吉兆電視發射機功放單元控制電路剖析

袁偉

摘要：本文從電視發射機功放單元控制電路的原理著手，詳細分析功放單元的維護和檢修過程，對廣播電視的安全優質播出提供了強有力的技術保障。

關鍵詞：電視發射機；功放單元；保護電路；取樣和采集

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）10-0200-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

吉兆發射機功放單元控制電路由保護電路和取樣采集電路組成。對照實物，控制板靠近模塊面板部分是保護電路和取樣放大電路，后部由單片機組成的數據采集電路（控制板原理圖和實物圖如下）。

1 保護電路

功放模塊的保護狀態是由運算放大器組成的取樣放大和電壓比較電路來完成的，保護電路的動作由相應取樣點的取樣電壓決定，獨立完成功放模塊的保護狀態，不受其他電路控制和干擾，因此，保護電路的動作準確可靠，能夠較好地保證功放在故障情況下的安全，避免故障擴大，造成更大的損失。

功放的保護電路以開關管T2（在控制板背面）為中心構成。保護電路各電壓比較器輸出端經二極管D7、D8、D9隔離后，由R63接至T2基極，T2集電極通過控制板上插座J2第九腳（VG）到前級放大板后，由二極管D1、D2隔離接到Q1、Q2的柵極偏壓電路。功放模塊進入保護狀態時通過各電壓比較器輸出高電平到T2基極使T2開關管對地飽和導通，導通時管壓降為0.5V，下拉前級放大板輸入級場效應管Q1、Q2的柵極偏壓，被控管失去柵極偏壓關斷，無激勵功率輸出，功放模塊失去激勵而沒有功率輸出，達到保護整個功放模塊的目的。功放的保護狀態由以下參數決定：

1）功放在發射機內是否就位（COLSE），由功放模塊后的微動開關提供開關量。微動開關公共端接地，當功放模塊未就位時，微動開關的常閉觸點經J2-7和電阻R66接J2-9（T2集電極），使模塊處于保護狀態，無功率輸出。當功放模塊就位時，微動開關的常閉觸點斷開，常開觸點閉合，經J2-6使發光二極管D15（close）導通發光，指示模塊就位，功放模塊開始工作。

2）過熱保護（OVERHEAT），由溫度繼電器WG1提供開關量。溫度繼電器WG1，動作溫度為68℃，誤差為±2℃，內部為一組常開接點，安裝在功放模塊散熱器上，一端接地，一端通過插頭J12-1（OH）和R43與IC5A相接。當散熱器溫度高于70℃時，WG1接點閉合，OH點電位為零，IC5A的輸出為高電位，T2飽和導通，功放模塊進入保護狀態，同時驅動D14發光。

3）過激勵保護（OVREDRIVE），由預功放輸入端的檢波電路提供的模擬量。保護電路由運放IC7A（放大）和IC7B（電壓比較）組成，輸入檢波電壓通過J12-8腳送至TP11正常工作時電壓小于0.3V，IC7B的輸出為低電位，T2截止；當激勵器功放輸出超過正常值1dB時，IC7B輸出為高電位，使T2處于飽和狀態，功放被保護，同時驅動D13發光。當過激勵信號瞬態消失，IC7B恢復，主控電路逐漸控制推動級功率輸出恢復正常。

4）過載保護（OVERLOAD），由末級合成器輸出端反射電壓檢波電路提供的模擬量。保護電路由運放IC8A（放大）和IC8B（電壓比較）組成，反射功率檢波電壓通過J12-4（OL）送至TP12，正常工作時<0.3V，IC8B的輸出為低電位；反射信號不正常時，反射波電壓增大，駐波比大于時1.5，電壓超過設定值IC8B輸出為高電位，使T2點處于飽和狀態，功放被保護，同時驅動D12發光。

2 取樣采集電路

取樣和采集電路以單片機AT89C2051為核心構成，取樣采集功放模塊的工作數據，并把采集到的數據經發射機485總線傳送到主控單元。要采集的模擬量有各級功放的工作電流，射頻功率，電源電壓等，開關量主要是模塊保護狀態和就位狀態。

1）取樣和采集電路由AT89C2051（Q9），12位逐次逼近型AD集成電路MAX1241（Q8），八選一模擬開關集成電路HCF4051（Q11），十六選一模擬開關CD4067（Q12）及取樣和放大電路組成。取樣和放大電路把各種大小范圍懸殊的取樣電壓放大調整到適于模數轉換電路MAX1241采集的范圍，以保證數據精度。各取樣點如圖。

2）各級功放的工作電流參數由電流取樣板取自電源向相應功放對管源極供電電路上的取樣電阻上的壓降表示，由LM358組成的放大電路，放大調整后，經插座J14送至控制板。I1至I4對應于末級功放四只功放對管的工作電流，I5是前級放大模塊第二級放大對管BLF861A的工作電流，I6是前級放大模塊第一級放大管兩只MRF9030的工作電流。電源工作電壓也經J14送控制板板。J14的1、3、5、7、9、11、15分別對應I6、I5、I4、I3、I2、I1、50（32）V，其他腳接地。

3）射頻功率取樣有輸入功率PI、輸出功率PO、反射功率OL、末級功放一的平衡功率BAL1、末級功放二的平衡功率BAL2，在控制板上由LM358組成對應的放大電路。輸入功率PI由預功放輸入端的檢波電壓表示，取樣后經J12-8腳分別送保護電路和取樣放大電路；輸出功率PO由末級合成器輸出端正向檢波電壓表示，取樣后送J12-4；反射功率OL末級合成器輸出端反射電壓檢波電路提供，取樣后經J12-5腳分別送保護電路和取樣放大電路；平衡功率BAL1、BAL2由末級功放一、二合成器平衡端檢波電壓表示，取樣后送J12-2、3。

以上電壓經放大調整后，50V（32V）、24V、12V電源電壓經分壓后，全部模擬量送至十六選一模擬開關電路CD4067的輸入端2-9、19-23腳，輸出腳1接MAX1241輸入端2腳。

4）功放過熱、過激勵、過載保護狀態由保護電路電壓比較器輸出端取樣送至八選一模擬開關HCF4051輸入端1、2、4腳，輸出端3腳接至CD4067輸入端16腳，擴展了輸入端口數量。

AT89C2051（Q9）P3.2（6腳）輸出的串行數據經SN74LS164（Q13）轉變為并行數據分別送至Q11、Q12的端口選擇控制端，決定哪一路采樣電壓送至AD（Q8）轉換成數字數據。單片機AT89C2051（Q9）控制MAX1241（Q8），經模擬開關電路輪流采集各端口的數據。

AT89C2051（Q9）P3.0、P3.1輸出、輸入的串行數據經MAX3085（Q10）轉換成485總線數據，與發射機主控單元通訊，把各種數據上報至主控單元。

3 常見故障

在實際運行中，功放模塊多次發生不同的誤保護狀態，在靜態加電時，保護電路就動作了，造成功放模塊無功率輸出。在各種狀態下檢查相應的保護電路元件也無明顯問題，后經替換各阻容元件確定是取樣電壓傳送到控制板的路徑中的穿心電容的問題。由于有問題的穿心電容即使拆下來，用萬用表測量也不漏電，與正常的元件沒有區別，因此，故障比較隱蔽，只能采用代換法解決。

參考文獻：

[1] 方德葵，倪世蘭，錢岳林.電視與調頻發送技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

【通聯編輯：唐一東】