短波發射機自動調諧的閉環控制系統

蔚長征

摘 要：本文簡單介紹TBH-522型短波發射機自動調諧的閉環控制系統，分析自動調諧系統調諧過程中的邏輯關系及自動調諧的控制原理。我臺自動調諧控制系統是福昊達公司進行的升級改造，系統采用PCM-9575主板應用XP Embedded做為控制中心，同時采用目前先進的大規模可編程芯片FPGA做為邏輯控制部分。

關鍵詞：自動調諧；閉環控制；鑒相器

中圖分類號：TN838 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）02-0066-01

1 自動調諧的含義

自動調諧就是根據發射機高頻信號的頻率，8路調諧元件（比如：調諧腔體、可變電感線圈、可變電容器等），自動調整到頻率所需要的調諧、調配的位置，使高前級和高末級完成調諧、調配，最后達到發射機滿功率播出的整個過程。

自動調諧的工作過程主要為粗調、細調、調諧完成、音頻切換四個階段。

“粗調”就是：根據發射機高頻信號的頻率，調諧元件自動調整到頻率庫預先保持的位置上。

在粗調過程中，短波發射機是沒有高頻信號輸出的。因為調諧元件在粗調過程中，PSM信號和寬放是處于封鎖狀態的；高前級偏壓被切換到最負（高前級電子管處于截止狀態），高頻衰減器被衰減到最大。高前級和高末級都沒有激勵信號，而且高末電子管的陽極電壓和簾柵電壓也是處于封鎖狀態的，因此高前級和高末級都不能正常工作的。

“細調”就是：在粗調完成后，PSM信號和寬放接通，高前級偏壓切換到正常狀態，高頻衰減器恢復正常，高末電子管的屏極和簾柵極被解除封鎖，高末級電子管和高前級電子管恢復正常，鑒相器和鑒阻器開始工作，使調諧元件準確地找到到調諧點和調配點，發射機能夠正常工作。

調諧完成：指的是細調完成后，FPGA邏輯控制板收到調諧完成狀態信號向電控發送指令信號，將功率切換至滿功率狀態。

音頻切換：調諧完成后，FPGA根據發送過來的狀態信號將將音頻信號送至保護裝置，發射機調整到最佳狀態，將音頻信號加上載波信號發射出去。

發射機不論粗調還是細調，必須先合上高壓，解除調諧邏輯控制單元中的“封鎖信號”后，自動調諧的程序才能往下進行，否則，發射機只能處于粗調狀態。發射機自動調諧進行換頻操作和調整過程時，是不需要合斷高壓操作的。發射機電控程序控制的各交流接觸器是始終接通的，只有簾柵二檔受自動調諧完成控制。發射機細調完成后，簾柵二檔合上，進行電平調整，直至加滿功率，調整完成，允許播音。

2 自動調諧的閉環控制系統

閉環控制是根據控制對象輸出反饋信號進行調整的控制方式，它是在測量出實際與預置發生誤差時，根據誤差信號進行糾正的。閉環控制，從輸出端實際位置變化取出控制信號，進行比較產生誤差信號反饋給輸入端控制輸入信號，一般這個取出控制信號和輸入信號相位相反，稱負反饋控制，自動控制通常是閉環控制。

自動調諧系統之所以能夠“自動”完成調諧，是因為它本身是一個閉環控制系統，自動調諧系統是工作在閉環狀態下的。自動調諧閉環系統可用圖1的方框圖來表示。

在圖1中：

控制模塊：指FPGA在內部將預置位置和實際位置進行比較，得到誤差信號，送出電機控制脈沖，控制8路電機轉動。

執行元件：指的是驅動器、步進電機和光碼盤裝置等。

被調元件：指可變電容器、可變電感器、調諧腔體等。

檢測裝置：用來提供誤差取樣信號的裝置（如：前級鑒相器、末極鑒相器、末極鑒阻器的電壓值等）。

在粗調時誤差信號指的是：系統從頻率庫中調出8路電機的預置位置發送給FPGA邏輯控制主板，FPGA將預置位置和實際位置進行比較，得到誤差信號，送出電機控制脈沖，將8路步進電機轉動到位。

在細調時誤差信號指的是：由鑒相器、鑒阻器給出的誤差信號。根據采集到的信號向FPGA發出控制指令，FPGA根據控制指令對1、3、5路進行正向或反向微調控制。

在調諧過程中，只要檢測裝置檢測到誤差信號，控制模塊就會向執行元件發出發出工作指令，被調元件也會跟著轉動。直到檢測裝置檢測到誤差信號為零時，執行元件和被調元件才停止轉動，整個調諧過程完成。

3 結語

發射機實現自動化控制，自動調諧之間的邏輯控制關系至關重要。FPGA做為自動調諧系統在閉環狀態下邏輯控制部分，電路簡單，可實現復雜的邏輯控制，使自動調諧系統進入了數字化時代，提高了發射機的自動化程度。