DF100A自动化调谐设计思路和实现的方法

陈连旺

摘 要：当今社会短波发射机自动化要求越来越高，利用自动化减少机器对人的依赖，本文从发射机的手动调谐特点出发，用软件来实现模拟人手动调谐，极大简化对人的依赖，提高自动调谐的可靠性。

关键词：自动化;调谐

1 DF100A短波发射机调谐的特点和判断依据

DF100A型短波广播发射机共有8路调谐系统其分别是：（1）高前调谐系统、（2）高末调谐系统、（3）高末调载系统、（4）高末极屏槽电感前棒、（5）高末极屏槽电感顶棒、（6）高末屏极槽路电感后棒、（7）谐波滤波器系统、（8）平衡/不平衡转换器系统。其中（4） 、 （5）、 （6）路系统是用于波段控制，在不同的波段对应不同的位置，频率确定波段的位置也确定。（7）系统在出厂时已调整好全频带特性，并付带了测试点的数据，在开机时机器根据数据以折线方式算出对应频率的位置，然后自动调到对应位置。其中（1） 、（2）路系统都有很高的Q值，谐振元件的调整对电流的影响很大，这样谐振点比较容易且找到且也较为准确。（3）系统是用于调整发射机的输出功率。（8）系统是以发射机的反射功率为依据。高前调谐到位判断依据分为粗调和细调两种：粗调到位的依据是以高末栅流达到最大为依据，细调到位以末前阴流达到最小为依据。我们使用厂家出厂的数据对谐波滤波器的进行调整，对出厂频率间的频率我们采用折线法来计算它的位置，并使用驱动电路驱动到位。高末调谐系统到位的依据为：高末极的屏流最小或高末极的帘栅流最大，但由于高末屏流在调谐点附近电流较为平坦，而帘栅流则较为尖锐，所以我们大部分是以帘栅流最大来判断。负载轻重判断依据：高末负载的轻或重是由高末屏流和输出功率以及效率决定的，在实际中以发射机验收时的数值为主，如在低功率高压10kv时屏流在6A左右，这时功率在45—50kw，高功率高压在13.5kw时屏流在8.7-8.9A，这时功率应在98—102kw之间。平衡转换器调整判断依据是反射功率最小。

2 人工调谐操作流程

3 DF100A自动化调谐系统的功能实现方法

由上图的手动开机流程来看，我们可以把各个流程进行模块化的设计，这样使整个流程更加清晰，也便于以后的修改和维护，下面就对各个模块的设计做个简要的介绍：

3.1马达的初始定位

在开机前系统会对本机的调谐基础数据库进行检查，并比对当前的频率是否有当前频率预置的调谐基础数据，（每个波段应至少存有3个基础数据）;如果有则根据基础数据库数据将马达驱动到位，如果该频率没有基础数据，则会根据频率与数据库中频率数据值相近的两个频率以折线方式计算出所有马达相应的位置，并将马达驱动到位。

3.2高前调谐

高前调谐到位判断依据分为粗调和细调两种：当高末栅流最大时我们可以认为粗调到位，当前阴流最小时我们可认为细调到位。其流程如下：

（1）为克服末级对前级调谐的影响在末级初始调谐时我們封锁了高末屏压。

（2）为了快速找到调谐点，高前在马达初始定位时采用预失谐方式。

（3）以高前电流取样为依据分为粗调和细调。粗调时我们采用高末栅流取样值它应大于0.4A;如果高末栅流取样值比0.4A小时，程序判断后会驱动马达使其向左或向右进行转动，并朝高末栅流增大的方向转动并使它达到0.4A或稍大于0.4A。

（4）高前阴流取样值最小我们认为细调到位，其调整方法和粗调相似，就是通过比较取样电流驱动马达到达高前阴流的最小点位置停住，末前级达到谐振状态。

3.3高末调谐

高末调谐系统到位的依据为：高末极的屏流最小或高末极的帘栅流最大，一般我们会以帘栅流为依据，高末调谐时我们会用屏压为5kV和10kV这两个档位进行高末调谐，在这两个档位的调谐原理和实现方法是完全一致。当开机频率是以前开过的频率时，系统会直接在屏压10kV进行调谐，如果是新开频率则先在屏压为5kV进行调谐，然后屏压长到10kV再调谐。其流程图如下：

（1）末前调谐完成之后，释放屏压封锁;

（2）升高压至5kV或10kV;

（3）马达精确定位：采用逐步逼近法实现马达精确定位;具体方法如下：

①存储当前位置时帘栅流的大小Ig21和屏流大小Ia01以及马达的位置A，②驱动马达按预先设置好的最小步距进行转动一步并记录帘栅流的大小Ig22和屏流大小Ia02以及马达位置B，③对屏流Ia02和Ia01的大小进行比较，如果Ia01大于Ia02则表示当前方向正确，如果Ia01与 Ia02相差不大则再进行Ig22 与Ig21的比较如果Ig22 比Ig21大，表明原来方向正确，如果Ig22 比Ig21小则反方向为正确方向并继续寻找谐振点;④如果方向正确用B的位置取代A的位置，继续朝正确方向驱动马达。如果方向错误则保留A点，并在反方向取个B点进行比较。重复上述步骤，直到找到Ia02大于Ia01或Ig22小于Ig21时，马达当前的位置为屏流最小且帘栅流接近最大的位置，也就是我们常说的谐振点的位置，调谐结束。

3.4 调整反射功率

反射功率的大小是反射功率调整的依据，通过调整平衡转换器的补偿电容来实现反射功率大小的调整。其实现与高末调谐实现的方法基本相同，只是控制的调谐马达不同，寻找的值始终为最小值。

3.5高功率处理

发射机在10kV调谐结束后会加上高功率，调谐系统在正调谐状态，然后自动化系统会对各个取样值和机器设置的高功率的参数进行比较，并根据比较值来对发射机状态进行相对应的调整。功率达到预设值是发射机有否正调谐的一个重要标志，同时也反映出发射与天线匹配的好坏，当达到最好匹配时屏极的效率是最高的，发射机的工作状态最好功率也符合规定。在正调谐时，有两种匹配不好情况：a、发射机的功率高，屏流大，说明负载重;b、发射机功率低，屏流小，说明负载轻。因此屏流是我们判断主要条件，功率是我们判断的辅助条件，并对发射机的负载进行调整。其流程图如下：

通过上述的几个流程后，发射机就完成了自动化调谐。

结语

通过计算机自动化模拟人对短波发射机调谐，大大提高发射机调谐速度，提高了发射机的响应速度，减轻的发射机对人的依赖，使设备运行的更加稳定可靠，保证了安全传输。

参考文献：

[1]短波发射机自动化系统对策与实现https：//www.doc88.com/p-8495392021257.html.2015

[2]PSM100kW短波发射机自动化系统设计与实现.《无线互联科技期刊》.檀杉.2016

[3]DF100A技术说明书（2019）.北广科技.2019