TBH―522 型150kW 短波发射机的应用及维护

【关键词】TBH-522型150kW短波发射机 A4音频通路板 控制小盒 LF353N JFET输入型双运放 集成电路 NPN和PNP构成的互补射极跟随器

1 前言

北京广播器材厂在TBH-522型150kW短波发射机的1A8A4音频通路板中，大量运用了LF353NJFET输入型双运放集成电路。音频通路板的主要作用是把从发射机PSM小盒的输入输出板来的音频信号进行初期处理，以利于后期的A/D变换处理。初期处理是将音频信号和一个直流和一个超音频三角波叠加，复合成一个复合信号输出至1A8A6（快速变换器单元）。它还包含有末级帘栅压控制电路、浮动载波电路、2.25MHz时钟发生电路及快速变换器基准电压产生电路等。LF353N集成电路在音频通路板中大部分应用于电压跟随器和信号放大器。

2 介绍LF353N集成电路

LF353N JFET输入型双运放集成电路是把两个通用型运算放大器集成在一个单片上，其特点是：具有增益高，共模抑制比高、共模范围宽、补偿简单、工作稳定，两运放之间温度稳定性好等特点。两运放在各自的输入、输出，电源及校正电容引出端，使用方便。可广泛用于各种模拟运算器，有源滤波器，波形发生器，数据放大器等大量使用运放的场合。

LF353N工作稳定，适用于具有很高放大倍数的电路单元。在实际工作电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。LF353N的内部电路设计简洁，此类电路设计在目前的功率运算放大器集成电路设计中大量使用：输入放大级是由两只P沟道JFET组成的共源极差分电路，并且用镜像恒流源做负载来提高增益；在输入差分放大级和主电压放大级之间是一个由射极跟随器构成的电流放大级，用来提高主电压放大级的输入阻抗和共源极差分电路的负载增益；主电压放大级是一个简单的单级共射极放大电路，为了保证放大器的稳定性，在主电压放大级的输出端到输入差分放大级的输出端加入了一个电容补偿网络，跟补偿电容并联的二极管保证单级共射极放大电路构成的主电压放大级不进入饱和状态工作；输出电流放大级是NPN和PNP构成的互补射极跟随器，两个100Ω的电阻用来稳定输出电流放大级的静态电流，200Ω的电阻用来限制输出短路电流。其电路结构图如图1所示。

3 LF353N在TBH-522型150kW短波发射机中的运用

LF353N JFET输入型双运放集成电路作为线路驱动器主要用在音频信号的控制通路中，如图2。在电路中输入a信号为发射机的音频+直流+三角波的复合信号，在送到U3-LF353N集成电路的3脚“+输入”之前，加了一个允许输入控制，当发射机在正常工作且有功率输出后b信号工作指令低电平，Q16工作在截止状态，信号通过U3射级跟随器送到U2-LM393N比较器的负输入端，开始对a信号进行比较。当音频+直流+三角波的复合信号峰值超过9.2Vp-p时，比较器U2动作，输出低电平，发射机进行切顶的流程，触发降功率电路自动降功率，另一路送到RS触发器，在没有复位信号的时候，点亮面板的降功率指示灯，同时这个指示灯在降功率结束后依然点亮，需要人工复位后才熄灭。当发射机在非正常时工作或者没有功率输出的情况下，b信号工作指令为高电平，Q16导通，将送到U3射级跟随器的a信号接地，确保U2比较器的“-输入”端不受a信号的影响。

4 LF353N电路故障时在TBH-522型150kW短波发射机中的现象和处理方法

4.1 发射机切顶指示故障灯常亮

故障现象：发射机在停机检修后试机，发现过荷保护及PSM控制装置小盒的切顶故障灯常亮，复位后故障等依然常亮。关断发射机的灯丝和风水电源后，将整机低压电源断电1分钟，重新加低压电源后切顶故障消失，等过5、6分钟后故障灯又出现。

故障处理：根据故障现象，可以判断为3种原因，首先是过荷保护及PSM控制装置小盒逻辑错误，更换后小盒后加电故障依然存在；跟换PSM控制小盒A4音频通路板，故障依然存在；用三用表测量PSM控制小盒A4音频通路板集成电路U2-LM393N的5、6、7脚电压，5脚为9.2V，6脚为13.1V，7脚输出为0.13V，说明U2工作正常，比较器的“-输入端”大于“+输入端”，输出为低电平；测量U3-LF353N的1、2、3脚电压，3脚为0.1V，2脚为13.1V，1脚输出为13.1V，说明U2工作不正常，射级跟随器的输出电压应该等于输入电压；跟换一个LF353N集成电路后测量，故障依然不真常；测量其供电电源，8脚为15.1V，4脚为0.17V，4脚供电不正常，应该是-15V负电源；往前测量A4音频通路板的-15V电源通路，测量稳压集成电路U20-7915CT的1、2、3脚的电压，1脚为0V，2脚为0.17V，3脚输出为0.17V，说明U20的输入电源不正常；测量PSM控制小盒的低压电源板，发现稳压管U2-CW7924CK的输出为0V，正常工作为-24V。更换PSM控制小盒的低压电源板后，发射机工作正常。

故障分析：为了更好的判断故障，在检修间搭起了PSM控制小盒的平台，将U3-LF353N的一脚和2脚跳开与管座的连接，单独将集成电路1脚与2脚连在一起，并通过1kΩ的电阻接地，断开PSM控制小盒的低压电源板的-24V后测量，发现切顶的故障信号又出现。查找该集成电路的参数，LF353N的供电是共模输入电压相等的正电源负电源，当负共模电压波动在3V的负电源时，放大器工作在正常放大模式；当负共模输入电压失调，即超过了规定的共模电压的门限，无论是输入是多少，运放将迫使输出到一个高状态，可能导致一个反转的输出阶段。而当共模供电电压恢复正常时，锁存器解锁，因次允许输入信号正常输入，从而LF353N运算放大器工作在在一个正常的运行模式。

维护和改进方法：首先应将原来的PSM控制小盒的低压电源板进行改进，将电压的输出进行监测，用表针或数字表头来指示电压，能减少判断故障的时间；第二是将LF353N集成电路更换成LF353P，经过测试，LF353P在负电源供电电压变化超过门限时，输入电压只要大于负电源电压，输出电压等于输入电压，避免了判断集成电路故障的时间。当发射机开机时，由于切顶故障会动作发射机降功率，所以在加功率时必须功率复位或者按手动升功率，发射机功率才能恢复到正常状态。

4.2 发射机播出时切顶指示故障灯常闪亮

发射机播出时切顶指示故障灯常闪亮，发射机降功率。出现此类故障有两种情况：一是当调制器功率模块损坏超过8块时，（载波功率正常时开通20块，100%调制时开通40块，）为了保证100%调制信号的正常输出，需要将发射机的功率自动降低，载波开通模块数减少，调制开通模块也相应减少，满足100%调制时发射机输出射频信号的波形不发射畸变。第二种是当a信号过大，超过载波电平9.2V时，发射机切顶动作，降低发射机功率，保证调幅信号的正常输出，确保高末电子管的屏级电压不过压保护或者过流保护。

5 总结

我们通过描述LF353N的工作状态和性能，和在TBH-522型150kW短波发射机中的运用和引起的故障描述，提高我们对LF353N集成电路的认识，增强对其在TBH-522型150kW短波发射机中的作用，提高我们对TBH-522型150kW短波发射机的维护能力。

参考文献

[1]黄晓兵等编著.TBH-522型150kW短波发射机维护手册[M].北京：新闻出版广电总局无线局出版，2005.

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