50KW數字調幅（DAM）發射機功率控制原理分析

陳　山

（四川廣播電視臺505發射傳輸臺，615000）

50KW數字調幅（DAM）發射機功率控制原理分析

陳山

（四川廣播電視臺505發射傳輸臺，615000）

我臺中波主發射機為50KW數字調幅（DAM）發射機，陜西762廠生產。該機采用先進的數字化調幅技術和功率合成技術，性能指標優良，遠高于部頒甲級標準，整機效率可達85%以上。該機為全固態模塊化設計，結構簡單，便于維護、檢修、控制、檢測，安全保護措施完善，故障率低。

數字化調幅技術；功率合成技術

數字調幅發射機的基本原理是：將輸入的音頻模擬信號疊加一個直流電壓形成復合音頻信號（其中音頻分量控制調幅度，直流分量控制載波功率），經過模數轉換、調制編碼后產生12位數字音頻信號。用這個數字信號去控制開啟或關閉一系列射頻功放模塊的開啟或關閉，以功率合成的方式在末級的合成變壓器中實現高電平數模轉換，并通過帶通濾波器的濾波產生已調波，由天饋網絡發射輸出。

該機的功率控制系統可以對發射機的功率電平進行設置和改變，發射機的功率可以在0-50KW之間連續改變，其主要控制功能由控制板（A38）完成。下面就功率控制信號的來源和鎖存，功率的邏輯控制及一些基本電路作簡單分析。

首先要清楚發射機的功率控制信號有哪些，以及它們之間的優先權。發射機的控制信號輸入方式有三種。第一種：通過面板的控制按鈕（即本地輸入）；第二種：通過外部接口（即遙控輸入）；第三種：故障引起的反饋輸入。前兩方面輸入包括6種控制信號：①關機；②高功率開機；③中功率開機；④低功率開機；⑤升功率；⑥降功率；分別對應控制面板上的6個控制按鈕。其中高、中、低功率開機包括兩種含義：一、發出開機請求信號，控制發射機上高壓；二、選定功率電平檔次。功率控制的前提條件是必須在高、中、低功率開機中任選其一，即不上高壓開機，不能升降功率。由故障反饋引入的第三種控制信號包括兩種：1、由Ⅰ類故障和聯鎖保安電路故障引起的關機信號；2、由射頻電壓駐波比嚴重超限而導致的降功率信號。三種控制信號有可能同時發生，為了避免不同來源的控制信號互相競爭使用控制系統而發生混亂，同時考慮到控制信號的級別差異，所以控制系統對6種控制信號安排了優先次序。我們把控制信號通過去抖動電路同時輸入到優先編碼器（74LS148），當多個命令同時出現時，編碼器只對優先權高的命令進行編碼，形成三位二進制數，把三位二進制數取反后送到解碼器（74LS138），產生一個優先權最高的命令輸出，實現控制信號的優先選擇。具體次序如下：（由高到低）關機→降功率→升功率→高功率開機→中功率開機→低功率開機。

除了升、降功率控制信號外，高、中、低功率開機信號和關機命令是需要鎖存的，原因有兩個：一、各種命令的完成都需要足夠的時間；二、一旦外部停電時能記憶這些命令，外電恢復后控制電路繼續執行原有的開關機命令。下面我們先討論開、關機命令的執行情況，開、關機命令鎖存電路框圖如下：

有效的高、中、低功率開關機信號都是低電平，它們經非門輸入到鎖存器D42變成高電平有效。在正常開機情況下控制信號經D49B反相到延時器t1，延時約20ms，又經過R16—C108產生10ms的延時，它通過D51E反相經過與非門D49A產生一個負脈沖，其上升沿延時10ms，以其作為時鐘觸發信號使開機信號鎖存于D42中。由于D42對開機信號有記憶功能，遇到Ⅰ類故障時出現封鎖K2信號，那么高壓斷開后（封鎖K2信號消失）又會重新產生開機命令，這就造成開關機來回重復，有損設備安全，所以在控制電路中增設了Q404。這樣當出現關機信號時，Q404基極為高電平，飽和導通，其集電極近似接地為低電平，此低電平經D51E和D49A兩極非門后還是低電平，把它的上升沿作為觸發信號使關機信號鎖存于D42中，同時清除原來的開機命令。

高、中、低功率三路開機信號分別經過與門D43A、D43B、D43C輸入到或門D53A，其中任何一個信號有效時，D53A輸出高電平開機請求信號，控制開機。D43A、D43B、D43C為二端輸入的與門電路，它們的另一端輸入為封鎖K2信號，當手動或自動關機時，封鎖K2信號由高電平翻轉為低電平，這樣三種開機信號無法通過，開機信號消失。（注：K2為交流繼電器，位于分級啟動箱內控制高壓電源的通斷）

下面是發射機的功率控制邏輯，其框圖如下：

發射機可以預置三種功率檔次，分別是“高功率開機”、“中功率開機”和“低功率開機”。圖中三個計數器，采用三位二—十進制編碼，可以預置相應的功率檔次數據。三個計數器之前各有一個計數器輸入門，每個輸入門由兩個三端輸入的與門組成。接到每個計數器輸入門的信號有4路，如圖所示。以高功率為例：高功率開機、升功率和時鐘信號接到與門D63A的三個輸入端，當三路輸入均為高電平時它輸出高電平，產生升功率脈沖，通過計數器的“UP”端驅使它進行數據的增加。而高功率開機、降功率和時鐘信號接到與門D63B的三個輸入端，類似地產生降功率脈沖，通過計數器“DWN”端驅使它進行數據的遞減。數據的增減頻率由時鐘信號決定，有兩種頻率（25Hz、200Hz）可選。為了防止計數器出現999到000或000到999的跳變，控制電路有上門限和下門限識別電路。當升功率出現999時就禁止時鐘使升功率停止；而當降功率出現000時也通過禁止時鐘使降功率停止，這就避免了功率大幅跳變損壞發射機。利用此功能我們還可以通過調整上限門電路預置發射機各功率等級的不同功率上限，如高功率檔預置最高功率升至60KW便封鎖時鐘脈沖使功率不再上升，以便更好保護發射機。

三個功率電平計數器的輸出信號分別經過三態門輸入到多路選擇器。多路選擇器以“高功率開機”、“中功率開機”、“低功率開機”信號作為它的地址。例如：高功率開機時只有“高功率開機”信號為高電平，它將選通高功率計數器那一路數據，從多路選擇器輸出并送到模擬板（A34）的功率鎖存器。該鎖存器的清除信號來自控制板電源故障檢測器，電源故障時由該檢測器輸出低電平使鎖存器清零。它的時鐘信號是在具有下列條件之一時出現的，即：開機電磁閘K1出現啟動脈沖，功率電平鎖存器鎖存了開機信號、功率計數器升、降指令而且延時100us后，該時鐘信號就是模擬板鎖存器的選通脈沖，僅當選通時才能變換鎖存數據。模擬板功率鎖存器的輸出數據用于控制數控衰減器，這個衰減器可以控制模擬板直流和音頻信號的大小，而模擬輸入板直流和音頻信號的大小決定了整機的輸出載波功率和相應的調幅功率的大小。這樣我們就能靈活控制發射機的輸出功率了。

另外，還有幾種影響功率控制的輸入信號：

1）電源故障信號。任何一個電源故障信號都會產生數據清除信號，它將清除鎖存在模擬輸入板上的功率控制數據，使功率降至“0”，同時使開/關機控制邏輯中的高壓電源關閉。

2）后備電源+5V故障信號。產生后備電源+5V故障后，將清除鎖存器及升/降計數器，使發射機高、中、低功率電平降到“0”。

3）Ⅰ類故障信號。產生Ⅰ類故障信號會出現“關機”命令，并被鎖存。

4）來自開/關機控制邏輯的“釋放禁止”信號。產生該信號時只有重新閉合K2后，才允許功率控制邏輯升/降計數。

Analysis of the principle of 50KW digital amplitude modulation （DAM）transmitter power control

Chen Shan
（Sichuan radio and television station 505 transmission station，615000）

I am a wave of the main transmitter for the 50KW Digital AM（DAM）transmitter，Shaanxi 762 factory production.This machine adopts digital modulation technology and power synthesis technology，good performance，far higher than the ministerial standard of Grade A，the efficiency can reach more than 85%.This machine is the solid state modular design，the structure is simple，easy to maintain， overhaul，control，detection，security measures to improve，the fault rate is low.

digital amplitude modulation technology；power synthesis technology