BGTB5141型100kW短波发射机射频增益控制器的功能及改造

陈创根

（作者单位：国家新闻出版广电总局2023台）



BGTB5141型100kW短波发射机射频增益控制器的功能及改造

陈创根

（作者单位：国家新闻出版广电总局2023台）

摘 要：本文主要分析BGTB5141型100kW短波发射机的射频增益控制器功能原理及射频增益控制器对高前阴流和高末栅流的控制，对整个控制回路的工作流程做一个梳理，并列举几例典型的故障，对故障处理作出探索，最后再介绍射频增益控制器简单改造，供同行参考。

关键词：高前阴流；高末栅流；射频增益控制器；1A9；故障分析

BGTB5141型100kW发射机射频增益控制器在整个射频通路中起到不可替代的作用，当高前阴流过大时可能会引高前级过荷，高末栅流过大时，发射机输出阻抗失谐，输出功率不足。严重时，高末槽路产生高频振荡，打火现象会烧坏机器的元器件。高末栅流过小时，发射机通过自动增益控制电路，封锁激励，调制器控制器封锁高压输出。因此射频增益控制器对于发射机正常稳定的运行有着重大的影响。另外在发射机的维护工作中，经常要对射频增益控制器甩开或更换排查，改造前的射频增益控制器更换工序繁杂，给维护工作增添了许多困扰。下面主要分析射频增益控制器内部线路，功能和工作原理以及简单介绍射频增益控制器的改造。

图1　发射机射频系统方框图

1 主要功能原理和线路分析

1.1短波发射机射频系统的组成

是由保护电路、谐波滤波器和平衡/不平衡转换器及相应的控制、频率合成器、高末级、射频宽带放大器、屏极网络、高前级、增益自动控制放大器（1A9）组成。增益自动控制放大器输入的射频信号来自频率合成器，输出信号送到射频宽带放大器，经过调谐后最终通过天线发送出去。（如图1）

1.2增益自动控制器的功能

（1）对激励信号进行放大（增益）。

（2）对末前阴流和高末栅流进行检测，在末前阴流很大或高末栅流过大时保护发射机，维持高末级射频激励信号的准确和稳定。

1.3射频通路（见图2）

频率合成器输出激励信号由高频电缆送到1A9.J1，1A9板上的电阻R14// R21=50Ω作为频率合成器的负载。信号射频信号经R15、R16和L2滤波后送到Q3进行放大；还有一部分射频信号经C5送到PIN二极管。晶体管Q3发射极电阻R8是形成电流串联负反馈，它可以有利于改善放大器的射频响应和稳定，Q3输出高频信号经电容耦合送到下一级，由Q4组成射极跟随器进行电流放大，输出阻抗低，有利于与电缆匹配，送到下一级宽带放大器进行放大。

1.4增益自/手动控制原理

发射机在实际工作中，高前阴流应＜0.6A，高末级栅流应＜0.65A。发射机设计了相应的控制电路，即增益自动控制线路，以防止高末栅流和高前阴流过大（见图2）。射频增益控制板上有一个PIN二极管（CR1），成为一个阻抗元件（类似可变电阻作用），反偏置或无偏置时阻抗很高，可以形成衰减激励的作用，正向偏置时呈现低阻抗情况。

TB1-3、4端子接激励衰减器6R4，通过手动调节可变阻抗元件6R4。（如图2）当6R4阻值变大时，晶体三极管Q1的基极电位变大， Q1导通，从而使晶体三极管Q2的基极电位变小，Q2截止，PIN二极管CR1无偏置电压而截止，使射频信号从1A9.J1→Q3→Q4→1A9.J2送到宽带放大器，从而实现手动控制射频增益的功能。

TB1-5、6两端子分别由高前阴流和高末栅流取样送来的直流负电压。当电流过流时，直流负电压变低（绝对值变大），＜-4V，光电耦合器U1或U2中的发光二极管导电发光，三极管CE极导通，5脚为低电平，从而使晶体管Q1截止，Q2导通，PIN二极管CR1导通，射频信号从Q3的基极经C5通过CR1入地，实现射频封锁。

工作正常时，TB1-5、6两端子的直流负电压在一定的数值内（-4V≤U≤-2.5V），光电耦合器的发光二极管处于某种程度的发光强度，三极管处于某种放大状态，这时的Q1、Q2及CR1都处于某种程度的导通状态，所以这时的CR1呈现出一个一定数值的电阻，部分衰减射频信号，从而使高前阴流和高末栅流也处在某一稳定值。

图2　增益自动控制原理图

2 典型案例分析

2.1故障一

2.1.1故障现象

加高压，推激励时，末前阴流＞0.7A，高末偏压、高末栅流变大，有时伴有IPA过荷。

2.1.2故障判断

判断1A9故障，可使用三通短路1A9，加高压时适当减小合成器的输出，如发射机正常，则说明为1A9故障。

2.1.3故障处理

a.紧急情况可短路1A9，适当减小合成器输出，维持播音。

b.做好防止触电措施后，通地开关通地，检查更换1A9。

2.1.4故障分析

从前面原理分析可知，正常情况下高前阴流变大时，光电耦合器U1发光使三极管CE极导通接地，从而使晶体管Q1截止，Q2导通，PIN二极管CR1导通，射频信号从Q3的基极经C5通过CR1入地，实现射频封锁，而故障中1A9-U1（4N26）击穿，自动增益控制失控，1A9就相当于一个三通对频率合成器来的激励信号不加控制（没有衰减）就输出到了宽放，由于宽放的增益很大，宽放输出到末前管的激励信号自然也就很大从而引起末前阴流变大，此时只需衰减频率合成器面板上的激励旋钮到合适的位置即可，对机器的工作状态不会有影响。

3 射频增益控制器改造

3.1改造的意义

1A9板上的三极管Q3、PIN二极管CR1、U1、U2（均为光电耦合器4N26）等易击穿元件，若其中的任意一个被击穿将使1A9无法正常工作，都必须更换新的1A9才能使发射机正常稳定的运行。如图3为改造前的自动增益控制器，其中TB1～6端子和进线的连接是靠螺丝紧固，如需更换，必须用螺丝刀将1A9 上TB1～6所有端子螺丝松开，将所有线端拨下，才能将自动增益控制器拆下，整个拆卸过程比较繁杂。然而换上新的自动增益控制器后，又必须用螺丝刀逐个将所有输入线和1A9上TB1～6端子螺丝紧固，期间拆和装的过程全部由人

工完成。这样繁杂的工序给维护人员造成了不必要的时间浪费，费时费力，特别是在安装新的控制器过程中容易出现安装失误，错将进线接反，漏接，螺丝松动等问题，给维护、排查故障等工作带来了不必要的麻烦。为了解决上述问题，经过思考、研究及对其他台站的参考，本着原控制器改动最小，使用资金最少，效果最佳的原则，经过精心的设计与实验，成功实现了对自动增益控制器的简易改造，图4是经过改造后的插针式的自动增益控制器，避免了接反，漏接，螺丝松动等问题，简易了工作流程。

3.2改造的设计工作

3.2.1准备工具

十字螺丝刀、电烙铁、焊锡丝、焊锡膏，手电钻及钻头、面包板、记号笔、插拨式接线端子，针型压线钳，拨线钳，偏口钳。

3.2.2改造工作简介

a.将1A9板上连接到TB1～6端子的引线标上记号；

b.用电烙铁将已标记的引线从TB1～6端子上焊下；

c.用十字螺丝刀将螺丝型的TB1～6端子排拆下；

d.用手电钻在1A9金属外壳上按已经设计好的尺寸打4个小孔并装上面包板及焊接插拨式接线端子；

e.将已标记的引线依次和插拨式接线端子焊接；

f.将进线的U型头改成针型头。

图3　改造前的1A9

图4　改造后的1A9

4 结语

自动增益控制器主要用于自动调节射频输出电平的大小来调节发射机射频激励电平，在整个射频通路中起着比较重要的作用，其主要特点是通过控制 PIN二极管 CR1的直流偏置改变其阻抗达到间接改变射频增益大小，但自动增益控制板上Q3、PIN二极管CR1、光电耦合器4N26等易击穿元件如果被击穿只能更换新备件。更换过程繁琐，不便于工作顺利进行。改造后的自动增益控制器具有设计简单、改造成本低、实用性强等特点，给维护工作带来了很大的方便。不足之处，敬请同行们指正批评。

参考文献：

［1］刘长年，舒学峰，姚利明．电工原理［M］．无线电台管理局，1999．

［2］王春生．广播发送技术［M］．合肥:合肥工业大学出版社，2006．