外电波动引起COM―500B―1型宽带功率放大器保护的分析

2019-06-16 版权声明 举报文章

外电波动引起COM―500B―1型宽带功率放大器保护的分析

摘要:文章简单介绍了TSW2500型发射机上所使用的COM500B-1型宽带放大器基本原理,以及在外电闪落的情况下,其自保故障现象及故障原理分析。

关键词:TSW2500型发射机;COM500B-1型宽带放大器

1引言

在宽波段工作范围内能采用自动调谐技术是现代通信的发展的趋势,以方便快速更换工作频率。为了能够达到快速切换频率的要求,可以在发射机的中间各级采用宽带功率放大器,它不需要调谐回路,就能在很宽的波段范围内获得线性放大。一般来说,宽带功率放大器适用于中小功率级。作为大功率短波发射机由于工作频率宽,频率高,输出功率大,目前实现全机的宽频带放大在技术上还达不到。但对于高前级由于所需的输出功率小,现在都采用宽频带放大器作为推动级。宽频带放大器的使用减少了整机的调谐回路,降低了机器的复杂程度,简化换频程序,有利于机器的稳定,既提高可靠性,也使体积大大减小。

2COM-500B-1型宽带功率放大器基本原理

目前,瑞士进口的TSW2500型发射机,其推动级使用COM500B-1型宽带放大器,是一个固态线性功率放大器,由美国LAMBDA RF SYSTEMS公司出品。宽带放大器作为前级电子管CTK12-1的预放大器,其最大线性输出功率为500W,利用风扇进行强制风冷,所需48V直流电源由电源模块PS 148A提供,110V/220V AC交流供电转换为48V DC为功率模块供电。由稳压器产生15V电压为驱动模块和控制系统供电。COM500B―1型宽带放大器方框图及供电系统,如图1所示。

在驱动级射频输入信号增益为45dB。通过一个功率分配器送给两个相位差为1800、功率为300W的功率模块。两个功率模块送出的信号合成,通过低通滤波器,送到驻波比检测器监测。功率模块有温度保护,如果温度过限,到驱动模块的输入功率将自动降低。如果负载的驻波比过限,也将自动降功率。这两种宽放保护系统决定了如果系统过载时,宽放将降功率和断激。

3COM-500B-1型宽带功率放大器保护电路分析

3.1 COM-500B-1型宽带功率放大器自保故障现象与原理分析

在发射机的日常维护工作中,我们发现,在外电突然闪落的情况下,重新加高压,经常遭遇宽带放大器故障问题。故障现象主要有以下两种。

3.1.1宽放无输出功率

故障现象如下所述:发射机倒频后,加高压,高前屏流IaV1彩条升到0.5A左右后停止,其他彩条没有显示,马达MP02不停调谐,无法找到调谐点。RFAT逐渐变小,直至变为0。最后,发射机会显示前级调谐失败告警。(原因分析:此故障为宽放电源自保无输出使激励信号无法送到高前极,高前无栅流。A297检波器无法检测出正常信号,使PREV-T变压器前级信号为低电平,使Va-EN为低电平,禁止上高压。使FVAEN为低电平,KM62不吸合,帘压加不上。)

3.1.2宽放输出功率不足

故障现象如下所述:发射机机加高压,无法达到额定功率,只能加到250KW左右,显示器显示“升屏压停止”,高末栅流等彩条偏小,自动调谐已结束。手动调谐无效,功率仍旧升不上。特殊情况下,发射机可以升至500Kw额定功率,但是表值异常,RFAT量偏小,可至10以下,宽放电流明显小于正常值。

以上故障现象均由宽放保护逻辑电路产生ALC驱动电压引起的,下面对其电路做以具体分析,其原理如图2所示。

两块300W功率放大模块的输出信号在功率合成器T1中叠加。电阻R1用于平衡功率合成T1的两路输入信号。T2是变比为2:1的变压器,将T1的输出阻抗由25Ω变为50Ω,然后将功率合成信号送至驻波比检测单元。

VSWR检波器示意如图3所示中的T1是一个电压互感器,入射电流和反射电流分别流过R5和R6。可调电容器C3~C4用来进行平衡校正,二极管(IN4148)CR和CR6构成检波器。入射电压和反射电压分别送至控制器电路,然后将驻波比信息送至微处理器,最后产生ALC控制电平。

增强型N沟道MOS场效应管Q2(MRF150,检修维护过程中要有防静电措施)外接48V偏置电压,集成运放U1(MHW592)外接28V的偏置电压。另外,FET晶体管外接稳定的5V偏置电压。因此,通过控制FET晶体管的偏置电压的开和关可以很简单地控制FET的导通和截止。晶体管Q1是专门用来控制偏置电压的切换的。驱动电平控制是通过控制流过PIN二极管CR1的电流的方式来实现的。同时,也就实现了对U1输出的射频信号强度的控制。这样,控制器单元就可以根据温度保护电路、VSWR保护电路取样回来的信号决定驱动电平是否消减。

宽频集成运放U1具有35dB的增益,射频信号经过其放大后送至Q2,Q2再将射频信号进行放大。放大后的射频信号由同相功率分配器T4分解为幅度、相位都相等的两路射频信号。这两路信号再作为功率放大模块的驱动信号。

3.2 VF和VR的零位调整

(1)在COM 500B-1型射频宽放的射频输出端外接一个50 Ω的负载。利用频率合成器将一个20MHz的射频信号送至射频宽放的射频输入端,逐步增加射频输入信号电平,直至宽放的功率指示表显示为300W为止。

(2)使用示波器测量控制器电路板中的U6C的管脚8的电压。调整VSWR检波器的可调电容C3,直至输出信号电压最小(峰值低于0.5V)。

(3)将VSWR检波器的输入输出信号线交换连接,利用示波器测量U6D的管脚14的电压。调整VSWR检波器的可调电容C4,直至输出信号电压最小(峰值低于0.5V)。

(4)恢复VSWR检波器的信号线。

4结语

关于COM-500B-1型宽带功率放大器保护电路简单分析到此。关于宽放的故障还有很多,入宽放输入保险爆、输出短路等,这里就不再陈述。宽放自保故障一般没有报警,根据故障现象凭经验可以判断,并与频率合成器加以区分(频率合成器故障时发射机有故障提示),一般重启宽放后即工作正常,如若不行则需更换宽放。

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