短波广播发射机栅流传感器的工作原理与参数调整

李爱民

摘 要 本文简要介绍了短波广播发射机高末电子管栅极电路中栅流传感器工作原理，针对典型的100KwPSM短波发射机高末栅极电路进行了分析，在讨论广播发射机高末栅流信号大小检测方法和栅流传感器在发射机控制系统中所起的重要作用的同时，也对栅流传感器在实际工作中出现故障时的应急处理进行了论述。

关键词 100KW发射机 栅流传感器 工作原理 参数调整

中图分类号：TN934.1文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdks.2015.07.073

Principle and Parameter Adjustment Shortwave

Radio Transmitter Gate Current Sensor

LI Aimin

（State Press and Publication Administration of Radio 572 Station， Beijing 101109）

Abstract This paper describes the high end of the tube shortwave radio transmitter gate gate circuit flow sensor works， a typical high-end gate 100KwPSM shortwave transmitter circuits are analyzed， in high-end broadcast transmitter signal grid current size detection methods discussed and while the gate flow sensor in the transmitter control system plays an important role， for emergency gate flow sensor in practice， when the fault occurred are discussed.

Key words 100 KW transmitter; grid current sensor; working principle; parameter adjustment

100Kw PSM短波发射机高末栅流传感器，是检测高末栅流信号大小的一种传感器件。在电子管放大电路中，由于电子管是抽真空的，当电子管加灯丝后，灯丝随温升高将以辐射热的方式传导至阴极金属板上，等到阴极金属板温度达到电子游离的温度时，电子就会从金属板飞奔而出，此时电子是带负电的，当屏极加上正电压时，电子就会受到吸引朝屏极金属板飞过去，穿过栅极而形成一个电子流;而栅极此时犹如一个开关，当栅极不带电时，电子流会稳定的穿过栅极到达屏极，当在栅极上加入正电压，对于电子是吸引作用，可以增强电子流动的速度与动力;反之在栅极上加入负电压，同性相斥的原理电子必须绕道才能到达屏极，若栅极的结构庞大，则电子流有可能全数被阻隔。栅流传感器就是当输入讯号连接在栅极上，加入适当的偏压，利用栅极控制电子流的流量达到控制讯号放大的目的。这也就是栅流传感器在发射机控制系统中所起的重要作用。

1 栅流传感器的工作原理

栅流传感器是通过控制栅流大小来控制输出讯号放大的，在DF100KwPSM短波发射机高末电路中栅流传感器如图1所示。当电路中三极管Q1、Q2、Q3工作在截止区或饱和区，相当于开关管使用，TB1-2接入的是高末栅流取样信号、TB1-3端子接地，相当于信号输入端，TB1-1、TB1-4端相当于信号的输出端，TB1-1端子接的是1PS2电源输出的+24V端，TB1-4端接到九单元的调制控制器，控制联锁5灯回路。CR1、CR2串联使用，相当于钳位二极管，把CR1的正端钳位在1.4V，这个电压经过R5加到Q2的基极，Q2的基极另一路来电是由高末栅流提供的，由于高末偏压是负电，因此来自TB1-2端的电也是负电。

在此，先以R13全部用上为例进行讨论。1PS2通过TB1-1端子提供一个+24V高电压。此电压经R6、R3、CR1和CR2回地构成一个通路，由于CR1和CR2的钳位作用，使CR1正端电位为1.4V，假定现在高末栅流为0，1.4V电压经过R5、R11、R12、R13构成的回路，使得Q2的基极电压为0.87V（在R13未用电阻为0时，Q2的基极电压为0.82V），由于CR3此时不导通，相当于开路，这个电压全供给Q2的基极，使Q2饱和导通。既构成如图2所示的共射极放大的输出特性曲线。

从共射放大输出特性曲线可知，VCE较小，且VCE

图2 共射放大输出特性曲线

2 栅流传感器调整、检测以及模拟平台

前面已经介绍了栅流传感器的原理和在发射机高末放大电路中所起的作用。如何将栅流调整在最佳位置是值机人员的基本功，也是保障发射机稳定运行的前提。为了便于对栅流大小的检测与调整，实际工作中我们设计安装制作了如图3所示，供专门检测、调整栅流传感器的模拟台，下面就模拟台的原理及具体调整过程进行论述。

2.1 栅流传感器调整过程

由图3电路分析可知，在调试发射机时，栅流起限点通常都设置在0.3A-0.2A，在发射机刚开启时栅流大于0.3A联锁5灯亮，调制器工作，发射机可正常工作，栅流小于0.3A联锁5灯不亮，调制器不工作，发射机不能正常工作。基于调机指标，我们将栅流传感器工作点设定在0.3A。图中Vcc-5V电源、R4、R5通路模拟发射机高末栅流的变化，并将模拟的高末栅流信号送到比较器U1的2端和5端;Vcc-5V电源、R6、R7、R8、R9、R10、R11通路给比较器提供一个固定的比较电压，此时比较器U1的3端电压应该为-3V，比较器U1的6端电压为-2.5V;R1、DS1（绿发光二极管）模拟联锁5灯。

2.2 栅流传感器的检测

检测栅流传感器时，先按图3原理图把线路接好，将栅流传感器上的R13逆时针旋转到头，接通电源调R4，使得DS1、DS2、DS3处于熄灭状态，并也将R4顺着这个方向旋转到头，再反方向慢慢旋转R4， R5两端得到的电压可模拟高末栅流从0A开始的缓慢变化过程，R5两端的电压与高末栅流的关系是除10关系，即电压-1V高末栅流0.1A。R5两端的电压为-1V时，比较器U1A的2脚电压为-1V， 3脚电压固定在-3V，反向端电压大于同向端，U1A的1脚输出低电平DS2（红）发光二极管不亮。比较器U1B的5脚电压为-1V，6脚电压固定在-2.5V，同向端电压大于反向端，U1B的7脚输出低电平DS3（黄）发光二极管亮。继续减小R5两端的电压，直到DS3（黄）发光二极管灭，DS2（红）发光二极管亮，从电路图中可以得出，这时R5两端的电压为-3V稍高一点，比较器U1A的1脚输出高电平，DS2（红）发光二极管亮，比较器U1B的7脚输出高电平，DS3（黄）发光二极管灭。这时再调整栅流传感器的电位器R13，顺时针慢慢旋转，直到DS1（绿）发光二极管亮为止。继续按照刚才旋转R4的方向加大模拟栅流的输入值，发光二极管状态应为DS1（绿）亮、DS2（红）亮、DS3（黄）灭;反方向旋转R4的方向减小模拟栅流的输入值，发光二极管状态应有如下变化DS1（绿）亮、DS2（红）亮、DS3（黄）灭——DS1（绿）亮、DS2（红）灭、DS3（黄）灭——DS1（绿）灭、DS2（红）灭、DS3（黄）亮，只有通过以上种种检验现象完全对应的，栅流传感器板才算设定好，检验合格。图4显示了栅流传感器电压输入输出的整个过程。

通过栅流传感器的原理可分析出，这个过程模拟了加高压后，栅流大于0.3A调制器正常工作，慢慢减小栅流小于0.2A时，封锁调制器发射机不能正常工作。为什么会出现这个窄带？由电路原理分析，通过试验证明，是因为栅流传感器上的反馈电阻R10（18K）导致的，改变此电阻的阻值可改变窄带的宽窄，阻值越大，跨度越大;阻值越小，跨度越小，R10为0，既直接跳变。改变可调电阻R13的阻值，可改变栅流的起限点。这两者控制着调制器工作也封锁激励的上下限。

3 栅流传感器典型故障分析与处理

图4 栅传的输出电压特性

由电路原理图分析，引起栅流传感器动作有栅偏压电源IPS5的栅流信号的大小，表现在发射机运行中，高前失谐或高前管发射不足，都将引起栅流传感器1PS5A1动作，1PS2的+24V无法加到调制器，引起封锁调制器;栅流传感器板线路本身发生故障24V电压送不到9A5板上，也将封锁调制器;一旦调制器封锁发射机也就不能正常工作。

故障现象：高前、高末表值比正常值小很多，高前阴流在>0.3<0.32安，高末栅流基本上不超过0.4安，功率在70～80KW之间，甚至更低;高末栅流在临界点附近时高末表值摆动不停;高前失谐或高前管发射不足等。

分析处理：发射机正调谐或更换高前管，栅流传感器损坏须更换。

故障现象：发射机运行中高前阴流，高末栅流正常，末级无表值，无功率输出，9A5板上联锁5灯不亮，封锁调制器。

分析处理：更换栅流传感器，紧急情况下可以甩开栅流传感器（1PS5A1 TB1-1、4挑开），用短路线将1PS5TB1-4、5两端短路来维持正常播音。

应急处理甩开栅流传感器，是因为若1PS5A1的Q3击穿24伏电直接对地，不甩端子短路根本起不到作用，还会造成判断失误。

4 结语

发射机运维需要坚实的理论知识和丰富的实践经验，而知识经验必须经过勤奋学习、刻苦钻研、不断积累。以上对广播发射机栅流传感器的讨论仅仅是发射机运维冰山一角。通过上述对栅流传感器工作原理和作用的分析了解，使我们认识到定期对栅流传感器进行检测的重要性和必要性，只有辛勤努力，精心运维，才能保证栅流传感器正常工作，才能发挥它在发射机连锁控制中的应有作用。希望本文通过对发射机栅流传感器原理，工作过程，模拟平台的介绍以及探析，对同行起到抛砖引玉的作用。

参考文献

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