海涛
摘 要:DAM系列中波广播发射机的设计结构比较复杂,与频率相关的电路较多,因此它的改频工作比较麻烦,不但包括射频电路和输出网络,还涉及部分音频电路。本文在充分理解DAM系列中波广播发射机的工作原理的基础上结合了实际经验对该系列发射机改频工作的实施进行了详细的阐述。
关键词:输出网络;前级调整;细调
中图分类号:TN948 文献标识码:A
DAM系列广播发射机的改频工作比较复杂,需要一些专用仪器,整个过程包括“基本频率变更”和“最佳性能调整”两部分工作来完成。
一、准备工作
1 DAM系列广播发射机的改频工作需要的仪器设备
发射机频率变换所需的基本测试设备包括失真度测试仪、音频信号发生器、大于30MHz的双踪示波器、大于10MHz的频率计、调制度测试仪、数字万用表、网络分析仪或阻抗电桥。调整输出网络使用网络分析仪较方便,但它的抗干扰能力差,如果高频干扰严重,使用阻抗电桥合适。
2 确立改频相关电路
射频通道电路改频需要调整的电路包括DDS频率合成器、推动功率合成器、二进制功率合成器和主功率合成器。音频通道电路改频需要调整的电路包括模拟输入电路和A/D转换电路。此外需要调整的电路还包括输出监测板和推动稳压电源。电路板上有些元件可在加电前预先设置好,如拔码开关和跨接线等,“大台阶”和“小台阶”的效率线圈抽头要按厂家提供的“效率线圈预置表”来调整,输出网络电容的更换也需要按照厂家提供的信息更换。其余多数器件需开机加电调整。
二、基本调整
基本调整包括输出网络的调整,射频电路的调整,推动电源闭环调整和功率调整。
1 输出网络调整
输出网络带通滤波器的调整包括输出网络的预调谐和输出网络的联调。输出网络调整之前,确保关闭发射机的所有电源,用接地棒将交、直流和RF功率高电压点放电。
(1)预调谐
使用高频电桥或网络分析仪测量输出网络的感抗和容抗,调整输出网络串并联谐振的电感线圈使其感抗值到达理论计算值。调整输出网络的串联谐振的电感线圈,使其和串联谐振电容达到谐振状态,一般调整至实部毫欧级,虚部为零。调整输出网络的并联谐振电感,除接地线以外断开与并联谐振相连的导线,调整并联谐振电感线圈,使并联谐振的回路阻抗最大,一般实部K欧级,虚部为零。调整三次谐波串联回路,将网络分析仪预置在工作频率三倍上,调整串联电感线圈至谐振。
(2)联调
连接好三次谐波,输出网络的输出端接好50Ω假负载,将网络分析仪调整在工作频率上,断开T网络与带通滤波器的连接。测量T网络的输入端,调整调谐电感和负载电感使其阻抗达到50+j0状态。将带通滤波器的串并联接好再与T网络相连,用网络分析仪测量输出网络的输入端,调整电感线圈使其网络的输入端阻抗接近4Ω纯阻。
2 调整射频电路
将所有频率相关器件装好,按照厂家提供的资料调整好效率线圈的电感抽头、安装好跨接线,检查各部分的连接情况,做完这些后加电。
(1)调整DDS频率合成器
按厂家资料预置载波频率相关的拨码开关,给DDS电路板接+22VDC电源,用示波器测量频率输出端应有14V的方波信号,用频率计观察频率应为载波频率,如有偏差用无感器件调整温补振荡器的微调电容,使输出频率满足精度要求。
(2)前级调整
加低压后测量缓冲放大器的射频输出一般应为30VP-P,如过高或过低,调整缓冲放大器的直流电压(滑动变阻器),缓冲放大器的射频输是前置放大器的激励电平。调谐前级输入谐振回路,先用示波器测量推动功率合成器变压器输入端的射频电平,调整前级调谐电感线圈的抽头,改变合成器上调谐电容跨界线的位置改变电容值,使其幅度最大。调谐前级输出谐振回路,用示波器测量推动功率合成变压器输出端的射频电平,改变调谐输出电感的形状,反复更换输出电容,最终获得最大的输出幅度。
(3)射频推动级调整
调整前将推动电源调整器的S1放到“开环”位置,控制板的功放开关S1置“PA OFF”,拔下所有的功放电源(+230VDC)保险丝,然后加加高压。此时有+230V高压显示,但没有功放电流输出。用示波器测试功率合成器的输出端将有一个幅度为50VP-P左右的失真正弦波。重新调整功率合成器的射频输出电感,使输出的正弦波幅度最大且波形失真最小,若波形达不到要求,还可以改变母板上的插头位置重新选择合成调谐回路的电容,或改变前级合成变压器的抽头位置,直到波形失真最小为止。此时的推动电源的输出电压将在+40VDC~+80VDC(开环状态),前级的3块RF模块没有明显的温升,送到功率放大级RF功放模块输入端的RF信号(由射频分配器输出的信号)幅度为28VP-P左右,功放电流在5A以下。
3 推动电源的闭环调整
将发射机关闭,把推动稳压电源选择开关置于“闭环”位置,然后开机调整闭环电路调节电位器,使推动稳压电源输出的电压与开环一致,射频推动的激励电平在28VP-P。发射机正常工作时是闭环位置。
4 功率调整
关闭发射机交流电源,恢复功放电源(+230VDC)保险丝,检查一切无误后打开发射机交流電源,确认此时显示屏显示一切正常。改变控制板的功放开关位置,将发射机置于功放关闭状态,开机,此时无功率输出,用示波器测量模拟输入电路的功率控制电压,此时电压在0~+3V之间,按下升、降功率按钮,此时电压将发生改变,范围在-3V~0。当功率控制电压为0V时,将发射机功放开启,升功率至5kW,调整“调谐”电感线圈使输出最大。此时给发射机加100Hz的音频调制,调制度在100%,用示波器观察直流稳压电源的B-输出,此时波形的正峰应在-2.0V~-2.7V,负峰在-3.0V~-4.5V,如果波形超过这个范围,需调整模拟输入板的B-电路。B-输出正常后,将功率升至8kW,然后观察有无异常,若一切正常继续将功率升至10kW。此时将有17或18个功放模块开启,输出的功放电流在50A左右,如果有偏差,可以通过调整“负载”电感线圈的旋钮使功放开启18个模块,电流在50A附近。在调试过程中如果出现天线零位和滤波器零位变的过大,需调整输出监测电路。开机一段时间观察模块是否存在过热现象,若正常功率调整完成,发射机完成了改频的基本调整。
三、细调
细调是为了进一步优化发射机改频后的工作性能。包括调整A/D转换相位的一致性,调整小台阶功放模块的相位校准和幅度较准。
1 调整A/D相位转换的一致性
发射机开功率5kW,输入100%音频调制,用音频测试仪检测调制检测器解调出的音频信号,输入10kHz音频信号,典型失真度不应超过1.5%。如果10kHz时的失真度大于2%,就测1kHz的失真度,如果还是大于2%,则需要查找失真来源。如果失真度小于2%,调整A/D变换电路的选择开关,来重新选择不同的电容和电感组合来减小10kHz的失真度,直到失真度最小为止。然后将发射机开满功率,此时10kHz的失真度如果远大于1kHz时,可能是B-调制状态的调试不正确,应该再检查一下模拟输入电路和直流稳压电源。
2 小台阶的相位幅度调整
相位调整实现了最佳跟踪性能,相位影响了失真和频响的技术指标。测量调整小台阶的相位方法是使发射机工作在满载波无调制状态,先用示波器测量大台阶模块的输出状态,确定所有大台阶的相位差在±4°范围内,若有超出±4°,检测小台阶模块的相位输出。如果小台阶的相位差有超过±5°的,必须改变其效率线圈的抽头位置,使其功放相位同相,这样大台阶的相位差也会在±4°以内。
3 小台阶的幅度调整
小台阶的射频输出可能会随频率的变化发生改变,要得到最好的调制线性度,可对小台阶的射频输出按5%递增。用台阶信号或三角波信号来进行调试,发射机开5kW功率左右,用100Hz三角波信号作为调制信号,示波器观察调幅包络波形时应无凹凸现象,若波形不好,可调整二进制功率合成器上合成变压器线圈抽头,使波形变得更平滑。
此外发射机改频后,若要获得最好的优化性能,还可能需要对音频增益,失调量,高频抖动及B-信号进行进一步细微调整。
结语
DAM系列中波发射機的改频是一个系统性的工作,需要反复调整才能使改频后的发射机输出稳定的射频信号,本文在进行实际改频工作的基础上对改频工作进行了细致的总结,具有一定的借鉴意义,希望可以给电台维护人员提供帮助。
参考文献
[1]赵艳红.谈谈DAM中波广播发射机的调试维护工作[J].通讯世界,2015(11):13-14.