數字式調幅中波發射機的輸出網絡原理與維護

孫云西

摘 要：本文介紹以哈廣廠GZ-GS10K-7型DAM中波發射機輸出網絡的特性原理及易出故障的原因與維護方法。

關鍵詞：DAM輸出網絡；二階帶通濾波器；阻抗匹配器；故障維護

1 帶通網絡

DAM發射機的功率合成單元工作于開關狀態，輸出電壓波形為方波，由傅里葉級數分解u（t）=4Eπn=1∞sin（2n1）wt2n-14Eπ（sinwt+13sin3wt+15sin5w…

+12n-1sin（2n1）wt=1.27Esinwt+0.423Esin3wt+0.254Esin5wt+…

式中第一項為基波，其余為奇次高次諧波，無偶次諧波，三次諧波的振幅最大，隨著諧波次數的增高而振幅減小，為了抑制諧波向外輻射，DAM發射機設計了僅讓基波通過的帶通濾波器，帶通網絡設計為二階的最大平坦度濾波器，但為了保持良好的穩定性，防止調制變頻造成負載變化的影響，濾波器的Q值選得較低，這就使該濾波器對三次諧波的抑制程度不大，為了達到必要的濾波度，又在阻抗匹配網絡中加設了三次諧波濾波器，加強對三次諧波的抑制作用。

圖1為該機帶通網絡的原理圖，它由L101、C101、C102、L102、C103組成二階帶通濾波網絡，它們均為頻率決定元件，取決于發射機所設置的載波頻率。它的作用是濾波和阻抗匹配。濾除音頻通帶外的不需要頻譜成份，主要是A/D轉換的取樣頻率及各種組合頻率成份，而將量化臺階的射頻功率調幅信號光滑處理成典型的調幅信號，以最后完成射頻功率D/A（數/模）轉換，同時將射頻功率合成器低輸入阻抗轉換成輸出監測點所需的50Ω純阻。

此帶通濾波器的幅頻特性：相對于0dB的載波頻率fo點的衰減量為

濾波器的階數越高時，元器件越多，通帶更趨于平坦，阻帶衰減更陡。但隨著階數越高，在發射機網絡中，元件伏安量普遍較大，元件之間相互有影響，調試難度加大，所以該機采用了綜合二階帶通濾波器。

2 阻抗匹配網絡

功率合成器的輸出口阻抗等效到發射機輸出的負載阻抗一般不會正好等于饋線阻抗，匹配網絡的作用是把合成器的輸出阻抗調整為饋線阻抗。對于DAM機而言，該網絡不僅要阻抗匹配，還要有抗雷擊作用，因該機功放模塊是IRFP350場效應管，當天線遭到雷擊等原因，塔基放電球放電時天線阻抗被短路，此時功放電路中會產生過大的瞬態電壓、電流，容易燒壞功放模塊。通過計算機仿真實驗，網絡設計的選擇恰當的元件值，控制負載短路等效到功放側的等效負載阻抗的電抗值和阻抗值，就可以對功放模塊進行有效保護，該機采用阻抗匹配網絡是T型網絡，它是高通匹配網絡，如圖2所示：它由L103、L104、C104、L105、E101、L107組成T型匹配器，其中L103、L104、C104、L105均為頻率決定元件，取決于發射機所設置的載波頻率，它的輸入、輸出二支路為可變電感器，接地支路為諧振于載波的三次諧波的串聯諧振支路，載波時呈現容性電抗，T型網絡主要為匹配用戶的不規則50Ω饋線阻抗，駐波比示數小于1.35饋線均能與之匹配。T型匹配器串臂L103的作用是調諧，L104的作用是調負載，并臂L105、C104串聯諧振于三次諧波頻率，構成三次諧波器，其作用是在帶通濾波器的基礎上進一步加強對三次諧波的抑制。

3 輸出網絡的維護

二階帶通濾波器、T型阻抗匹配器、RF輸出取樣板（A26）、檢測板（A27）共同組成了該發射機的輸出網絡。它的穩定工作關系到整個發射系統的正常播出。所以經常性的維護和保養是非常重要的。

引起帶通濾波器駐波（VSWR）故障或天線駐波（VSWR）故障由以下原因造成：⑴雷雨天氣、風沙或天線有冰雪時，會出現VSWR故障，這種故障在這幾年工作中經常出現，但隨著天氣條件的轉好故障將停止。⑵當信號電平過調制時，會出現VSWR故障，按故障恢復鈕，降低調制至正常水平，可以消除此情況。⑶天氣條件和過調制都未出現時發射機出現VSWR故障，按恢復鈕無法恢復，則意味著發射機匹配網絡或天線出現問題，此種故障在GZ-GS10K-7型DAM機上出現過。

從近幾年發射機工作運作情況中總結出經驗，對輸出網絡出現的故障做了一些有針對性的維護保養工作：⑴根據平頂山市近十幾年氣候變化資料，我們制定了天氣變化的預案，在極端天氣條件下，做好發射機輸出網絡的維護工作，如除冰、除雪，增加機房內空氣濕度等。⑵我們把輸入調制電平信號入發射機前加入一級信號電平限制器，預先把過調制信號進行處理，再送入發射機，確保電平信號處于正常狀態，不出現VSWR故障。⑶定期對輸出網絡中的可調電感、可調電容進行清潔保養，不落灰塵，特別是對可調電感的觸頭、螺絲在停機時間進行細致的檢修，防松動、防銹蝕。⑷叮囑值機人員在特殊天氣條件下，要特別注意巡查發射機、記錄發射機的運行狀態。發現問題及時與維護工程師聯系。

[參考文獻]

[1]張丕灶，等，編著.《數字式調幅中波發射機》.

[2]《GZ-GS10K-7型發射機整機總圖》.

摘 要：本文介紹以哈廣廠GZ-GS10K-7型DAM中波發射機輸出網絡的特性原理及易出故障的原因與維護方法。

關鍵詞：DAM輸出網絡；二階帶通濾波器；阻抗匹配器；故障維護

1 帶通網絡

DAM發射機的功率合成單元工作于開關狀態，輸出電壓波形為方波，由傅里葉級數分解u（t）=4Eπn=1∞sin（2n1）wt2n-14Eπ（sinwt+13sin3wt+15sin5w…

+12n-1sin（2n1）wt=1.27Esinwt+0.423Esin3wt+0.254Esin5wt+…

式中第一項為基波，其余為奇次高次諧波，無偶次諧波，三次諧波的振幅最大，隨著諧波次數的增高而振幅減小，為了抑制諧波向外輻射，DAM發射機設計了僅讓基波通過的帶通濾波器，帶通網絡設計為二階的最大平坦度濾波器，但為了保持良好的穩定性，防止調制變頻造成負載變化的影響，濾波器的Q值選得較低，這就使該濾波器對三次諧波的抑制程度不大，為了達到必要的濾波度，又在阻抗匹配網絡中加設了三次諧波濾波器，加強對三次諧波的抑制作用。

圖1為該機帶通網絡的原理圖，它由L101、C101、C102、L102、C103組成二階帶通濾波網絡，它們均為頻率決定元件，取決于發射機所設置的載波頻率。它的作用是濾波和阻抗匹配。濾除音頻通帶外的不需要頻譜成份，主要是A/D轉換的取樣頻率及各種組合頻率成份，而將量化臺階的射頻功率調幅信號光滑處理成典型的調幅信號，以最后完成射頻功率D/A（數/模）轉換，同時將射頻功率合成器低輸入阻抗轉換成輸出監測點所需的50Ω純阻。

此帶通濾波器的幅頻特性：相對于0dB的載波頻率fo點的衰減量為

濾波器的階數越高時，元器件越多，通帶更趨于平坦，阻帶衰減更陡。但隨著階數越高，在發射機網絡中，元件伏安量普遍較大，元件之間相互有影響，調試難度加大，所以該機采用了綜合二階帶通濾波器。

2 阻抗匹配網絡

功率合成器的輸出口阻抗等效到發射機輸出的負載阻抗一般不會正好等于饋線阻抗，匹配網絡的作用是把合成器的輸出阻抗調整為饋線阻抗。對于DAM機而言，該網絡不僅要阻抗匹配，還要有抗雷擊作用，因該機功放模塊是IRFP350場效應管，當天線遭到雷擊等原因，塔基放電球放電時天線阻抗被短路，此時功放電路中會產生過大的瞬態電壓、電流，容易燒壞功放模塊。通過計算機仿真實驗，網絡設計的選擇恰當的元件值，控制負載短路等效到功放側的等效負載阻抗的電抗值和阻抗值，就可以對功放模塊進行有效保護，該機采用阻抗匹配網絡是T型網絡，它是高通匹配網絡，如圖2所示：它由L103、L104、C104、L105、E101、L107組成T型匹配器，其中L103、L104、C104、L105均為頻率決定元件，取決于發射機所設置的載波頻率，它的輸入、輸出二支路為可變電感器，接地支路為諧振于載波的三次諧波的串聯諧振支路，載波時呈現容性電抗，T型網絡主要為匹配用戶的不規則50Ω饋線阻抗，駐波比示數小于1.35饋線均能與之匹配。T型匹配器串臂L103的作用是調諧，L104的作用是調負載，并臂L105、C104串聯諧振于三次諧波頻率，構成三次諧波器，其作用是在帶通濾波器的基礎上進一步加強對三次諧波的抑制。

3 輸出網絡的維護

二階帶通濾波器、T型阻抗匹配器、RF輸出取樣板（A26）、檢測板（A27）共同組成了該發射機的輸出網絡。它的穩定工作關系到整個發射系統的正常播出。所以經常性的維護和保養是非常重要的。

引起帶通濾波器駐波（VSWR）故障或天線駐波（VSWR）故障由以下原因造成：⑴雷雨天氣、風沙或天線有冰雪時，會出現VSWR故障，這種故障在這幾年工作中經常出現，但隨著天氣條件的轉好故障將停止。⑵當信號電平過調制時，會出現VSWR故障，按故障恢復鈕，降低調制至正常水平，可以消除此情況。⑶天氣條件和過調制都未出現時發射機出現VSWR故障，按恢復鈕無法恢復，則意味著發射機匹配網絡或天線出現問題，此種故障在GZ-GS10K-7型DAM機上出現過。

從近幾年發射機工作運作情況中總結出經驗，對輸出網絡出現的故障做了一些有針對性的維護保養工作：⑴根據平頂山市近十幾年氣候變化資料，我們制定了天氣變化的預案，在極端天氣條件下，做好發射機輸出網絡的維護工作，如除冰、除雪，增加機房內空氣濕度等。⑵我們把輸入調制電平信號入發射機前加入一級信號電平限制器，預先把過調制信號進行處理，再送入發射機，確保電平信號處于正常狀態，不出現VSWR故障。⑶定期對輸出網絡中的可調電感、可調電容進行清潔保養，不落灰塵，特別是對可調電感的觸頭、螺絲在停機時間進行細致的檢修，防松動、防銹蝕。⑷叮囑值機人員在特殊天氣條件下，要特別注意巡查發射機、記錄發射機的運行狀態。發現問題及時與維護工程師聯系。

[參考文獻]

[1]張丕灶，等，編著.《數字式調幅中波發射機》.

[2]《GZ-GS10K-7型發射機整機總圖》.

摘 要：本文介紹以哈廣廠GZ-GS10K-7型DAM中波發射機輸出網絡的特性原理及易出故障的原因與維護方法。

關鍵詞：DAM輸出網絡；二階帶通濾波器；阻抗匹配器；故障維護

1 帶通網絡

DAM發射機的功率合成單元工作于開關狀態，輸出電壓波形為方波，由傅里葉級數分解u（t）=4Eπn=1∞sin（2n1）wt2n-14Eπ（sinwt+13sin3wt+15sin5w…

+12n-1sin（2n1）wt=1.27Esinwt+0.423Esin3wt+0.254Esin5wt+…

式中第一項為基波，其余為奇次高次諧波，無偶次諧波，三次諧波的振幅最大，隨著諧波次數的增高而振幅減小，為了抑制諧波向外輻射，DAM發射機設計了僅讓基波通過的帶通濾波器，帶通網絡設計為二階的最大平坦度濾波器，但為了保持良好的穩定性，防止調制變頻造成負載變化的影響，濾波器的Q值選得較低，這就使該濾波器對三次諧波的抑制程度不大，為了達到必要的濾波度，又在阻抗匹配網絡中加設了三次諧波濾波器，加強對三次諧波的抑制作用。

圖1為該機帶通網絡的原理圖，它由L101、C101、C102、L102、C103組成二階帶通濾波網絡，它們均為頻率決定元件，取決于發射機所設置的載波頻率。它的作用是濾波和阻抗匹配。濾除音頻通帶外的不需要頻譜成份，主要是A/D轉換的取樣頻率及各種組合頻率成份，而將量化臺階的射頻功率調幅信號光滑處理成典型的調幅信號，以最后完成射頻功率D/A（數/模）轉換，同時將射頻功率合成器低輸入阻抗轉換成輸出監測點所需的50Ω純阻。

此帶通濾波器的幅頻特性：相對于0dB的載波頻率fo點的衰減量為

濾波器的階數越高時，元器件越多，通帶更趨于平坦，阻帶衰減更陡。但隨著階數越高，在發射機網絡中，元件伏安量普遍較大，元件之間相互有影響，調試難度加大，所以該機采用了綜合二階帶通濾波器。

2 阻抗匹配網絡

功率合成器的輸出口阻抗等效到發射機輸出的負載阻抗一般不會正好等于饋線阻抗，匹配網絡的作用是把合成器的輸出阻抗調整為饋線阻抗。對于DAM機而言，該網絡不僅要阻抗匹配，還要有抗雷擊作用，因該機功放模塊是IRFP350場效應管，當天線遭到雷擊等原因，塔基放電球放電時天線阻抗被短路，此時功放電路中會產生過大的瞬態電壓、電流，容易燒壞功放模塊。通過計算機仿真實驗，網絡設計的選擇恰當的元件值，控制負載短路等效到功放側的等效負載阻抗的電抗值和阻抗值，就可以對功放模塊進行有效保護，該機采用阻抗匹配網絡是T型網絡，它是高通匹配網絡，如圖2所示：它由L103、L104、C104、L105、E101、L107組成T型匹配器，其中L103、L104、C104、L105均為頻率決定元件，取決于發射機所設置的載波頻率，它的輸入、輸出二支路為可變電感器，接地支路為諧振于載波的三次諧波的串聯諧振支路，載波時呈現容性電抗，T型網絡主要為匹配用戶的不規則50Ω饋線阻抗，駐波比示數小于1.35饋線均能與之匹配。T型匹配器串臂L103的作用是調諧，L104的作用是調負載，并臂L105、C104串聯諧振于三次諧波頻率，構成三次諧波器，其作用是在帶通濾波器的基礎上進一步加強對三次諧波的抑制。

3 輸出網絡的維護

二階帶通濾波器、T型阻抗匹配器、RF輸出取樣板（A26）、檢測板（A27）共同組成了該發射機的輸出網絡。它的穩定工作關系到整個發射系統的正常播出。所以經常性的維護和保養是非常重要的。

引起帶通濾波器駐波（VSWR）故障或天線駐波（VSWR）故障由以下原因造成：⑴雷雨天氣、風沙或天線有冰雪時，會出現VSWR故障，這種故障在這幾年工作中經常出現，但隨著天氣條件的轉好故障將停止。⑵當信號電平過調制時，會出現VSWR故障，按故障恢復鈕，降低調制至正常水平，可以消除此情況。⑶天氣條件和過調制都未出現時發射機出現VSWR故障，按恢復鈕無法恢復，則意味著發射機匹配網絡或天線出現問題，此種故障在GZ-GS10K-7型DAM機上出現過。

從近幾年發射機工作運作情況中總結出經驗，對輸出網絡出現的故障做了一些有針對性的維護保養工作：⑴根據平頂山市近十幾年氣候變化資料，我們制定了天氣變化的預案，在極端天氣條件下，做好發射機輸出網絡的維護工作，如除冰、除雪，增加機房內空氣濕度等。⑵我們把輸入調制電平信號入發射機前加入一級信號電平限制器，預先把過調制信號進行處理，再送入發射機，確保電平信號處于正常狀態，不出現VSWR故障。⑶定期對輸出網絡中的可調電感、可調電容進行清潔保養，不落灰塵，特別是對可調電感的觸頭、螺絲在停機時間進行細致的檢修，防松動、防銹蝕。⑷叮囑值機人員在特殊天氣條件下，要特別注意巡查發射機、記錄發射機的運行狀態。發現問題及時與維護工程師聯系。

[參考文獻]

[1]張丕灶，等，編著.《數字式調幅中波發射機》.

[2]《GZ-GS10K-7型發射機整機總圖》.