DAM 10KW中波發射機天線駐波比和網絡駐波比的監測原理

陳卓

（貴州省廣播電視技術中心，貴州貴陽，550000）

0 前言

DAM 10KW中波發射機有非常完善的監測功能，其中天線駐波比和網絡駐波比的監測尤為重要。當發射機的天饋線不匹配或發生雷擊時，反射波（駐波）會回傳到發射機，引起降功率甚至關功放；另外，發射機的輸出網絡調整不當不匹配或元器件變質、觸點接觸不良打火等均會產生反射，也會引起發射機網絡零位變大，影響發射機正常工作。DAM 10KW發射機的射頻輸出取樣由本機A26板完成，而射頻輸出監測由A27板完成。A26板位于機箱左側網絡柜上層，在電氣上它位于輸出網絡中50歐姆點的位置上。A27板位于發射機中門前左上側，是用于監測發射機射頻通道輸出的一塊綜合性監測控制模塊，包含了天線和帶通濾波器的電壓駐波比檢測及功放關斷控制、射頻入反射功率測量、音頻包絡檢波、監測顯示板取樣電平控制等諸多功能，是發射機能以高性能指標、高可靠性運行的重要保證，本文只介紹天線駐波比和網絡駐波比的取樣、輸出監測原理。A27板的調校非常復雜，一般在發射機交付使用時已經調校好，用戶不需要調整。但由于每個發射臺天線和地網的參數不同，或在運輸途中震動的原因，在安裝調試發射機時可能需要重新調校。因此了解天線駐波比和網絡駐波比的監測原理，有助于我們調校、掌握發射機的正常工作狀態，確保安全播出。

1 天線駐波比和網絡駐波比的監測原理分析

天線駐波比和網絡駐波比的取樣輸出由圖1中虛線框內電路輸出取樣板A26組成，天線電壓駐波比取樣電路由電容C3、C4及監測顯示板A27上的可變電容C15組成，其取樣電壓其中U帶通為帶通濾波器輸出的電壓有效值，當發射機在10KW載頻功率時，其,其中R為帶通濾波器的輸出阻抗，一般為50Ω，因此，經過計算U電壓取樣大約為10V，調整可變電容C15可改變U取樣的大小。該取樣電壓送到天線駐波比檢測變壓器T2初級的上端，當發射機加上調制音頻時,隨著音頻正負半周的調制，功放模塊打開或關閉的增減，帶通濾波器上的電壓有效值U帶通也會同比地增加或減少，U電壓取樣也會同比增加或減少，電壓取樣的平均值不變，和載頻功率時一樣。駐波比檢測變壓器T2初級的下端輸入的電壓U'取樣由A26輸出取樣板上的變流器T1和R1、R2組成，變流器T1次級線圈套在帶通濾波器輸出與T型阻抗網絡輸入之間，由此取樣，其取樣電流經T1次級流過R1、R2后變為取樣電壓U'取樣。當發射機在10KW載波功率時，其T1次級基波電流有效值為，通過設計T1次級線圈的匝數及R1、R2的大小，使T型阻抗網絡輸入和輸出匹配時，變流器T1次級電流I次級在R1和R2并聯電阻上產生的電壓和天線駐波比取樣電壓U取樣相等，大約為10V。即：U電壓取樣=U電流取樣，也即：將此電流取樣電壓U電流取樣送到T2初級下端，使T2初級線圈兩端的電壓幅度、相位均相同，初級線圈中無電流流過，次級沒有感應電壓，發射機正常工作。當發射機加上調制音頻時，隨和音頻信號正負半周的調制，射頻電流I初同時增加或減少，取樣電流I次也會同比增加或減少，電流取樣轉換后的U電流取樣的電壓平均值不變，也就是說T2初級線圈下端的電壓平均值也不變。

圖1

圖1中T2初級并聯的電容和電感C13、C14、C51、L5、L10與T2初級諧振于工作頻率，提供一個高阻抗，減少取樣電壓和電流之間的相互影響。C9、C10、C11、C12和可變電感L4為相位幅度調節器 ，也諧振于工作頻率，經過組合調整，T2初級在發射機正常工作時兩端無電流經過。VD7、VD8和T2次級組成全波整流電路，發射機正常工作時輸出為零。當天饋線阻抗不匹配或發生雷擊等干擾時，其中電壓取樣U電壓取樣和電流取樣轉換的電壓U電流取樣不相等。T2初級上有電流經過。次級經全波整流后將有直流電壓輸出，表示有駐波反射，T2初級電路將進一步動作，產生一連串的反應。

網絡駐波比監測取樣電路原理與天線駐波比檢測電路的原理相同，只是取樣電流轉換的取樣點壓來自于功率合成器T9，其次級并聯了4只22Ω的電阻，并聯后的電阻為5.5Ω，其電流取樣電壓，通過改變設計次級線圈的匝數N，將使U電流取樣與U相同，T3變壓器的初級無電流經過，次級全波整流無輸出，發射機正常工作。當帶通濾波器的輸入和輸出阻抗不匹配時，即輸出阻抗大于或小于50Ω。電流取樣轉換的電壓和電流取樣的電壓降發生變化，T3次級將有電流經過，次級全波整流將有直流電壓輸出，發射機工作狀態不正常。

同理圖1中T3次級并聯的電容和電感C27、C28、C52、L7、L11與T3的次級組成并聯諧振電路，選擇和調節電容電感，諧振于工作頻率，使T3初級線圈兩端呈高阻抗，減少T3初級線圈兩端的射頻電壓取樣和電流取樣之間的相互影響。可變電感L12、L13、L14、L15和電容C50、C53、C54通過開關S6接入調整，也諧振于工作頻率，性能為相位幅度調節器，經組合調整，T3初級在發射機正常工作時兩端無電流流過。

2 天線駐波比和網絡駐波比監測信號的產生和輸出原理分析

■2.1 天線駐波比信號的產生及輸出原理

天線駐波比監測信號由超高速差分比較強N1及其周邊電路組成，R11、R15分壓組成門限檢測電壓，設定的門限電壓為2.25V，送到N1的4腳同相端，天線駐波比檢測輸出的直流電壓送到N1的5腳反相端。當發射機正常工作無駐波反射時，全波整流器VD7、VD8無輸出，比較器N1的4腳同相端電壓高于5腳反相端電壓，比較器N1的11腳輸出高電平到單穩態觸發器N3A的1腳，由于1腳接的是“A”端，因此輸入高電平時N3A不翻轉，其4腳Q非端仍然輸出高電平到顯示板A32，不顯示天線駐波比故障。同時N1的11腳輸出的高電平送給與門電路N2的9腳，其10腳如果也是高電平（網絡駐波比正常），則N2的8腳輸出高電平，不產生天線駐波比關功放信號。當天線與饋線不匹配或有雷擊等干擾時，全波整流器VD7、VD8有直流電壓輸出到N1的5腳，其5腳電壓高于4腳的門限電壓（2.25V）,N1的11腳輸出低電平到N2的9腳，N2的8腳輸出低電平到調制編碼板A36的數據鎖存器清零數據關功放，保護發射機不被損壞。同時N1的11腳輸出的低電平信號觸發單穩態電路N3A，其4腳反相端輸出約14ms的低電平信號到顯示板A32顯示天線駐波比故障，并且由控制板A38產生降功率命令，也從另一個角度保護了發射機。

■2.2 網絡駐波比信號的產生及輸出原理

網絡駐波比監測信號也由超高速差分比較強N5及其周邊電路組成，R8、R9分壓組成門限檢測電壓，設定的門限電壓為2.3V，送到N5的4腳同相端，網絡駐波比檢測輸出的直流電壓送到N5的5腳反相端。當帶通濾波器和輸出網絡匹配時，全波整流器VD12、VD13無輸出，比較器N5的4腳同相端電壓高于5腳反相端電壓，比較器N5的11腳輸出高電平信號分為兩路，一路送到單穩態觸發器N3B的9腳“A”端，同理N3B不翻轉，其12腳Q非端仍然輸出高電平到顯示板A32，無網絡駐波比故障，另一路送到比較器N2的10腳，其8腳仍然輸出高電平到A36，不作關功放處理。當帶通濾波器和輸出網絡不匹配時，全波整流器VD12、VD13有直流電壓輸出，比較器N5的4腳同相端電壓低于5腳反相端，其11腳輸出低電平，一路輸出給N2的10腳，使N2的8腳輸出端輸出低電平給A36板的數據鎖存器，清零數據關功放，保護發射機。另一路低電平觸發單穩態電路N3B的9腳“A”端，其12腳Q非端輸出約19ms的低電平到顯示板A32，顯示故障并發出降功率命令，也保護了發射機。

3 結論

無論是天線駐波比反射和網絡駐波比反射，均會產生駐波比監測信號，第一時間清零調制編碼板上數據鎖存器的數據關掉功放模塊，隨后又產生降功率信號，由控制板A38發出降功率命令降低發射機功率，從而很好地保護了發射機。了解發射機駐波比監測信號的取樣、產生及輸出原理，有利于我們調校、掌握發射機的工作狀態，做好安全播出。