术改进

郎东风　季成泉

随着数字微波设备的投入运行，山东广播电视局微波总站，开通了济南←→泰山←→蒙山←→沂山←→大泽山←→昆嵛山数字微波主干线，作为提供备份信号源的模拟微波设备进入十分微妙境地，设备既想保证良好的运行状态，又不想投入过多的资金，也只有在技术改造上，下点功夫了。

DZ603W整流器的技术改进

在模拟微波中继通信系统中，供电设备大多为ZD603Wc整流器，要保证通信业务，急需配套完善的供电设备，才能保证设备有较高的稳定度和可靠性。如果引进较为先进的外国设备，如德国西门子公司生产的智能电源等等，但需要较大的投资，怎样能在少投资、多办事的情况下，解决ZD603W整流器存在着一些问题：如稳压精度低、限流特性差、限流范围小、过载关机、市电波动引起关机以及不能自动开机、无软起动等缺陷，根据有关资料，对模拟微波设备，进行了大胆的技术改造。

下面对改进部分的原理逐一说明，以供同行们参考。原理方框图如图1。

1、可调稳压取样电路

本电路（见图2）取代了原ZD603Wc控制电路中的电压取样电位器的作用，并对取样电压反馈信号进行了一定比例的放大，提高了控制稳定度，增加电解电容C19起到了软启动作用。

具体原理分析如下：本电路B点接至反馈放大电路（原ZD60电路中的误差放大器输入端），B点接至整流器输出端正极。由于VT12的发射极接有稳压二极管VD11，所以其发射极电位是稳定的。当VT12导通时其基极电位也是不变的。B→R14→WF→Wcq→R16→B支路选用电阻值较小，故支路电流I1较大，而VT12的基极电流IB较小，I1＞＞IB。当B—B之间电压发生变化时，引起I1较大变化，由于WF滑点到B点之间电压恒定，所以I1变化的部分主要通过继电器K10-1反接点进入三极管基极（浮充状态Ｊ10反接点接通，充电状态K10正接点接通），使VT12的VcqE发生变化。如当输出电压升高时，I1↑→IB↑→VcqE↓→反馈信号迅速减小，进而使输出电压稳定。

VT12的放大作用，使B—B之间的稳压值得到了扩展，且由于WF、Wcq使整流器输出连续可调。

2、小电流补偿电路

本电路由图3中的VT06（3DG4cq）、电阻R01、R02、R04、R05组成。

工作原理：此电路的输入信号VBB取自整流器输出电路中的电流互感器，当整流器输出较小电流时，VT06工作在放大状态，使电流反馈信号得以放大，起到补偿作用。当整流器输出较大电流时，VT06进入深饱和状态，没有补偿作用。从而使整流器输出电流在额定时的0～10％之间变化时的稳压精度提高。

3、电压补偿电路

该电路主要由R04来完成（见图3）。工作原理：R04一端接原ＺD603电路控制标准量源的未经稳压部分的正端（即原电路中cq135的正极），一端接在反馈信号放大器的输入端。

当交流电压升高时，反馈信号放大电路的输入增大，去控制输出电路的输出电压降低；当交流电压降低时，输出电压增高。解决了因市电变化引起整流器自动关机，影响机器正常运行的问题。

4、稳压限流电路

电路由图3中D09、R17、R18、继电器K10-2触点、WS（可变电位器）等组成。

本电路主要控制整流器在稳压状态大下的最大输出电流。因为在市电停电时，用蓄电瓶供电的情况下，若市电到来自动开启整流器时，负载电流会很大，如果不加以限流，会造成因过荷而自动关机。

工作原理：在稳压工作状态，整流器输出电流达到已额定好限流值（如调WS限流120A）时，VDB（即D点到B点之间电位）高于图三中cq点电位，因此，二极管VD09导通并发光。VDB通过反馈信号放大电路，控制整流器的可控硅的导通角，使输出电流不再增加，起到限流作用。

VDB信号取自整流器的电流互感器输出。当整流器输出小于额定的限流值时，VD09不导通，不起限流作用。

5、限流动态特性改善电路

由于反馈信号放大电路的限流作用迟缓，有时引起负载过荷自动关机，因此，增加了改善电路。电路图见图3，由VT31、R30、R32、电位器SD、电容cq33以及稳压二极管VD29等组成。

工作原理：三极管VT31通过限流电阻R30直接参与控制输出电路，而起到快速控制整流器输出。在静态时调整电位器SD，使VT31在限流时起作用，在非限流时，VT31不导通，对控制电路无影响。

当整流器输出在限流范围时，限流信号同时作用于三极管VT31及反馈信号放大电路，由于VT31直接控制输出电路，故能迅速将输出控制在限流值。随后反馈信号放大电路亦起作用，共同作用的结果，使整流器输出电流很快得到限制。进而起到了改善动态特性的目的。VD29起稳定VT31工作点的作用。

通过上述对DZ603整流机器五部分的技术改造，使其性能得到一定程度的改善，适应了当前模拟微波通信设备的现状和需要，同时也节省了大量投资，为微波中继通信的畅通提供了强有力的保障。

发信系统的技术改造

2GC2WH01型微波发信机原为行波管末级功率放大器，后由西安微波设备厂改造为固态功率放大器为主，行波管做为备份。由于备用的行波管长期处于闲置状态，再加上笨拙的电源系统。现均不能正常工作，我站为了响应中央广播电视总局的“高质量，不间断，既经济，又安全”的十二字方针，将撤下的WF2—05A型机上的固态功放及电源进行再利用，将备用的行波管功放进行拆除，全部改造为主、备固态功率放大器。能够当其中一功放或损坏时，快速开启备用功放及电源。此次改造做了以下方面的工作：

1、发信单元改造

把行波管的拆除，换上WSF2—05A型机上的固态功放，发信输出滤波器仍用原机的。改装时，根据WSF2—05A型机用的功率放大器固定螺孔的尺寸，在发信单元盒的背面用电钻打四个小孔，以备固定固态功放。

2、固态功放电源的改进

原固态功放电源是西安宏伟公司生产的+12V电源，比较粗糙，我台用的这种电源很容易损坏，且不容易配件，而05A型机的固态功放用+12V和—18V双电源，我们用05A型机的电源开关滤波器、+12V和—18V电源块组合，后带插座，做一同时满足主备固态功放用的电源。加上电源开关滤波器是为了两块电源的监测及开关控制。

根据需要将三块设备的所需各脚连接好，主、备用功放电源利用发信单元的原插子，并做好标记以方便维修。主备用电源的开关分开，以主备功放及电源倒换方便。将发信单元内的行波管取出，把备用功放固定在发信单元内，做好主备功放输出电缆并作标记，以便其一故障时及时倒换。

改造后用的主备固态功放电源，也是一主一备，与固态功放配套，不论是功放损坏，还是电源有问题，均可及时开启备用功放及电源，做到及时倒换。

其+12V电源原理图如图4所示。-18V电路原理图如图5所示，改造后的方框图如图6所示。

原理：平时工作于主用状态时，微波信号经边带输出接至环形器1，再经主用功放至环行器3，通过50Ω的射频电缆接至输出滤波器，此时主用功放电源打开，正常工作，而备用功放电源关闭，处于备用状态，环行器2的输入和环行器4的输出也均处于断开状态。当主用固态冲能或电源损坏造成无功率输出时，告警铃响起、指示灯熄灭，这时，把边带输出接至环行器2的输入端，断开环行器3输出而接通环行器4至输出滤波器,开启备用功放电源，因固态功放不需要预热，就可快速启动备用功放工作。这样就可在短时间内完成主、备份倒换，使传输处于正常状态。

3、改造后效果

我台微波站经改用至今已有三年有余，效果非常明显。原来是行波管功放，因其性能不稳定，逐渐被淘汰；由西安宏伟公司人员改造的固态功放的+12V电源却经常损坏，又加上固态功放的末级场效应管性能变差，使输出功率达不到额定功率，造成停传或达不到甲级指标，而备用的行波管长时间不开，当急用时又无法正常使用，往往造成停传。 经过我们的改造，固态功放+12V—18V电源及固态功放可靠稳定地工作。同时也节约了大量的事业经费，使我们的设备处于崭新的高质量、不间断的经济运行状态。

模拟微波设备告警系统技术改造

调频、电视、微波设备同一机房，联合值班，机器多，噪音大，模拟微波设备的告警，在值班室不易觉察。收信机故障，在监示器上可显现出来，但发信机的设备故障只能靠警铃提醒，但因距离远，靠警铃很难及时告知值班及维护人员及时处理设备的异常状态。自动化系统又没能兼顾到监控微波设备的运行状况，虽然我们每小时巡机一次，但为确保信号的不间断传输，对设备进行实时监测，在模拟微波机架原有告警电路的基础上进行改造，使模拟微波机架的告警在值班室既能听得见，又能看得见。原设备告警电路如图7：

机器工作正常时，Usr为低电平，三极管BG4导通，告警灯ZD点亮，Usc为高电平，VD1和VD2截止，BG5截止，继电器J2（如图）不动作，其常开接点③、④断开，警铃不响；当收或发信机有故障发生时，Usr为高电平，三极管BG4截止，告警灯ZD熄灭，Usc为低电平，D1或D2导通，BG5导通，继电器J2动作，其常开接点③、④吸合，警铃发出报警铃声。根据这一原理，我们用退下的DGN—16D型信号监测器及原设备上的告警继电器组合成一告警装置，在值班室以音乐声告警及视频彩条指示告警，准确及时地提醒值班及维修人员在最短时间内发现和处理设备的异常状态，具体电路如图8所示：

从DGN—16D型信号监测器的电源中引出一个+5V电压接至各个机架告警继电器K2的常开接点⑥、⑦上。机器工作正常时，继电器不动作，其常开接点⑥、⑦断开，DGN—16D型信号监测器采取样电路无信号输入，其视频无输出，监视器上无彩条指示，音乐报警块无工作电压及触发电压，不发出报警音乐；当设备有异常发生时，告警继电器K2动作，其常开接点⑥、⑦闭合，DGN—16D型信号测器采样电路输入+5V电压，音乐报警块加上工作及触发电压，发出音乐告警信号，同时监视器上有彩条告警指示。二极管1N4007具有隔离作用，防止故障报警电压串到另一路报警数据采集端，引起故障误判。同时具有为音乐块提供电源电压和触发电压的作用，以保证音乐报警块正常工作。DGN—16D信号测器的采样电路的1~7路采样输入既监视器的1~7路彩条告警指示分别对应的机架为临沂方向六、四、二波道、收泰山发枣庄六波道、收泰山发枣庄四、二波道、收枣庄发泰山六波道，值班及维修人员听到音乐报警后，从监视器的彩条指示上（图9），直接可看出是哪个机架告警，以便及时处理设备的异常状态，以确保信号的安全、优质、不间断传输。