短波发射机自动调谐的闭环控制系统

蔚长征

摘 要：本文简单介绍TBH-522型短波发射机自动调谐的闭环控制系统，分析自動调谐系统调谐过程中的逻辑关系及自动调谐的控制原理。我台自动调谐控制系统是福昊达公司进行的升级改造，系统采用PCM-9575主板应用XP Embedded做为控制中心，同时采用目前先进的大规模可编程芯片FPGA做为逻辑控制部分。

关键词：自动调谐；闭环控制；鉴相器

中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）02-0066-01

1 自动调谐的含义

自动调谐就是根据发射机高频信号的频率，8路调谐元件（比如：调谐腔体、可变电感线圈、可变电容器等），自动调整到频率所需要的调谐、调配的位置，使高前级和高末级完成调谐、调配，最后达到发射机满功率播出的整个过程。

自动调谐的工作过程主要为粗调、细调、调谐完成、音频切换四个阶段。

“粗调”就是：根据发射机高频信号的频率，调谐元件自动调整到频率库预先保持的位置上。

在粗调过程中，短波发射机是没有高频信号输出的。因为调谐元件在粗调过程中，PSM信号和宽放是处于封锁状态的；高前级偏压被切换到最负（高前级电子管处于截止状态），高频衰减器被衰减到最大。高前级和高末级都没有激励信号，而且高末电子管的阳极电压和帘栅电压也是处于封锁状态的，因此高前级和高末级都不能正常工作的。

“细调”就是：在粗调完成后，PSM信号和宽放接通，高前级偏压切换到正常状态，高频衰减器恢复正常，高末电子管的屏极和帘栅极被解除封锁，高末级电子管和高前级电子管恢复正常，鉴相器和鉴阻器开始工作，使调谐元件准确地找到到调谐点和调配点，发射机能够正常工作。

调谐完成：指的是细调完成后，FPGA逻辑控制板收到调谐完成状态信号向电控发送指令信号，将功率切换至满功率状态。

音频切换：调谐完成后，FPGA根据发送过来的状态信号将将音频信号送至保护装置，发射机调整到最佳状态，将音频信号加上载波信号发射出去。

发射机不论粗调还是细调，必须先合上高压，解除调谐逻辑控制单元中的“封锁信号”后，自动调谐的程序才能往下进行，否则，发射机只能处于粗调状态。发射机自动调谐进行换频操作和调整过程时，是不需要合断高压操作的。发射机电控程序控制的各交流接触器是始终接通的，只有帘栅二档受自动调谐完成控制。发射机细调完成后，帘栅二档合上，进行电平调整，直至加满功率，调整完成，允许播音。

2 自动调谐的闭环控制系统

闭环控制是根据控制对象输出反馈信号进行调整的控制方式，它是在测量出实际与预置发生误差时，根据误差信号进行纠正的。闭环控制，从输出端实际位置变化取出控制信号，进行比较产生误差信号反馈给输入端控制输入信号，一般这个取出控制信号和输入信号相位相反，称负反馈控制，自动控制通常是闭环控制。

自动调谐系统之所以能够“自动”完成调谐，是因为它本身是一个闭环控制系统，自动调谐系统是工作在闭环状态下的。自动调谐闭环系统可用图1的方框图来表示。

在图1中：

控制模块：指FPGA在内部将预置位置和实际位置进行比较，得到误差信号，送出电机控制脉冲，控制8路电机转动。

执行元件：指的是驱动器、步进电机和光码盘装置等。

被调元件：指可变电容器、可变电感器、调谐腔体等。

检测装置：用来提供误差取样信号的装置（如：前级鉴相器、末极鉴相器、末极鉴阻器的电压值等）。

在粗调时误差信号指的是：系统从频率库中调出8路电机的预置位置发送给FPGA逻辑控制主板，FPGA将预置位置和实际位置进行比较，得到误差信号，送出电机控制脉冲，将8路步进电机转动到位。

在细调时误差信号指的是：由鉴相器、鉴阻器给出的误差信号。根据采集到的信号向FPGA发出控制指令，FPGA根据控制指令对1、3、5路进行正向或反向微调控制。

在调谐过程中，只要检测装置检测到误差信号，控制模块就会向执行元件发出发出工作指令，被调元件也会跟着转动。直到检测装置检测到误差信号为零时，执行元件和被调元件才停止转动，整个调谐过程完成。

3 结语

发射机实现自动化控制，自动调谐之间的逻辑控制关系至关重要。FPGA做为自动调谐系统在闭环状态下逻辑控制部分，电路简单，可实现复杂的逻辑控制，使自动调谐系统进入了数字化时代，提高了发射机的自动化程度。