TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)鑒相器的原理與維護(hù)

（國(guó)家廣播電視總局五九四臺(tái)，陜西咸陽市，712028）李 陽

1 TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)鑒相器原理

短波發(fā)射機(jī)具有如下調(diào)諧原理：如果短波發(fā)射極在協(xié)調(diào)電路時(shí)，所采用的是陽極電子管，那么其電子管柵極和陽極之間存在著相差180V的高頻電壓，高頻電壓在陽極的相位與諧振和阻抗在陽極回路中的變化有著密切的關(guān)系，因此，柵極電壓間可能會(huì)存在著比180V更大或更小的相位差，如果兩者間想要保持在180V的相位差不變，就需要根據(jù)目標(biāo)協(xié)調(diào)元件的數(shù)量，來調(diào)整陽極回路，這一過程就是所謂的調(diào)諧。TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)在進(jìn)行自動(dòng)調(diào)諧時(shí)，所采用兩套鑒相器具有相同的型號(hào)：分別用于細(xì)協(xié)調(diào)高前級(jí)和高末級(jí)。這兩套鑒相器有著完全相同的型號(hào)，是數(shù)字式鑒相器中的一種。這一鑒相器具有設(shè)計(jì)ECL電路的功能，ECL電路的全稱為射極耦合邏輯集成電路，ECL電路在速度、輸入阻抗以及輸入阻抗方面有著一定的優(yōu)勢(shì)，其在封閉的金屬盒中以隔離的形式，對(duì)電源部分和信號(hào)處理部分進(jìn)行了放置。由于金屬盒是封閉的，因此其屏蔽效果十分良好，即使在高頻環(huán)境下，鑒相器也能進(jìn)行穩(wěn)定的工作。鑒相器中涉及了輸入、避險(xiǎn)以及輸出等電路部分[1]。

在調(diào)諧末級(jí)時(shí)涉及了以下執(zhí)行操作：①發(fā)射機(jī)需要能夠達(dá)到額定地輸出功率值；②其需要具有最優(yōu)的效率值。在調(diào)諧階段應(yīng)用的測(cè)量值有三個(gè)：壓板VAV2、入射電壓VFWD、鑒相器2所輸出的ψ2分別決定著額定輸出功率、實(shí)際輸出功率以及屏級(jí)阻抗自變量，最有效率值為0。A281鑒相器的PHI1高前級(jí)信號(hào)值為±4V，能夠測(cè)量±100°的相位。馬達(dá)控制器能夠?qū)?-10V的電壓信號(hào)進(jìn)行控制，其中5V電平對(duì)應(yīng)的是0°。三階低通濾波器能夠?qū)?jīng)過平衡放大后的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，處于40Hz的濾波器有著比60dB更大的最小衰減值，經(jīng)過放大器的補(bǔ)償和頻率校正后，達(dá)到±0.16*K3的補(bǔ)償范圍。其中處于±10V信號(hào)時(shí)的馬達(dá)控制器，需要按照K3系數(shù)進(jìn)行校正，其校正范圍和整體測(cè)量范圍分別為：±20°和±100°，然而不具有必需性。信號(hào)經(jīng)過后期電路的限制會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤?0°，對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)為±5V，增加該信號(hào)至5v后，能夠轉(zhuǎn)換為馬達(dá)能夠控制的1-10V的信號(hào)。在經(jīng)過校正后的信號(hào)中，需要對(duì)半壓值進(jìn)行提取，并以-5V對(duì)其進(jìn)行限制，信號(hào)在經(jīng)過A102放大器后能夠增加到5V，按照+10V對(duì)其進(jìn)行限制，能夠轉(zhuǎn)換為馬達(dá)能夠控制的1-10V的信號(hào)，由緩沖器輸出到馬達(dá)控制器中。

高末級(jí)A283鑒相器中的PHI2信號(hào)范圍為±4V，其能夠?qū)Α?00°的相位進(jìn)行測(cè)量。馬達(dá)控制器能夠?qū)?-10V的電壓進(jìn)行控制，其中5V電平對(duì)應(yīng)的是0°。為了避免信號(hào)受到調(diào)制的影響，階低通濾波器能夠?qū)?jīng)過平衡放大后的輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，處于40Hz的濾波器有著比60dB更大的最小衰減值，然后經(jīng)過放大器的補(bǔ)償和頻率校正后，其能夠達(dá)到±0.16*K4的補(bǔ)償范圍。其中處于±10V信號(hào)時(shí)的馬達(dá)控制器，需要按照K4系數(shù)進(jìn)行校正，其校正范圍和整體測(cè)量范圍分別為：±20°，必須對(duì)整個(gè)±100°范圍進(jìn)行測(cè)量。信號(hào)經(jīng)過后期電路的限制會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤?0°，對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)為±5V，增加該信號(hào)至5v后，能夠轉(zhuǎn)換為馬達(dá)能夠控制的0-10V的信號(hào)。在經(jīng)過校正后的信號(hào)中，需要對(duì)半壓值進(jìn)行提取，并以-5V對(duì)其進(jìn)行限制，然后信號(hào)在經(jīng)過A102放大器后能夠增加到5V，最后按照+10V對(duì)其進(jìn)行限制，能夠轉(zhuǎn)換為馬達(dá)能夠控制的0-10V的信號(hào)，由緩沖器輸出到馬達(dá)控制器中。

高級(jí)輸出網(wǎng)絡(luò)需要結(jié)合來自φ1鑒相器的PHI1誤差信號(hào)，來對(duì)高末級(jí)進(jìn)行緩慢的細(xì)調(diào)，直到屏壓達(dá)到VaV2為止，并且需要結(jié)合ΔP鑒阻器信號(hào)和φ2鑒相器信號(hào)之間的誤差PHI2，對(duì)自動(dòng)細(xì)調(diào)來自高末級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，直到功率與額定值相符為止，這個(gè)時(shí)候高末級(jí)也能夠達(dá)到額定的屏壓[2]。

2 安裝調(diào)試鑒相器

在并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)中輸入射頻驅(qū)動(dòng)級(jí)，對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行正協(xié)調(diào)的過程中，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間存在的相位差φ1對(duì)應(yīng)值應(yīng)該為0°；在驅(qū)動(dòng)級(jí)進(jìn)行柵地線路連接時(shí)應(yīng)用了CTK12-1型電子管，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)之間的相位相同，也就是φ2相位差所對(duì)應(yīng)的值也是0°。因此，在正調(diào)諧發(fā)射機(jī)的過程中，PHI1鑒相器中所送入的輸入信號(hào)，在兩路之間的理想相位差：ΔФ1=Ф1+Ф2=0°。射頻末級(jí)在與驅(qū)動(dòng)級(jí)進(jìn)行輸入網(wǎng)絡(luò)匹配時(shí)，匹配的是π型網(wǎng)絡(luò)，所以，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)存在不同的相位，也就是180°的Ф3，在末級(jí)對(duì)陰地線路進(jìn)行連接時(shí)采用了TH576型電子管，柵極與陰地之間存在著180°的相位差Ф4，因此，在正調(diào)諧發(fā)射機(jī)時(shí)，PHI2鑒相器中所送入的輸入信號(hào)，在兩路之間的理想相位差：ΔФ2=Ф3+Ф4=180°+180°=360°，也就是具有相同的相位。然而在實(shí)際工作時(shí)，由于高頻環(huán)境會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)產(chǎn)生分布參數(shù)，因此在正調(diào)諧發(fā)射機(jī)時(shí)，ΔФ1的值和ΔФ2的值不一定與0°或360°相符，也就是輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的相位相應(yīng)，所以沒需要對(duì)其進(jìn)行校正，以此來使鑒相器輸入端所輸入的兩個(gè)信號(hào)之間能夠具有為零的相位差，也就是數(shù)值為零的ΔФ1和ΔФ2。如果所處的環(huán)境為高頻，那么信號(hào)在同軸電纜的作用下，會(huì)在射頻出現(xiàn)相位移動(dòng)的情況，因此，我們可以對(duì)這一特征加以利用，在射頻同軸懸則長(zhǎng)度適當(dāng)?shù)碾娎|線，并將此線纜應(yīng)用于鑒相器中進(jìn)行信號(hào)輸入，以此時(shí)正調(diào)諧階段的發(fā)射機(jī)能夠?qū)蓚€(gè)零相位差的信號(hào)輸入到鑒相器中。同時(shí)，還需要根據(jù)發(fā)射機(jī)ECOS2的中央控制系統(tǒng)在校正軟件時(shí)所采用的Ucorr值，來加強(qiáng)對(duì)PHI1、PHI2這兩個(gè)鑒相器的校正，以此來使載波頻率不同的情況下，發(fā)射機(jī)的ΔФ1值和ΔФ2值能夠與零盡可能的接近[3]。

3 結(jié)束語

短波發(fā)射機(jī)主要由三部分組成控制系統(tǒng)，分別為中央控制系統(tǒng)以及順序控制器等，在調(diào)諧系統(tǒng)中運(yùn)用了鑒相器，極大地促進(jìn)了其控制過程。鑒相器這一裝置主要用于相位比較，也稱之為相位比較器，能夠確定輸出電壓和所輸入的兩個(gè)信號(hào)之間是否存在著相位差。鑒相器作為最基本的鎖相環(huán)部件，具有解調(diào)調(diào)頻信號(hào)和調(diào)相信號(hào)的功能。本文以TSW2500型500kW短波發(fā)射機(jī)為基礎(chǔ)，從原理及其維護(hù)方面對(duì)其所應(yīng)用的鑒相器及進(jìn)行了研究分析，以供參考。