3 kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)的改頻實(shí)踐

黃耿希

根據(jù)上級(jí)部門(mén)的規(guī)劃，廣東省澄海中波轉(zhuǎn)播臺(tái)一部哈廣生產(chǎn)的3 kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)載波頻率要從1 170 kHz改頻到747 kHz。改頻主要針對(duì)與發(fā)射機(jī)載波頻率密切相關(guān)的射頻系統(tǒng)進(jìn)行改動(dòng)，調(diào)整過(guò)程遵循從射頻激勵(lì)到發(fā)射極末級(jí)輸出的原則。

1 頻率合成振蕩器的調(diào)整

調(diào)整時(shí)，先從三路不同段位壓控振蕩器（VCO）中選擇一路工作，其工作狀態(tài)由6位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S1預(yù)置。要把載波頻率1 170 kHz改到747 kHz，首先要設(shè)置頻率合成振蕩器板上分頻器的分頻，調(diào)整如下：（1）選擇VCO2預(yù)置壓控振蕩器的載波頻段為720～1125 kHz，即S1的3、4位接通，其余斷開(kāi)；（2）設(shè)置分頻器的分頻比，把8位撥動(dòng)開(kāi)關(guān)S2的狀態(tài)為01010011，對(duì)應(yīng)其工作頻率747 kHz；（3）調(diào)整完成后通電，讓射頻激勵(lì)器工作，發(fā)射機(jī)前門(mén)的頻率計(jì)數(shù)器應(yīng)顯示工作頻率的讀數(shù)，校對(duì)頻率準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。將示波器測(cè)試探頭接在頻率合成振蕩器板上的X4-8處觀察波形，此時(shí)射頻激勵(lì)信號(hào)應(yīng)為幅值是4.5 VP-P的方波。改頻相關(guān)示意圖，如圖1所示。

圖1 改頻相關(guān)示意圖

2 前置放大器的調(diào)整

如圖1（a）所示，前置放大器輸出的射頻信號(hào)經(jīng)高頻變壓器T4的次級(jí)輸出，再經(jīng)過(guò)串、并聯(lián)諧振回路將射頻信號(hào)加到功放板的射頻輸入端。C15和L7組成的串聯(lián)諧振回路對(duì)發(fā)射機(jī)的工作頻率構(gòu)成串聯(lián)諧振，此時(shí)電流最大。3 kW發(fā)射機(jī)共有六塊功放板，每塊功放板中有8只場(chǎng)效應(yīng)管，每只場(chǎng)效應(yīng)管G、S間的輸入電容約為2 000 P，折合到功放輸入變壓器初級(jí)的輸入電容約為80 P，因此3 kW發(fā)射機(jī)所有功放板等效而成的總輸入電容約為3 840 P，該等效電容與L8構(gòu)成并聯(lián)諧振回路。那么，當(dāng)工作頻率在747 kHz時(shí)，L8的理論值約為11.83μH。

調(diào)整時(shí)，先取下六塊功放板上的保險(xiǎn)管F1、F2，此時(shí)發(fā)射機(jī)沒(méi)有功率輸出，再按“開(kāi)機(jī)”鍵上高壓，將示波器探頭接在前置放大器上L7和L8的連接處觀察波形，調(diào)節(jié)L7，使波形良好且顯示幅度最大，即C15、L7串聯(lián)諧振于載波頻率。然后，調(diào)節(jié)L8到諧振點(diǎn)，也使幅度最大。經(jīng)過(guò)以上調(diào)整后，確保功放板上無(wú)器件損壞，調(diào)節(jié)T4次級(jí)中心抽頭使射頻幅度在80 VP-P左右。

3 輸出網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

圖1（b）為3 kW全固態(tài)PDM中波發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)原理圖。L2、C4、L3、C5組成帶通濾波器，作用是完成射頻放大器產(chǎn)生的基波電壓的輸出，濾除雜波。由L4、L6、L5、C6組成T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)用于發(fā)射機(jī)和天調(diào)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的匹配，將饋線阻抗調(diào)整為功率合成器的輸出阻抗。其中，L5、C6為三次諧波陷波器，工作于三次工作頻率，濾除三次諧波。

發(fā)射機(jī)工作頻率由1 170 kHz改到747 kHz，諧振元件的數(shù)值需要增大，電感仍采用原來(lái)的器件，而與調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的電容則相應(yīng)增大。在調(diào)整之前要按廠家提供的電容配置單進(jìn)行更換，C4由原來(lái)2 880 P改為6 200 P，C5由原來(lái)6 000 P改為12 400 P，C6由原來(lái)2 000 P改為3 600 P。

3.1 三次諧波陷波器的調(diào)整

斷 開(kāi) 圖 1（b） 中 D 點(diǎn) 與 L4、L6連接的銅皮，用網(wǎng)絡(luò)分析儀（型號(hào)：PNA3628D/S）預(yù)置到三倍的工作頻率（即3f0=2 241 kHz）上，調(diào)整L5，使L5、C6串聯(lián)諧振在頻率2 241 kHz，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)分析儀阻抗顯示接近0。

3.2 T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)的調(diào)整

將三次諧波陷波器與L4、L6連接好，斷開(kāi)C、E點(diǎn)，在E點(diǎn)對(duì)地接入50 Ω假負(fù)載，用網(wǎng)絡(luò)分析儀預(yù)置到工作頻率，測(cè)量T型阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)輸入端，分別調(diào)整負(fù)載線圈L6和調(diào)諧線圈L4（即發(fā)射機(jī)前門(mén)面板的“調(diào)載”和“調(diào)諧”旋鈕），每次調(diào)整量不超過(guò)一圈。經(jīng)調(diào)整，使其阻抗接近（50+j0）Ω。

3.3 帶通濾波器的調(diào)整

斷開(kāi)圖1（b）中A點(diǎn)與輸入信號(hào)連接的銅皮，再斷開(kāi)B點(diǎn)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀預(yù)置到工作頻率，調(diào)整L2，使L2和C4達(dá)到串聯(lián)諧振狀態(tài)（即阻抗最小），Z=（0+j0）Ω。然后斷開(kāi)C點(diǎn)與L4連接的銅皮，調(diào)整L3，使L3和C5組成的并聯(lián)回路諧振于工作頻率，此時(shí)阻抗最大（實(shí)部最大，虛部在0左右波動(dòng)）。重新連接B、C點(diǎn)，將網(wǎng)絡(luò)分析儀接到L2與地之間。調(diào)整接L3抽頭的位置，使A點(diǎn)阻抗實(shí)部為合成變壓器輸出電阻約24 Ω，再調(diào)整L2，使A點(diǎn)阻抗虛部與合成變壓器的輸出電抗且符號(hào)相反，故A點(diǎn)阻抗虛部約-j4 Ω。

4 整機(jī)試機(jī)統(tǒng)調(diào)

恢復(fù)全部連線，確保連接準(zhǔn)確緊固后接50 Ω假負(fù)載。首先在無(wú)調(diào)制狀態(tài)下逐步將最小的功率升至1 kW，觀察“功放電流”指示正常后，逐漸加大功率直至3.3 kW，功放電流應(yīng)在15 A左右。細(xì)調(diào)“調(diào)諧”“調(diào)載”旋鈕，使反射功率最小。在3 kW狀態(tài)下接50 Ω假負(fù)載進(jìn)行相位一致性檢查和重新校正輸出監(jiān)測(cè)板。一切正常后用MD2000音頻測(cè)試儀送入音頻調(diào)制信號(hào)試機(jī)，如試機(jī)過(guò)程中調(diào)幅波嚴(yán)重失真，或發(fā)射機(jī)工作異常（如自激、打火等），應(yīng)重復(fù)上述調(diào)試過(guò)程，直到發(fā)射機(jī)運(yùn)行正常。

5 結(jié)語(yǔ)

改頻后發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)試良好，達(dá)到甲級(jí)水平。通過(guò)此次動(dòng)手實(shí)踐，我們更加熟悉了發(fā)射機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)，同時(shí)提高了業(yè)務(wù)技術(shù)水平。

[1]王輝,何晉文.調(diào)幅技術(shù)——第十六屆全國(guó)中波技術(shù)交流會(huì)論文集[C].湘潭:湘潭大學(xué)出版社,2015.