摘要:文章簡單介紹了TSW2500型發射機上所使用的COM500B-1型寬帶放大器基本原理,以及在外電閃落的情況下,其自保故障現象及故障原理分析。
關鍵詞:TSW2500型發射機;COM500B-1型寬帶放大器
1引言
在寬波段工作范圍內能采用自動調諧技術是現代通信的發展的趨勢,以方便快速更換工作頻率。為了能夠達到快速切換頻率的要求,可以在發射機的中間各級采用寬帶功率放大器,它不需要調諧回路,就能在很寬的波段范圍內獲得線性放大。一般來說,寬帶功率放大器適用于中小功率級。作為大功率短波發射機由于工作頻率寬,頻率高,輸出功率大,目前實現全機的寬頻帶放大在技術上還達不到。但對于高前級由于所需的輸出功率小,現在都采用寬頻帶放大器作為推動級。寬頻帶放大器的使用減少了整機的調諧回路,降低了機器的復雜程度,簡化換頻程序,有利于機器的穩定,既提高可靠性,也使體積大大減小。
2COM-500B-1型寬帶功率放大器基本原理
目前,瑞士進口的TSW2500型發射機,其推動級使用COM500B-1型寬帶放大器,是一個固態線性功率放大器,由美國LAMBDA RF SYSTEMS公司出品。寬帶放大器作為前級電子管CTK12-1的預放大器,其最大線性輸出功率為500W,利用風扇進行強制風冷,所需48V直流電源由電源模塊PS 148A提供,110V/220V AC交流供電轉換為48V DC為功率模塊供電。由穩壓器產生15V電壓為驅動模塊和控制系統供電。COM500B—1型寬帶放大器方框圖及供電系統,如圖1所示。
在驅動級射頻輸入信號增益為45dB。通過一個功率分配器送給兩個相位差為1800、功率為300W的功率模塊。兩個功率模塊送出的信號合成,通過低通濾波器,送到駐波比檢測器監測。功率模塊有溫度保護,如果溫度過限,到驅動模塊的輸入功率將自動降低。如果負載的駐波比過限,也將自動降功率。這兩種寬放保護系統決定了如果系統過載時,寬放將降功率和斷激。
3COM-500B-1型寬帶功率放大器保護電路分析
3.1 COM-500B-1型寬帶功率放大器自保故障現象與原理分析
在發射機的日常維護工作中,我們發現,在外電突然閃落的情況下,重新加高壓,經常遭遇寬帶放大器故障問題。故障現象主要有以下兩種。
3.1.1寬放無輸出功率
故障現象如下所述:發射機倒頻后,加高壓,高前屏流IaV1彩條升到0.5A左右后停止,其他彩條沒有顯示,馬達MP02不停調諧,無法找到調諧點。RFAT逐漸變小,直至變為0。最后,發射機會顯示前級調諧失敗告警。(原因分析:此故障為寬放電源自保無輸出使激勵信號無法送到高前極,高前無柵流。A297檢波器無法檢測出正常信號,使PREV-T變壓器前級信號為低電平,使Va-EN為低電平,禁止上高壓。使FVAEN為低電平,KM62不吸合,簾壓加不上。)
3.1.2寬放輸出功率不足
故障現象如下所述:發射機機加高壓,無法達到額定功率,只能加到250KW左右,顯示器顯示“升屏壓停止”,高末柵流等彩條偏小,自動調諧已結束。手動調諧無效,功率仍舊升不上。特殊情況下,發射機可以升至500Kw額定功率,但是表值異常,RFAT量偏小,可至10以下,寬放電流明顯小于正常值。
以上故障現象均由寬放保護邏輯電路產生ALC驅動電壓引起的,下面對其電路做以具體分析,其原理如圖2所示。
兩塊300W功率放大模塊的輸出信號在功率合成器T1中疊加。電阻R1用于平衡功率合成T1的兩路輸入信號。T2是變比為2:1的變壓器,將T1的輸出阻抗由25Ω變為50Ω,然后將功率合成信號送至駐波比檢測單元。
VSWR檢波器示意如圖3所示中的T1是一個電壓互感器,入射電流和反射電流分別流過R5和R6??烧{電容器C3~C4用來進行平衡校正,二極管(IN4148)CR和CR6構成檢波器。入射電壓和反射電壓分別送至控制器電路,然后將駐波比信息送至微處理器,最后產生ALC控制電平。
增強型N溝道MOS場效應管Q2(MRF150,檢修維護過程中要有防靜電措施)外接48V偏置電壓,集成運放U1(MHW592)外接28V的偏置電壓。另外,FET晶體管外接穩定的5V偏置電壓。因此,通過控制FET晶體管的偏置電壓的開和關可以很簡單地控制FET的導通和截止。晶體管Q1是專門用來控制偏置電壓的切換的。驅動電平控制是通過控制流過PIN二極管CR1的電流的方式來實現的。同時,也就實現了對U1輸出的射頻信號強度的控制。這樣,控制器單元就可以根據溫度保護電路、VSWR保護電路取樣回來的信號決定驅動電平是否消減。
寬頻集成運放U1具有35dB的增益,射頻信號經過其放大后送至Q2,Q2再將射頻信號進行放大。放大后的射頻信號由同相功率分配器T4分解為幅度、相位都相等的兩路射頻信號。這兩路信號再作為功率放大模塊的驅動信號。
3.2 VF和VR的零位調整
(1)在COM 500B-1型射頻寬放的射頻輸出端外接一個50 Ω的負載。利用頻率合成器將一個20MHz的射頻信號送至射頻寬放的射頻輸入端,逐步增加射頻輸入信號電平,直至寬放的功率指示表顯示為300W為止。
(2)使用示波器測量控制器電路板中的U6C的管腳8的電壓。調整VSWR檢波器的可調電容C3,直至輸出信號電壓最?。ǚ逯档陀?.5V)。
(3)將VSWR檢波器的輸入輸出信號線交換連接,利用示波器測量U6D的管腳14的電壓。調整VSWR檢波器的可調電容C4,直至輸出信號電壓最?。ǚ逯档陀?.5V)。
(4)恢復VSWR檢波器的信號線。
4結語
關于COM-500B-1型寬帶功率放大器保護電路簡單分析到此。關于寬放的故障還有很多,入寬放輸入保險爆、輸出短路等,這里就不再陳述。寬放自保故障一般沒有報警,根據故障現象憑經驗可以判斷,并與頻率合成器加以區分(頻率合成器故障時發射機有故障提示),一般重啟寬放后即工作正常,如若不行則需更換寬放。