發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試方法研究

上海航天控制技術(shù)研究所 劉 倩 劉 彥 陳勇剛

目前電路板調(diào)試方法，設(shè)計(jì)的電路板調(diào)試約束條件較少，導(dǎo)致電壓的實(shí)際值與預(yù)設(shè)值誤差較大，輸入輸出諧波含量較高，為此提出發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試方法研究。確定發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理，做好發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試前準(zhǔn)備；建立調(diào)試函數(shù)矩陣，設(shè)計(jì)多個(gè)調(diào)試約束條件，確定調(diào)試步驟，實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試。確定實(shí)驗(yàn)研究電路板，并進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果：研究方法較此次實(shí)驗(yàn)選擇的調(diào)試方法，電壓的實(shí)際值與預(yù)設(shè)值最大值和最小值的誤差小30mV；輸入輸出諧波含量差的平均值小0.016%；具有較優(yōu)的電路板調(diào)試效果。

發(fā)射機(jī)是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代必備的裝置，主要用于信號(hào)發(fā)射，因此廣泛應(yīng)用在各種需要通信的電子企業(yè)中，如軍隊(duì)、多媒體（電視、廣播）、遙感設(shè)備等等。根據(jù)不同電子企業(yè)，對(duì)發(fā)射機(jī)裝置發(fā)射信號(hào)的需求，按照信號(hào)的頻率、幅值、相位和脈沖四種類(lèi)型，分為四類(lèi)發(fā)射機(jī)。而發(fā)射機(jī)在使用的過(guò)程中，也可以將信號(hào)發(fā)射分為高頻、低頻兩種類(lèi)型。因此，發(fā)射機(jī)自動(dòng)化程度相對(duì)較高，具有較多的電路板，在運(yùn)行的過(guò)程中，主要依靠電路板發(fā)射信號(hào)。但是，從廠(chǎng)家采購(gòu)的電路板，不能直接應(yīng)用在發(fā)射機(jī)上，而是需要根據(jù)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行，使用電路板上的可調(diào)元件，調(diào)節(jié)電路板電路，讓電路板的電阻、電容、電感、跳線(xiàn)位置等符合發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)和運(yùn)行頻率后，電路板才能在發(fā)射機(jī)中正常使用。為此研究發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試方法。

1 發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試方法研究

1.1 確定發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)

此次研究，選擇的發(fā)射機(jī)，包括天線(xiàn)、數(shù)/模信號(hào)轉(zhuǎn)換器、兩個(gè)自動(dòng)增益控制器、低通濾波器、兩個(gè)混頻器、兩個(gè)本振信號(hào)源、帶通濾波器、功率放大驅(qū)動(dòng)器、功率放大器、雙工器等結(jié)構(gòu)。這一結(jié)構(gòu)下的發(fā)射機(jī)，電路板工作原理如下：（1）在發(fā)射機(jī)中輸入發(fā)射信號(hào)；（2）判斷信號(hào)傳輸指令，以及信號(hào)類(lèi)型，在數(shù)/模信號(hào)轉(zhuǎn)換器中，轉(zhuǎn)換輸入發(fā)射信號(hào)；（3）通過(guò)發(fā)射機(jī)中的第一個(gè)自動(dòng)增益控制器，增益輸入信號(hào)頻率、相位等信號(hào)基礎(chǔ)信息；（4）轉(zhuǎn)換后的增益信號(hào)，經(jīng)低通濾波器處理高頻干擾信號(hào)后，得到發(fā)射機(jī)可以正常處理的正交信號(hào)；（5）正交信號(hào)經(jīng)過(guò)第一個(gè)混頻器，固定信號(hào)頻率；（6）在信號(hào)中輸入第一個(gè)本振信號(hào)源，疊加輸入信號(hào)，增強(qiáng)信號(hào)幅度；（7）經(jīng)過(guò)發(fā)射機(jī)中的功率放大驅(qū)動(dòng)器，增強(qiáng)輸入信號(hào)功率，消除輸入信號(hào)中存在的多于寄生信號(hào)，讓信號(hào)中噪聲達(dá)到最??；（8）最后通過(guò)發(fā)射機(jī)中的天線(xiàn)，發(fā)射輸入信號(hào)。

基于此，在調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板之間，需要檢查電路板元件、電流、電壓、電阻等基礎(chǔ)信息變化，判斷其是否存在短路、焊接、引腳歪斜、元件型號(hào)與安裝信號(hào)不一致、錯(cuò)裝等問(wèn)題，以此來(lái)避免電路板基礎(chǔ)信息，影響電路板調(diào)試效果。

此外，在發(fā)射機(jī)上安裝電路板時(shí)，需要注意電路板的連接線(xiàn)順序和標(biāo)識(shí)，以及電路板螺絲的固定情況，避免出現(xiàn)電路板打火、安裝錯(cuò)誤等原因，造成的發(fā)射機(jī)故障。給電路板通電壓后，需要先檢查電路板元件是否存在冒煙、溫度快速升高、打火等現(xiàn)象，確定沒(méi)有問(wèn)題后，才能增加電路板功率，若出現(xiàn)這些問(wèn)題，必須立即斷電，重新排除電路板故障，并再次安裝在發(fā)射機(jī)中，重新檢查。

1.2 調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板

根據(jù)此次研究確定的發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，以及其發(fā)射信號(hào)的工作原理，在完成電路板調(diào)試的準(zhǔn)備工作后，對(duì)電路板進(jìn)行調(diào)試。

假設(shè)發(fā)射機(jī)電路板元件i與發(fā)射機(jī)任意位置的結(jié)構(gòu)j相連接，當(dāng)其處于正常工作狀態(tài)后，發(fā)射機(jī)電路板的三相三線(xiàn)制中，零序電流沒(méi)有通路，因此發(fā)射機(jī)電路板中，不存在零序電流。

調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板步驟如下：

第一步，獲取發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試電路、電源值、電阻基礎(chǔ)信息值；第二步，調(diào)整發(fā)射機(jī)高低壓；

第三步，當(dāng)發(fā)射機(jī)處于低壓狀態(tài)時(shí)，設(shè)置的電路板調(diào)試條件，降低發(fā)射機(jī)運(yùn)行電壓，增加發(fā)射機(jī)音頻調(diào)制步驟，讓電壓與發(fā)射機(jī)的復(fù)合音頻呈正比；

第四步，當(dāng)發(fā)射機(jī)處于高低壓狀態(tài)時(shí)，將其功率調(diào)到10kW，調(diào)整電路板電壓，并將電壓的輸出波形最大擺幅控制在7V以下；

第五步，當(dāng)發(fā)射機(jī)處于正常狀態(tài)時(shí)，調(diào)整電路板電位器元件，并接通低壓電源，在1kHz的調(diào)制信號(hào)下，調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板。

2 電路板性能測(cè)試

基于此次實(shí)驗(yàn)研究的電路板調(diào)試方法，選擇基于矩陣變換器的電路板調(diào)試方法，作為此次測(cè)試實(shí)驗(yàn)的對(duì)比方法，將發(fā)射機(jī)電路板，作為此次測(cè)試實(shí)驗(yàn)對(duì)象，驗(yàn)證此次研究的發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試方法。比較兩組電路板調(diào)試方法，調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板電壓后，實(shí)際值與預(yù)設(shè)值誤差和輸入輸出諧波含量大小。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

此次實(shí)驗(yàn)選擇的發(fā)射機(jī)電路板，需要對(duì)發(fā)射機(jī)電路板進(jìn)行人工調(diào)試，檢查電路板在采用調(diào)試方法調(diào)試之前，是否存在設(shè)計(jì)缺陷、元器件安裝錯(cuò)誤、短路等基礎(chǔ)問(wèn)題?；诖?，設(shè)計(jì)的發(fā)射機(jī)電路板人工調(diào)試過(guò)程如下：（1）在電路板上，連接24V直流電源；（2）采用萬(wàn)用表，檢測(cè)電路電流、電業(yè)和電阻輸出值；（3）判斷萬(wàn)用表檢測(cè)輸出值，是否在正常范圍內(nèi)；（4）當(dāng)輸出值在正常范圍內(nèi)時(shí)，直接使用該發(fā)射機(jī)電路板，進(jìn)行電路板調(diào)試測(cè)試實(shí)驗(yàn)；（5）當(dāng)輸出值不在正常范圍內(nèi)時(shí)，需要檢測(cè)電路板存在的故障問(wèn)題，需要解決電路板存在的故障，并進(jìn)行二次測(cè)試，至電路板通過(guò)萬(wàn)用表輸出結(jié)果。

確定測(cè)試對(duì)象后，采用兩種電路板調(diào)試方法，分別調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板，檢測(cè)電路板輸出預(yù)設(shè)值與實(shí)際值誤差，其實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果如下。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）第一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果

將此次實(shí)驗(yàn)選擇的電路板安裝在發(fā)射機(jī)中，采用此次測(cè)試實(shí)驗(yàn)選’擇的兩組調(diào)試方法，分別調(diào)試電路板，在調(diào)試過(guò)程中，所設(shè)計(jì)的電路板測(cè)試項(xiàng)包括：過(guò)壓保護(hù)、過(guò)壓釋放、均衡開(kāi)啟、欠壓保護(hù)、欠壓釋放和正常值六項(xiàng)，每項(xiàng)的預(yù)測(cè)值如表1所示，兩種調(diào)試方法，調(diào)試電路板后，得到的電路板測(cè)試項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果，以及兩者誤差，也如表1所示。

表1 電路板電壓輸出結(jié)果

從表1可知，此次研究方法，調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板電壓后，電路板輸出電壓控制能力較強(qiáng)，調(diào)試效果較優(yōu)。

（2）第二組實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在第一組實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，檢測(cè)兩組調(diào)試方法，調(diào)試發(fā)射機(jī)電路板后，電路板在不同調(diào)試系數(shù)下，產(chǎn)生的輸入輸出諧波含量。電路板諧波含量越低，調(diào)試效果越優(yōu)，其測(cè)試結(jié)果，如表2所示。

表2 電路板諧波含量對(duì)比表

從表2中可以看出，調(diào)試后的電路板，有效降低了電路板輸入輸出諧波含量，具有較優(yōu)的電路板調(diào)試效果。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，此次研究發(fā)射機(jī)電路板調(diào)試方法，充分考慮發(fā)射機(jī)運(yùn)行原理，讓電路板運(yùn)行符合發(fā)射機(jī)需求。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，此次研究的電路板調(diào)試方法，調(diào)試電路板后，電路板輸出電壓控制能力較強(qiáng)，降低了電路板輸入輸出諧波含量，具有較優(yōu)的電路板調(diào)試效果。