張彥文

【摘 要】本文主要從日常維護(hù)中出現(xiàn)的發(fā)射機(jī)PSM音周輸入及信號(hào)處理控制板YCP24燒芯片CS5351KS故障入手，針對(duì)TSW2500型500KW短波發(fā)射機(jī)PSM系統(tǒng)YCP24功能結(jié)構(gòu)開(kāi)始，接著深度分析其內(nèi)部數(shù)模轉(zhuǎn)換CS5351KS芯片在YCP24控制及音頻信號(hào)處理中的作用和工作方式，然后對(duì)其在PSM控制系統(tǒng)工作中功能做簡(jiǎn)要分析，最后針對(duì)CS5351KS芯片無(wú)法正常工作造成的發(fā)射機(jī)無(wú)調(diào)幅度及PSM控制系統(tǒng)異常故障及預(yù)防措施做了簡(jiǎn)要的描述和分析。

【關(guān)鍵詞】發(fā)射機(jī)；YCP24；CS5351KS；控制；音周；自檢

0 引言

PSM控制系統(tǒng)以音頻信號(hào)作為參考與載波功率為基準(zhǔn)，產(chǎn)生一個(gè)直流加音頻的信號(hào)，該信號(hào)決定瞬間需要合上的功率模塊數(shù)。PSM控制系統(tǒng)完全是基于信號(hào)處理器的數(shù)字信號(hào)處理，PSM控制系統(tǒng)包括10片DSP浮點(diǎn)處理器，1個(gè)微控制器，PLD，16位∑/△型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，18位立體聲數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。整個(gè)音頻信號(hào)的處理過(guò)程為全數(shù)字化。控制系統(tǒng)的計(jì)算能力相當(dāng)于80MHZ的AT計(jì)算機(jī)，控制系統(tǒng)的所有輸入輸出信號(hào)均通過(guò)光電耦合器進(jìn)行電氣隔離并對(duì)地懸浮。這里主要介紹短波發(fā)射機(jī)系統(tǒng)中YCP24功能結(jié)構(gòu)，然后從CS5351KS芯片具體結(jié)構(gòu)和功能分析PSM控制部分的工作方式和原理及其無(wú)調(diào)幅度及PSM控制系統(tǒng)異常故障及預(yù)防措施做了簡(jiǎn)要的描述和分析。

1 YCP24主要功能和CS5351KS特性介紹

1.1 YCP24主要功能和特性

YCP24主要功能是：提供模擬、數(shù)字音頻前端；調(diào)節(jié)模擬音頻信號(hào)的電平值；過(guò)濾音頻信號(hào)；音頻信號(hào)調(diào)制；為PSM控制在初期提供一個(gè)正弦波振蕩發(fā)生器；諧波均衡；以一個(gè)特定的冗余異步微處理機(jī)計(jì)算（乘）已處理的音頻。模擬信號(hào)前端和A/D轉(zhuǎn)換器被隔離與控制系統(tǒng)的其它部分。模擬信號(hào)前端被用相同的特性為它們分別設(shè)計(jì)二個(gè)獨(dú)立的信道。輸入的電壓范圍是可調(diào)節(jié)的通過(guò)設(shè)定跳線JP1—JP4和JP5—JP8，分別對(duì)信道1和信道2進(jìn)行調(diào)節(jié)。數(shù)字信號(hào)前端為數(shù)據(jù)提供了以時(shí)間分割的多段工作區(qū)間，使用3針連接器的數(shù)字音頻數(shù)據(jù)傳輸/接收格式，通常在一條雙絞線電纜線上有兩個(gè)獨(dú)立工作的信道。數(shù)傳輸入特性：輸入采樣率32到96千赫茲；阻抗：110歐姆（平衡）；分辨率：16到24位。數(shù)字信號(hào)處理可得的濾波器特性；貝塞爾低通濾波器；10kHz低通濾波器；4.5kHz帶通濾波器；沒(méi)有濾波器被應(yīng)用到被輸入的音頻信號(hào)中，音頻信號(hào)無(wú)限制。有三種不同的調(diào)制：雙邊帶調(diào)制DSB，差分脈沖編碼調(diào)制DCC（峰值整流），單邊帶調(diào)制SSB。

1.2 CS5351KS結(jié)構(gòu)

模擬信號(hào)前端和A/D轉(zhuǎn)換器被隔離與控制系統(tǒng)的其它部分；其中108分貝，192千赫，多比特音頻A/D轉(zhuǎn)換器CS5351KS是一個(gè)完整的模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于數(shù)字音頻系統(tǒng)。它具有采樣及模/數(shù)轉(zhuǎn)換和抗混疊濾波，以串行形式在比特值采樣率高達(dá)每通道192千赫。該CS5351KS采用的是5階多位Δ-Σ調(diào)制后的數(shù)字濾波和抽取，從而無(wú)需外置抗混疊濾波器；該CS5351KS是理想的音頻系統(tǒng)具有高保真和低噪音特性，CS5351KS工作環(huán)境溫度范圍-10℃至70℃，24引腳SOIC。A/D轉(zhuǎn)換器CS5351KS結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1：

1.3 CS5351KS工作模式及技術(shù)特性

輸出采樣率可以從頻率2kHz到192kHz范圍內(nèi)調(diào)整，其有3種模式：?jiǎn)嗡倌Ｊ剑p速模式和四速模式；支持兩種主機(jī)模式，其中左/右和串行時(shí)鐘是同步操作，這需要外部產(chǎn)生的左/右和串行時(shí)鐘；可靠的上電順序可以通過(guò)保持設(shè)備處于穩(wěn)定的可復(fù)位狀態(tài)。通過(guò)復(fù)位來(lái)決定是否啟用模擬或數(shù)字電源，對(duì)于低于指定的最低工作電壓時(shí)防止電源故障造成的有關(guān)問(wèn)題；內(nèi)部基準(zhǔn)電壓必須是穩(wěn)定的裝置，以產(chǎn)生有效的數(shù)據(jù)。在輸入電路中運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)CS5351KS可能產(chǎn)生一個(gè)小的直流偏移轉(zhuǎn)換在A/D轉(zhuǎn)換器。如果在HPF引腳被拉高正常操作期間。這一特性使得它能夠進(jìn)行系統(tǒng)的DC偏移校準(zhǔn)。在OVFL引腳是LRCK轉(zhuǎn)變后更新2個(gè)SCLK周期。接地和電源去耦與任何高分辨率轉(zhuǎn)換器。VD可從系統(tǒng)邏輯電源上運(yùn)行或者可以由通過(guò)電阻器的模擬電源供電。所有的信號(hào)應(yīng)遠(yuǎn)離FILT+和VQ引腳，以避免不必要的耦合進(jìn)入調(diào)制器。該FILT+和VQ的去耦電容。

為了盡量減少數(shù)字噪聲，連接ADC數(shù)字輸出只能使用CMOS輸入。多設(shè)備同步在多個(gè)ADC所需的系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)同步采樣，保證了失真分量低于噪聲電平，并且不影響測(cè)量?？傊C波失真+噪聲的信號(hào)均方根值是所有其它頻譜分量在指定的有效值之和的比率帶寬（通常為10赫茲至20千赫茲），包括失真分量。

2 PSM系統(tǒng)單元的運(yùn)行模式和工作方式

發(fā)射機(jī)的運(yùn)行模式和載波功率大小的選擇是由YCP24板來(lái)完成的。載波功率的改變規(guī)律是由AF-ENABLE和順序RAMP控制控制，來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換器的數(shù)字音頻信號(hào)首先被送到運(yùn)行模式單元進(jìn)行處理，然后與載波電壓幅值相乘，載波電壓控制負(fù)責(zé)對(duì)這一放大系數(shù)的監(jiān)測(cè)。PSM系統(tǒng)控制與發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)之間的接口都設(shè)有電氣隔離，接口由9根單線和一個(gè)RS422接口組成。PSM控制與發(fā)射機(jī)控制的通訊信號(hào)，這里只提及YCP24參與工作的信號(hào)工作模式：雙向接口中的調(diào)制模式；音頻濾波器；音頻允許；音頻電平；PSM系統(tǒng)正常與否；PSM允許音頻；音頻濾波器；PSM允許；PSM控制允許。PSM控制系統(tǒng)內(nèi)的系統(tǒng)單元、A/D轉(zhuǎn)換器、接口和緩沖器共同完成PSM控制系統(tǒng)的測(cè)試功能。

3 CS5351KS無(wú)法正常工作原因分析

通過(guò)上面的描述，對(duì)PSM系統(tǒng)中的YCP24板卡結(jié)構(gòu)和工作方式以及CS5351KS的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特性有了一定的了解。引起芯片損壞有以下3方面的原因，電源干擾，音周，電磁干擾。首先通過(guò)技術(shù)改造加裝了先進(jìn)的100KVA的大功率不間斷UPS電源，排出了由于電源引起的CS5351KS的損壞；信號(hào)前端和A/D轉(zhuǎn)換器被隔離與控制系統(tǒng)的其它部分，同時(shí)加裝了數(shù)字濾波小盒，排出了音周本身引起的CS5351KS的損壞；由于機(jī)房?jī)?nèi)部電磁環(huán)境復(fù)雜多變，做好屏蔽就顯得尤為重要；模擬地、參考地、數(shù)字地、射頻地和PSM控制系統(tǒng)自身的屏蔽尤為重要，經(jīng)過(guò)一系列的改造系統(tǒng)現(xiàn)已可靠運(yùn)行。

4 CS5351KS無(wú)法正常工作對(duì)發(fā)射機(jī)的影響

PSM系統(tǒng)提供的A/D轉(zhuǎn)換器單元包括多種功能配置，其功能和特性是由PSM控制系統(tǒng)決定，各種功能配置是以音頻矢量的形式送到A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)進(jìn)行的。發(fā)射機(jī)告警PSM系統(tǒng)與ECOS2通信故障表現(xiàn)有PSM控制系統(tǒng)自檢不過(guò)；YCP24自身保護(hù)故障；YCP24故障提示燈顯示為告警紅燈指示等故障信息，不允許發(fā)射機(jī)加高壓等系統(tǒng)損壞類故障，直接影響著發(fā)射機(jī)PSM部分的正常運(yùn)行，因此得知它們是參與500KW發(fā)射機(jī)PSM工作和運(yùn)算不可或缺的系統(tǒng)組成部分。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)發(fā)射機(jī)PSM系統(tǒng)YCP24功能結(jié)構(gòu)開(kāi)始，接著深度分析其內(nèi)部數(shù)模轉(zhuǎn)換CS5351KS芯片在YCP24控制及音頻信號(hào)處理中的作用和工作方式，然后對(duì)其在PSM控制系統(tǒng)工作中功能做簡(jiǎn)要分析，最后針對(duì)CS5351KS芯片無(wú)法正常工作造成的發(fā)射機(jī)無(wú)調(diào)幅度及PSM控制系統(tǒng)異常故障及預(yù)防措施做了簡(jiǎn)要的描述和分析。能夠更加清晰的了解發(fā)射機(jī)PSM部分的工作方式和可靠性都有了更加清晰的認(rèn)識(shí)，明確了PSM系統(tǒng)單元在發(fā)射機(jī)工作系統(tǒng)中所承擔(dān)的重要作用，同時(shí)對(duì)YCP24在PSM工作的重要作用有了一定的了解，對(duì)于YCP24燒芯片CS5351KS故障有了一定的判斷和解決辦法，有效的提高了PSM部分的可靠運(yùn)行。

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