3 kW電視發射機激勵器的工作原理

石 斌

（作者單位：遼寧省普蘭店市廣播電視臺）

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3 kW電視發射機激勵器的工作原理

石 斌

（作者單位：遼寧省普蘭店市廣播電視臺）

摘 要：激勵器是電視發射機重要組成部分，各種技術指標達標與否，直接影響電視信號傳輸質量。技術人員要對激勵器所有電路信號流程、工作原理都有清晰的認識。基于此，本文結合實際工作對激勵器整機各單元電路的工作原理進行簡要敘述。

關鍵詞：差分放大器；中頻調制；DG；DP；頻率合成；入射功率；反射功率

3kW電視發射機激勵器是通過引進消化吸收國外先進技術，進行國產化后的產品，電路模塊化設計采用插件結構，全部裝在一個標準機箱內，各部分電路間高頻信號在面板上由SMB型插頭插座同軸電纜連接，電源、控制及保護信號由母板上32腳插頭座連接，方便日常維護、保養，音頻電路、視頻電路、功放電路對信號預加重、校正、放大，不做變換處理。

1 中頻調制電路

由視頻電路送來的視頻信號進入幅度調制器（N5），同37Zhz圖像載波完成混頻，該載波由晶體G1、三極管V1、變容二極管V11及V2、V3等產生；電路具用APC（自動相位控制）功能，它的APC工作過程是由一塊高穩定度晶體產生1 MHz經N3第3腳處理后由第6腳進入分頻芯片N4得到采樣頻率為50 kHz，N4芯片HEF4040是12位二進制計數器，50kHz采樣頻率送入N2芯片HEF4066第12腳，37 MHz載波頻率送入第1、4、11腳，由50 kHz控制開關打開與關閉，每采樣一次，37 MHz信號被除了740次（37 MHz/0.05 MHz），如果37 MHz信號在通過采樣電路保持同一相位，那么在輸出端有一個穩定的電壓，否則，采樣電路輸出端會有一個變化的電壓，其變化的大小與37 MHz和50 kHz采樣頻率之間的相位誤差相對應，由N2 第2腳輸出，送入N1-A進行誤差放大，將誤差電壓加到變容二極管V11，來校正晶體振蕩器的相位；當振蕩器失鎖，運放N1-B第二第7腳高電平，前面板圖像失鎖燈點亮；調制器N5輸出己調載波信號，經C25、微調電阻R53、V6基極放大送到表面聲波殘留邊帶濾波器Z1，也可通過面板開關K1將Z1濾波器旁路掉；同時，有指示燈V7指示，N10用于放大Z1帶來的插入損耗，經T1、N11、V9射極跟隨緩沖送入低通濾波器（C53～C55、C60、L5、L6）濾掉中頻寄生的高次諧波，C102用于調整視頻載波上的駐波比輸出電平。

音頻電路板來的伴音信號對頻率為30.5 MHz的伴音中頻載波進行頻率調制，音頻信號直接送入V27變容二極管正極，伴音中頻產生由壓控振蕩器L8、C62、V7、V27等組成，頻率穩定度由一個帶有晶體振蕩器的鎖相環路控制（伴音鎖相環），它的伴音鎖相控制過程是：伴音載波經射隨器送入伴音鎖相環電路小板，由低通濾波器進入芯片N2第1腳，放大后由第3腳送入芯片N3，N3是雙模前置分頻器，進行預定分頻，由4腳輸出送入鎖相環芯片N4與晶體G1參考頻率進行鑒相比較，并由8、9腳輸出誤差電壓，RC低通濾波（R15、R16、R17、C18、C19），芯片N1-A放大，加到變容二極管V27負極，完成伴音頻率鎖相環；當振蕩器失鎖，運放N6-B第二第7腳高電平，前面板伴音失鎖燈點亮；伴音中頻載波經過調副校正器電路（C1-1、C1-4、L1-1）校正、可變電容C1-2用以減少同中寄生調幅；經N7放大后，通過低通（C87-C92、L11-L13）濾除諧波及N9后輸出伴音中頻；微調電容C92用于輸出端匹配；伴音載波電平可通過前面板上的選擇器S2來調節，以步進1dB為單位從-8dBm到-15dBm。

2 中頻校正電路II：對群時延、DP、ICPM（載頻寄生調相）、互調失真指示校正

群時延、DP、ICPM（載頻寄生調相）校正電路由5節電路結構相同，個別元件參數不同的5段頻率均衡器串聯組成，電路相互牽連較多請對照電原理圖，這里僅用框圖表示，分別對應34.5、30.5、32.5、37.75、35.6 MHz，5個頻率點，中頻信號經高頻變壓器T4、電容C114耦合進入V12共基極電路，校正頻率由集電極外接L15、C115、C116等元件決定，經C121耦合到N6放大構成第一節；后面V9、N2、V10、N3、N11、N4、V14、N8組成另外4節，對5個頻率點單獨調整，工作過程類似音響系統常使用圖示均衡器，配合面板六個電位器對ICMP、DP進行校正，后由C77送入互調校正電路。

互調校正IMD部分：也是由三節形式相同電路組成，同樣具體電路請看電原理圖，這里僅用框圖表示，群時延中頻校正信號經R1、R4、R5、C3、C4、V1、V2組成衰減網絡送入芯片N1、三極管V12等，經C27輸出中頻信號，三極管V13、N3-A、N2-A、對該單元進行增益檢測，調控N1輸入信號電平，電路中利用（V1～V8）PIN二極管的特性調節增益；白拐點調整，通過面板電位器R8調節運放N2-B輸出電壓，控制PIN二極管V4、V5使電感L5回路阻抗特性發生變化，完成拐點調整；白相位調整單元，由元件T1、C18、C19、V7、V8等，通過面板電位器R9控制二極管V7、V8導通電流大小，T1回路阻抗特性變化，完成IMD白相位調整；白斜率調整，由回路元件V6、L6、C16等，調節面板電位器R10，改變V6導通電流大小，使L6、C16回路特性發生變化，完成白斜率調整；中頻電平監測由N3-A第1腳經R22輸出作為指示信號；溫度補償由X2端口通過送入N2-B第5腳與拐點一同調節。

中頻校正電路I：對整機的微分增益及低頻亮度非線必進行校正。圖像中頻經繼電器K1校正與不校正切換由C46進入V13、V14兩級放大，送入V15、V16推挽放大，由變壓器T6輸出，C77送入N13放大，L22、C83、C84、L23、C88、C89、L24、C93、C92等低通濾波器，濾出各次諧波，經繼電器K2與K1同步動作完成校正與不校正切換，送入N2，與伴音中頻合成圖像伴音中頻信號，經N1放大由C14耦合到由L5、C6、L1、C8、C9、L2、C5、C2低通濾波器，由端口X5輸出到下一級。三極管V17、二極管V31、運放N12A、V32、運放N12B組成AGC電路，對輸出圖像中頻增益控制。控制量大小由電位器R137設定；板上8個運放N8—N14接成緩沖器形式，配合面板電位器R12—R19對亮度非線性、微分增益DG進行調整。

3 電平控制

通過面板開關S1對整機進行自動、手動功率調整選擇，S1開關置手動模式，手動指示燈點亮，手動功率調節電位器R2中點電壓進入芯片N5-A第3腳，由第1腳經D37饋入到變頻器單元進行功率設定；N2-B是自動功率控制運放，自動功率調節電位器R1中點電壓入第6腳，作為整機功率設定電壓，入射功率檢測電壓由第5腳引入，7腳外接D18輸出控制電壓到變頻器單元，面板自動指示燈點亮，完成自動功率設定；它的自動功率控制過程是：由定向耦合器來的入射功率檢測電壓經N1、V1放大，C17、R31進入N6第3腳，變為正的同步頂信號，由N7翻轉為負的同步頂信號，N7 第10腳輸出，在V3與D40進行峰值電壓監測，到N2-B第5腳與6腳設定的自動功率電壓比較，7腳輸出到變頻板單元完成自動功率控制；軟開機部分由N8-A、R77、V8—V13、D21—D29、電容C36組成；N2-A是外接ALC指示驅動芯片；N4-A、N4-B是功率高低指示芯片；三極管V2、V6、V7、繼電器RL1等組成保護電路，當視頻電路單元無同步輸出、本振電路單元鎖定信號送來，切掉RF放大部分電源，以節約電能。

4 變頻器電路

校正過的中頻信號先經D1、D2、R1、R3、R6組成具有PIN二極管的恒定阻抗衰減網絡，送入IC1放大，它的增益受電平控制板送來的ALC電平控制，由C16耦合至T1放大，在IC2與本振信號混頻，由1腳輸出進入IC3放大送入由C1—C15、L1—L4等的帶通濾波器，對鏡像頻率、殘留本振信號衰減量大于60 dB；帶通濾波器頻響為8M帶寬，回波損耗大于-20 dB；拐點、斜率調整利用PIN二極管可變電阻特性，依靠改變二極管偏置調整減少互調產物，開關K1用于接通或斷開拐點、斜率調整，斜率調整通過電位器R5流過D5電流大小，拐點調節通過電位器R6流過D3、D4電流大小來完成。

5 本振頻率合成器

合成器設計成PLL1和PLL2雙環結構，高于1 MHz本振頻率用PLL1鎖相，本振頻率步進0.5 MHz；低于1 MHz用PLL2鎖相，PLL2也稱偏移頻率，頻率范圍50 kHz，步進50HZ。其中PLL2鎖定的振蕩信號還需方波/正弦波轉換器，產生兩個正交的（0°和90°）正弦波，以便在預分頻器單元與PLL1鎖定的本振信號進行模擬正交乘法混頻。鎖定過程如下。

PLL1采用雙模鎖相環芯片MC14152，芯片所需的參考頻率由外接高穩定晶體振蕩器提供，V26、V27放大及倍頻，芯片N9分頻后第1腳輸出，送入鎖相芯片N2第27腳，經片內8分頻，產生62.5kHz作為鑒相器參考頻率；比較頻率由振蕩源部分（V1、L1、C2、C12、D1等壓控振蕩器），產生本振信號，經C1-1耦合N2-1放大，二分配后，送入預分頻器單元，經電阻R11，芯片N2第2腳，8分頻后，N3、N4放大，H1將信號分兩路，與H2、H3第3腳PLL2產生的兩個正交的（0°和90°）正弦波信號混頻輸出至V1，經低通C32、C33、L6，經C85分別送入N1第15腳、N1-1第7腳，作為10/11雙模預分頻器輸出信號由N1 第7腳、N1-1第21腳送至N2第1腳片內可編程N分頻器，與鑒相器中參考頻率62.5KHZ進行相位比較，鑒相出來的相位誤差電壓N2第7、8腳輸出R41、R42、C27、C28濾波，至預分頻器部分N1B第5、6腳放大，第7腳輸出一個隨頻率變化的校正電壓，加到振蕩源部分變容二極管D1完成PLL1環路自動調整，雙模控制由N2第9腳輸出MC信號控制N1經7腳、N1-1第14腳；可編程N分頻器，由外接撥碼開關S6、S7、S8實現頻率0.5M步進，失鎖指示由第28腳輸出低電平，N3第6腳輸出高電平，點亮V17面板失鎖指示燈，并通過V25將失鎖信號饋入電平控制單元。

PLL2采用MC145151鎖相環芯片，參考頻率同樣取自N9第1腳2分頻輸出至N8第10腳，分頻得到1.6 kHz信號，送入鎖相芯片N4第27腳，由片內8分頻得到200 Hz參考頻率，送入鑒相器，偏移頻率VCO由V21、V22、V1、L1、C1等組成電容三點式振蕩，C8耦合至V23，經N5第10腳4分頻由第7腳送入N4可編程N分頻器第1腳，然后在鑒相器中與200 HZ參考頻率進行比較，產生相位—頻率誤差電壓，由第4腳輸出，R56、R1、C33、C1濾波，變容二極管，完成環路自動調整；可編程N分頻器，由外接撥碼開關S3、S4、S5實現頻率200 Hz步進；方波/正弦波轉換由N6完成，轉換信號取自N5第13腳，經電阻R15入4腳，時鐘信號取自N5 第9腳，第1、2腳輸出相位0o和90o正弦/余弦信號送往預分頻器單元，第28腳失鎖指示引出腳，低電平為失鎖，同樣使N3輸出高電平，點亮V17面板失鎖指示燈，并通過V25將失鎖信號饋入電平控制單元。

作者簡介：石斌（1967-），男，大專，工程師，遼寧省普蘭店廣播電視臺技術部副主任，主要從事廣播電視技術及無線傳輸發射等工作。