陳創(chuàng)根

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局2023臺(tái)）

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BGTB5141型100kW短波發(fā)射機(jī)射頻增益控制器的功能及改造

陳創(chuàng)根

（作者單位：國(guó)家新聞出版廣電總局2023臺(tái)）

摘 要：本文主要分析BGTB5141型100kW短波發(fā)射機(jī)的射頻增益控制器功能原理及射頻增益控制器對(duì)高前陰流和高末柵流的控制，對(duì)整個(gè)控制回路的工作流程做一個(gè)梳理，并列舉幾例典型的故障，對(duì)故障處理作出探索，最后再介紹射頻增益控制器簡(jiǎn)單改造，供同行參考。

關(guān)鍵詞：高前陰流；高末柵流；射頻增益控制器；1A9；故障分析

BGTB5141型100kW發(fā)射機(jī)射頻增益控制器在整個(gè)射頻通路中起到不可替代的作用，當(dāng)高前陰流過(guò)大時(shí)可能會(huì)引高前級(jí)過(guò)荷，高末柵流過(guò)大時(shí)，發(fā)射機(jī)輸出阻抗失諧，輸出功率不足。嚴(yán)重時(shí)，高末槽路產(chǎn)生高頻振蕩，打火現(xiàn)象會(huì)燒壞機(jī)器的元器件。高末柵流過(guò)小時(shí)，發(fā)射機(jī)通過(guò)自動(dòng)增益控制電路，封鎖激勵(lì)，調(diào)制器控制器封鎖高壓輸出。因此射頻增益控制器對(duì)于發(fā)射機(jī)正常穩(wěn)定的運(yùn)行有著重大的影響。另外在發(fā)射機(jī)的維護(hù)工作中，經(jīng)常要對(duì)射頻增益控制器甩開(kāi)或更換排查，改造前的射頻增益控制器更換工序繁雜，給維護(hù)工作增添了許多困擾。下面主要分析射頻增益控制器內(nèi)部線路，功能和工作原理以及簡(jiǎn)單介紹射頻增益控制器的改造。

圖1　發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)方框圖

1 主要功能原理和線路分析

1.1短波發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)的組成

是由保護(hù)電路、諧波濾波器和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的控制、頻率合成器、高末級(jí)、射頻寬帶放大器、屏極網(wǎng)絡(luò)、高前級(jí)、增益自動(dòng)控制放大器（1A9）組成。增益自動(dòng)控制放大器輸入的射頻信號(hào)來(lái)自頻率合成器，輸出信號(hào)送到射頻寬帶放大器，經(jīng)過(guò)調(diào)諧后最終通過(guò)天線發(fā)送出去。（如圖1）

1.2增益自動(dòng)控制器的功能

（1）對(duì)激勵(lì)信號(hào)進(jìn)行放大（增益）。

（2）對(duì)末前陰流和高末柵流進(jìn)行檢測(cè)，在末前陰流很大或高末柵流過(guò)大時(shí)保護(hù)發(fā)射機(jī)，維持高末級(jí)射頻激勵(lì)信號(hào)的準(zhǔn)確和穩(wěn)定。

1.3射頻通路（見(jiàn)圖2）

頻率合成器輸出激勵(lì)信號(hào)由高頻電纜送到1A9.J1，1A9板上的電阻R14// R21=50Ω作為頻率合成器的負(fù)載。信號(hào)射頻信號(hào)經(jīng)R15、R16和L2濾波后送到Q3進(jìn)行放大；還有一部分射頻信號(hào)經(jīng)C5送到PIN二極管。晶體管Q3發(fā)射極電阻R8是形成電流串聯(lián)負(fù)反饋，它可以有利于改善放大器的射頻響應(yīng)和穩(wěn)定，Q3輸出高頻信號(hào)經(jīng)電容耦合送到下一級(jí)，由Q4組成射極跟隨器進(jìn)行電流放大，輸出阻抗低，有利于與電纜匹配，送到下一級(jí)寬帶放大器進(jìn)行放大。

1.4增益自/手動(dòng)控制原理

發(fā)射機(jī)在實(shí)際工作中，高前陰流應(yīng)＜0.6A，高末級(jí)柵流應(yīng)＜0.65A。發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制電路，即增益自動(dòng)控制線路，以防止高末柵流和高前陰流過(guò)大（見(jiàn)圖2）。射頻增益控制板上有一個(gè)PIN二極管（CR1），成為一個(gè)阻抗元件（類似可變電阻作用），反偏置或無(wú)偏置時(shí)阻抗很高，可以形成衰減激勵(lì)的作用，正向偏置時(shí)呈現(xiàn)低阻抗情況。

TB1-3、4端子接激勵(lì)衰減器6R4，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)可變阻抗元件6R4。（如圖2）當(dāng)6R4阻值變大時(shí)，晶體三極管Q1的基極電位變大， Q1導(dǎo)通，從而使晶體三極管Q2的基極電位變小，Q2截止，PIN二極管CR1無(wú)偏置電壓而截止，使射頻信號(hào)從1A9.J1→Q3→Q4→1A9.J2送到寬帶放大器，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制射頻增益的功能。

TB1-5、6兩端子分別由高前陰流和高末柵流取樣送來(lái)的直流負(fù)電壓。當(dāng)電流過(guò)流時(shí)，直流負(fù)電壓變低（絕對(duì)值變大），＜-4V，光電耦合器U1或U2中的發(fā)光二極管導(dǎo)電發(fā)光，三極管CE極導(dǎo)通，5腳為低電平，從而使晶體管Q1截止，Q2導(dǎo)通，PIN二極管CR1導(dǎo)通，射頻信號(hào)從Q3的基極經(jīng)C5通過(guò)CR1入地，實(shí)現(xiàn)射頻封鎖。

工作正常時(shí)，TB1-5、6兩端子的直流負(fù)電壓在一定的數(shù)值內(nèi)（-4V≤U≤-2.5V），光電耦合器的發(fā)光二極管處于某種程度的發(fā)光強(qiáng)度，三極管處于某種放大狀態(tài)，這時(shí)的Q1、Q2及CR1都處于某種程度的導(dǎo)通狀態(tài)，所以這時(shí)的CR1呈現(xiàn)出一個(gè)一定數(shù)值的電阻，部分衰減射頻信號(hào)，從而使高前陰流和高末柵流也處在某一穩(wěn)定值。

圖2　增益自動(dòng)控制原理圖

2 典型案例分析

2.1故障一

2.1.1故障現(xiàn)象

加高壓，推激勵(lì)時(shí)，末前陰流＞0.7A，高末偏壓、高末柵流變大，有時(shí)伴有IPA過(guò)荷。

2.1.2故障判斷

判斷1A9故障，可使用三通短路1A9，加高壓時(shí)適當(dāng)減小合成器的輸出，如發(fā)射機(jī)正常，則說(shuō)明為1A9故障。

2.1.3故障處理

a.緊急情況可短路1A9，適當(dāng)減小合成器輸出，維持播音。

b.做好防止觸電措施后，通地開(kāi)關(guān)通地，檢查更換1A9。

2.1.4故障分析

從前面原理分析可知，正常情況下高前陰流變大時(shí)，光電耦合器U1發(fā)光使三極管CE極導(dǎo)通接地，從而使晶體管Q1截止，Q2導(dǎo)通，PIN二極管CR1導(dǎo)通，射頻信號(hào)從Q3的基極經(jīng)C5通過(guò)CR1入地，實(shí)現(xiàn)射頻封鎖，而故障中1A9-U1（4N26）擊穿，自動(dòng)增益控制失控，1A9就相當(dāng)于一個(gè)三通對(duì)頻率合成器來(lái)的激勵(lì)信號(hào)不加控制（沒(méi)有衰減）就輸出到了寬放，由于寬放的增益很大，寬放輸出到末前管的激勵(lì)信號(hào)自然也就很大從而引起末前陰流變大，此時(shí)只需衰減頻率合成器面板上的激勵(lì)旋鈕到合適的位置即可，對(duì)機(jī)器的工作狀態(tài)不會(huì)有影響。

3 射頻增益控制器改造

3.1改造的意義

1A9板上的三極管Q3、PIN二極管CR1、U1、U2（均為光電耦合器4N26）等易擊穿元件，若其中的任意一個(gè)被擊穿將使1A9無(wú)法正常工作，都必須更換新的1A9才能使發(fā)射機(jī)正常穩(wěn)定的運(yùn)行。如圖3為改造前的自動(dòng)增益控制器，其中TB1～6端子和進(jìn)線的連接是靠螺絲緊固，如需更換，必須用螺絲刀將1A9 上TB1～6所有端子螺絲松開(kāi)，將所有線端撥下，才能將自動(dòng)增益控制器拆下，整個(gè)拆卸過(guò)程比較繁雜。然而換上新的自動(dòng)增益控制器后，又必須用螺絲刀逐個(gè)將所有輸入線和1A9上TB1～6端子螺絲緊固，期間拆和裝的過(guò)程全部由人

工完成。這樣繁雜的工序給維護(hù)人員造成了不必要的時(shí)間浪費(fèi)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，特別是在安裝新的控制器過(guò)程中容易出現(xiàn)安裝失誤，錯(cuò)將進(jìn)線接反，漏接，螺絲松動(dòng)等問(wèn)題，給維護(hù)、排查故障等工作帶來(lái)了不必要的麻煩。為了解決上述問(wèn)題，經(jīng)過(guò)思考、研究及對(duì)其他臺(tái)站的參考，本著原控制器改動(dòng)最小，使用資金最少，效果最佳的原則，經(jīng)過(guò)精心的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)增益控制器的簡(jiǎn)易改造，圖4是經(jīng)過(guò)改造后的插針式的自動(dòng)增益控制器，避免了接反，漏接，螺絲松動(dòng)等問(wèn)題，簡(jiǎn)易了工作流程。

3.2改造的設(shè)計(jì)工作

3.2.1準(zhǔn)備工具

十字螺絲刀、電烙鐵、焊錫絲、焊錫膏，手電鉆及鉆頭、面包板、記號(hào)筆、插撥式接線端子，針型壓線鉗，撥線鉗，偏口鉗。

3.2.2改造工作簡(jiǎn)介

a.將1A9板上連接到TB1～6端子的引線標(biāo)上記號(hào)；

b.用電烙鐵將已標(biāo)記的引線從TB1～6端子上焊下；

c.用十字螺絲刀將螺絲型的TB1～6端子排拆下；

d.用手電鉆在1A9金屬外殼上按已經(jīng)設(shè)計(jì)好的尺寸打4個(gè)小孔并裝上面包板及焊接插撥式接線端子；

e.將已標(biāo)記的引線依次和插撥式接線端子焊接；

f.將進(jìn)線的U型頭改成針型頭。

圖3　改造前的1A9

圖4　改造后的1A9

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)增益控制器主要用于自動(dòng)調(diào)節(jié)射頻輸出電平的大小來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)射頻激勵(lì)電平，在整個(gè)射頻通路中起著比較重要的作用，其主要特點(diǎn)是通過(guò)控制 PIN二極管 CR1的直流偏置改變其阻抗達(dá)到間接改變射頻增益大小，但自動(dòng)增益控制板上Q3、PIN二極管CR1、光電耦合器4N26等易擊穿元件如果被擊穿只能更換新備件。更換過(guò)程繁瑣，不便于工作順利進(jìn)行。改造后的自動(dòng)增益控制器具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、改造成本低、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，給維護(hù)工作帶來(lái)了很大的方便。不足之處，敬請(qǐng)同行們指正批評(píng)。

參考文獻(xiàn)：

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