TSW2500型500kW短波發射機鑒相器的原理與維護

陳蘊涵

（國家新聞出版廣電總局八三一臺 321100）

TSW2500型500kW短波發射機鑒相器的原理與維護

陳蘊涵

（國家新聞出版廣電總局八三一臺 321100）

TSW2500型500kW短波發射機采用了先進的核心技術，其自動調諧系統全部是采用計算機和數字信號處理技術實現，操作方便，自動化程度高，可在所有短波廣播頻段內滿功率、滿調幅、穩定可靠地播出，故障率低、維護量小、實際播出效果好，保障節目安全播出。

TSW2500型500kW短波發射機；鑒相器；原理；維護

1 TSW2500型500kW短波發射機鑒相器的原理

短波發射機的控制系統由中央控制系統、順序控制器以及馬達控制器等三部分組成，將鑒相器運用在調諧系統中，對其控制過程有重要的作用。鑒相器是一種相位比較裝置，又稱作相位比較器，即輸出電壓與兩個輸入信號間的相位差具有確定關系的電路。鑒相器是鎖相環的基本部件，同時用于調頻和調相信號的解調。

短波發射機的調諧原理為：當短波發射機電子管陽極電路調諧時，其電子管柵極的高頻電壓與陽極高頻電壓相差180，陽極高頻電壓相位隨著陽極回路中諧振情況和阻抗的變化而不斷變化，這就造成了與柵極電壓間的相位差有可能大于或小于180，若想使兩者間的相位差保持在180，因此需要對陽極回路的被調諧元件的量值進行調整，該過程即為調諧。TSW2500型500kW短波發射機自動調諧系統使用了兩套型號相同的鑒相器：一套用于高前級細調諧，一套用于高末級細調諧。兩套鑒相器，其型號完全相同，屬于數字式鑒相器。該鑒相器，采用了ECL電路進行設計，ECL電路是射極耦合邏輯集成電路的簡稱，ECL電路的特點是具有相當高的速度、高的輸入阻抗和低的輸出阻抗，鑒相器的電源部分和信號處理部分被相互隔離的放置在一個封閉的金屬盒中。封閉的金屬盒具有良好的屏蔽效果，使鑒相器在高頻環境下能夠穩定工作。鑒相器由輸入電路，比相電路，輸出電路和電源等部分組成。

末級調諧通過兩個方面執行：首先發射機的輸出功率應達到額定值，第二效率應能達到最優，三個測量值用于調諧：板壓VAV2決定額定輸出功率；入射電壓VFWD決定實際的輸出功率；鑒相器2的輸出（ψ2）作為屏級阻抗的自變量，效率最優時應為0。高前級鑒相器A281的信號PHI1為±4V范圍的信號，對應著±100°的相位測量范圍。馬達控制器需要的控制信號為V=0～10V的電壓值，其中0°對應于5V電平。信號在通過平衡輸入放大器（放大系數V=1）后由一個三階低通濾波器進行濾波，濾波器在40Hz時最小衰減大于60dB。隨后的放大器（放大系數V=2）進行補償和頻率校正，補償范圍為：±0.16×K3。其中校正系數K3是來自馬達控制器的±10V的信號，校正范圍為±20°整個測量范圍±100°并非是必需的。在隨后的電路中信號被限制為±60°，對應±5V的電壓信號，該信號被增加5V后轉換為馬達控制需要的0～10V信號。信號在校正后取半壓，并被限制為-5V，經隨后的放大器A102信號被增加5V，最后通過+10V的限幅后為馬達控制需要的0～10V信號，經輸出緩沖器送到馬達控制器。

來自高末級鑒相器A283的信號PHI2為±4V范圍的信號，對應著±100°的相位測量范圍。馬達控制器需要的控制信號為V=0～10V的電壓值，其中0°對應于5V電平。為了消除因調制對信號造成的影響，信號在通過平衡輸入放大器（放大系數V=1）后由一個三階低通濾波器進行濾波，濾波器在40Hz時最小衰減大于60dB。隨后的放大器（放大系數V=2）進行補償和頻率校正，補償范圍為：±0.16×K4。其中校正系數K4是來自馬達控制器的±10V的信號，校正范圍為±20°。整個測量范圍±100°并非是必需的。在隨后的電路中信號被限制為±60°，對應±5V的電壓信號，該信號被增加5V后轉換為馬達控制需要的0～10V信號。信號在校正后取半壓，并被限制為-5V，經隨后的放大器A102信號被增加5V，最后通過+10V的限幅后為馬達控制需要的0～10V信號，經輸出緩沖器送到馬達控制器。

高前級輸出網絡根據鑒相器φ1提供的誤差信號PHI1進行細調（MP2）緩慢增加高末級屏壓VaV2，并且根據鑒阻器ΔP和鑒相器φ2提供的誤差信號PHI2對高末級輸出網絡進行自動細調，直到達到額定輸出功率（500kW），此時的高末級屏壓也達到額定值（約13.7kV）。鑒相器分析原理：鑒相器是一個相位比較裝置，又稱為相位比較器。是使輸出電壓與兩個輸入信號之間的相位差有確定關系的電路，也就是能夠鑒別出輸入信號的相差的器件。

2 TSW2500型500kW短波發射機鑒相器的故障與維護

（1）發射機開機發出調諧工作指令后，發射機無法自動調諧，高末級無柵流，高前電感線圈調諧驅動裝置指示燈亮，高末級調諧、寬放電流升高，高前經檢查發現高前電感線圈已處于電感最大的位置，立即倒換為手動調諧，將高前電感線圈向相反方向調整（減小電感），整機各表值工作正常，判定為感性失諧。

分析判斷：根據上述現象分析，發射機手動調諧正常，說明故障位于自動控制回路，又高前電感線圈無法向增大的方向轉動，由此判斷故障出在正檢波電路

故障處理：拆開高前鑒相器，測得濾波電容c2已經擊穿，由于c2通地，使得d1檢波出來的信號，直接接地，只有d2一條支路輸出，因此使得誤差信號為負值，更換濾波電容c2后，高前的自動調諧功能正常。

（2）發射機開機發出調諧工作指令后，發射機可以調諧，但是無法調整到位，功率不足，高末調諧驅動一直動作，高末電容一直向下限位傳動，高末屏極過流，發射機故障保護掉高壓。重加高壓后，倒用手動調諧，調大高末電容量至正諧點后，此時除高末調諧驅動裝置誤差指示表仍滿打外整機各表值正常，判定為容性失諧。

分析判斷：根據上述現象分析，發射機手動調諧正常，說明故障位于自動控制回路，又高末電容一直向下限位轉動不止，則說明在電路中已經失去了檢波信號，由此判斷故障出在檢波電路。

故障處理：拆開鑒相器，測得負檢波二極管已開路，造成該支路無信號輸出，更換檢波二極管后，故障排除。

在實際工作中，鑒相器損壞的故障是時有發生的，但只要掌握鑒相器在調諧控制中的工作原理，就可迅速排查類似的故障，保障節目的正常播出。

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2015-12-25