中波發射機調制編碼板電源電路研究

［關鍵詞］中波發射機；調制編碼板；電源電路

［中圖分類號］TM73 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）11–0138–03

DX型中波發射機的音頻系統由模擬輸入板、模數轉換板、調制編碼板組成，其中調制編碼板承擔了信號轉換、功放模塊開關控制、故障檢測等多項關鍵任務，工作性能直接影響到發射機的音頻質量和整機穩定性。10 kW 發射機調制編碼板，由數據鎖存器、只讀存儲器、電纜聯鎖檢測及功放開斷電路等器件構成，為了確保調制編碼板正常工作，其電源電路必須穩定可靠。

1調制編碼板在DX型中波發射機中的核心作用

DX型10kW中波發射機的音頻系統由模擬輸入板、模數轉換板、調制編碼板組成。調制編碼板的主要功能是將來自模數轉換板的12bit數字音頻信號，變換為控制功率放大級的RF 放大器模塊的開通/ 關斷控制信號，產生相應的載波和調制電平，并對48 個功放模塊進行開關控制。其中6 只“小臺階”由12 bit 數字信號低6 位（B7—B12）直接控制，42 只“大臺階”功放則由高6 位（B1—B6）作為地址碼讀出ROM 的預錄入數據，間接控制開關。相關功能為發射機整機播出質量和安全穩定運行提供了重要保障。

2調制編碼板電源電路原理

2.1調制編碼板供電電路

直流穩壓板產生調制編碼板所需要的 B+ 電路，以兩接線端輸入的方式為電路的所有集成電路供電。電路采取保險管和穩壓二極管雙重保險措施，可快速抑制瞬變電壓信號，保護其電壓中值在5.75 V。當電源異常時，保險管熔斷，保護調制編碼板工作電路。

B– 電路由“音頻+ 直流”信號調制直流穩壓器的輸出電壓，為功放級中RF 放大器提供偏置電壓，通過控制功放模塊的開關時間來減少失真和噪聲輸出。開關時間隨工作的模塊數量變化而變化，低功率電平時，只有幾個大臺階模塊導通，每個功放模塊的負載也較輕。隨著更多的模塊加入工作，模塊的負載電流變化幅度加大，從而使模塊開關時間也相應的需要加快。在高功率電平時，由于大多數模塊都在開通狀態，模塊負載的變化更緩慢，其開通與關閉對負載電流的影響變小，因此模塊的開關時間也應減緩。綜上，在B– 電源電路中引入一個音頻預失真電路，可適配B– 電壓這種非線性方式的變化。在10 kW 發射機滿功率播出時，B– 的瞬時電壓范圍大約在-2～-6 V，其范圍隨輸出功率的降低而減小。

2.2數字音頻數據電路

數字音頻數據電路由分壓電阻R1、R2，數據鎖存器和只讀存儲器組成。來自模數轉換器的12 bit 字符經接線端X17-2 至X17-24 輸入（X17奇數腳接地）。高電平輸入時，可由電阻分壓為數據鎖存器輸出約3.3 V 高電平信號，相對應的模塊開通。當低電平輸入，則關閉相應的模塊。

數字音頻電路的輸出狀態直接關系功放模塊的開通數目，從而影響到輸出功率及調制幅度。其中信號B7—B12控制二進制臺階的開關，能夠提高對音頻信號的還原分辨率。B1—B6對應的十進制數字即為開通的大臺階功放數量，實現對42塊功放模塊輸出功率的調制（6位地址碼可編輯控制64個大臺階模塊，10kW發射機中只配置了42個大臺階模塊），其對應關系見表1。

2.3關鍵器件DS0026的特性及工作原理

為完成功放模塊的開關驅動，在調制編碼電路中，由驅動器DS0026將鎖存器輸出的TTL 信號轉換成適當的電壓，提供給模塊作為其開關的輸入信號。DS0026是一款高速反相MOS時鐘驅動器，具有高速運行、驅動大電容負載等特點，可將標準TTL輸出轉換為MOS 邏輯電平，其輸出電平與外接電壓基本一致，提供峰值為1.5A輸出電流作為驅動電流推動后連的相關電路，通過調整器件外圍電路的分壓電阻，可方便設定所需的輸出電壓。DS0026 具有良好的開關特性和轉換速率，差分電壓范圍在10～20 V，可在0～75℃溫度環境下穩定運行，其核心電氣特性見表2。

在調制編碼板上，每個大臺階的轉換驅動電路都相同。如圖1所示，以1號大臺階功放模塊的轉換驅動電路為例，具體討論DS0026 如何將鎖存器輸送的0～5V TTL 邏輯電平，疊加驅動器輸出端B–電壓，轉換為功放模塊的控制電壓。N5A 內部是由兩個三極管構成的驅動器DS0026，其正偏三極管的集電極與B+ 電源相連，反偏三極管的發射極與地相連。驅動器接受來自鎖存器N3（74HC273）的2 腳輸出作為輸入信號。其輸出端由電阻R77、R101 組成電壓分配器，與調制B– 電源相連，輸出功放模塊的開關控制信號。當N3-2 腳輸出的是一個邏輯高電平時，反偏三級管導通，正偏電阻R77 接地，驅動器N5A-7腳輸出低電平，B– 電源分壓，其分壓得到的負電壓Vout^- 滿足公式V_out-=V_B-×R₇₇（R₇₇+R₁₀₁），為1 號大臺階功放模塊提供開通信號。當N5A-2腳輸入端是邏輯低電平時，正偏三級管導通，N5A-7 腳輸出B+電源到分壓電阻上，向1 號功放模塊輸出正電壓，控制其關斷。R61 為阻隔電阻，電容器C61 和C77 為旁路電容，用于改善N5A 的脈沖信號波形。

2.4電纜聯鎖電路

接受信號控制開關的48 塊功放模塊每4個一組，其連鎖短接銅皮首尾串連，組成共12路電纜聯鎖信號電路。當該組所有功放模板插接良好時，這一路輸入電源的+5V電平經由4個分壓電阻接地，提供正常的低電平輸入信號。當一組中的某一功放模板插接異常或聯鎖電路開路時，分壓器的下偏電阻與地斷開，聯鎖電路提供高電平輸入，經相關器件最終由三輸入端或非門輸出電纜聯鎖故障信號。

電纜聯鎖故障信號產生后，一路送到“關功放”電路，用于控制關斷所有功放模塊。一路經倒相后，作為故障信號送往顯示板（A32）I類故障檢測電路，關閉發射機高壓。一路作為聯鎖狀態顯示電路的驅動信號，輸出一個低電平，使+5V電源通過電阻器點亮紅色故障指示燈。

此外，來自直流穩壓板（A30）的屏蔽接地聯鎖信號，經由調制編碼板送往顯示板（A32）I 類故障檢測電路，當接地開路時，產生的高電平關斷發射機高壓。

3調制編碼板電源電路運維要點

3.1正確檢測B+穩壓電源輸出電壓

B+穩壓電源為調制編碼板上驅動電路提供工作電源，其輸出電壓直接影響編碼板的效能狀態，因此B+ 電源電壓穩定輸出是調制編碼板運維的核心要求。調制編碼板中B+ 穩壓電源標稱值為+5V。實際運行中由于器件老化、溫度變化等因素影響，當出現故障提示時，應首先使用數字萬用表測量TP2 的電壓。若TP2 電壓異常，應檢測TP15。若TP15 值正常，則應測量TP15 至保險管負載端電壓，判定保險是否開路；若TP15 電壓異常，應繼續向前端測量直流穩壓板上TP4 的電壓值，依次檢查穩壓二極管VD2、VD5 及測量集成電路N1（UC3834）1、8、9、12、16、10、14 腳判斷損壞元件及故障部位。

3.2檢查調制B–電源驅動信號

不同于B+ 電路，B–電壓的大小受音頻輸入和載波功率電平的調制，其驅動信號的質量直接影響調制編碼效果，因此在調制編碼板維護過程中，有必要使用示波器定期檢查測量點TP1 的波形和電平，及時發現和排除故障隱患。當B– 無輸出或輸出小于-2 V時即可認為B– 電源故障，常見故障有保險管熔斷、穩壓二極管擊穿、集成電路N3（UC3834）損壞等。

3.3調制編碼功放電纜聯鎖維保

來自功率合成器母版的12路電纜聯鎖電路需要所有功放模塊在插槽插接牢固。當電纜聯鎖指示故障時，可用萬用表電壓檔測量分壓輸出點的電平高低，快速判斷模塊組與插槽的接觸情況，縮小故障范圍，針對性進行處理。在日常維護中應避免頻繁插拔模塊，定期清理版面附著灰塵，檢查功放母版到調制編碼板和調制編碼板到顯示板之間的傳輸電纜是否接插到位或脫線開落。

4結束語

文章對DX型10kW中波發射機調制編碼板電源電路進行了研究，結果表明，其供電電源 B+ 電路及B–電路的電路設計能夠為調制編碼板上的集成電路和工作模塊提供穩定可靠的工作電壓。DS0026 轉換速率快，驅動能力強，可將標準TTL 輸出轉換為MOS 邏輯電平，符合擴流推動功放器的設計要求。電纜聯鎖電路可實現42 塊功放模塊集約高效的精確控制。運維中應做好定期檢查和調整，保證調制編碼板電源電路長期穩定工作。