DF100A型100kW短波发射机自动化原理及故障分析

摘 要 DF100A型100kW短波发射机自动化系统，在国家广电总局七二六台运行已经近七年了，它的主要特点是实现自动调谐，减轻了值班员的劳动强度，减少人为操作因素，而且经过不断的改进，工作逐步稳定。本文主要阐述了DF100A型100kW短波发射机自动化的基本原理及常见故障分析。

【关键词】DF100A型100kW发射机 自动化原理 故障分析

1 DF100A型100kW短波发射机自动化系统基本原理

1.1 DF100A型100kW短波发射机自动化系统结构

DF100A型100kW短波发射机自动化系统采用上位机、下位机数据服务器模式，由1台上位机和1台下位机组成一个系统来控制1台发射机。控制室内有1台服务器与上位机相连，上位机不参与控制发射机，只能通过它向下位机提供校时、设置天线、播出语言和向下位机发送发射机运行图。即上位机将节传机房下发的运行图接受后下载到下位机，由下位机对发射机的播音频率进行控制。上位机只监视所有发射机的频率、天线、语言、功率、调幅度以及发射机当前的各级表值，交换机与台内局域网连接，实现数据反馈。DF100A发射机自动化系统框图如图1所示。

1.2 自动化调谐软件实现原理

自动调谐功能是DF100A型100kW短波发射机自动化系统的核心，由高前调谐、高末调谐、高末调载、高末槽路电感前棒、高末槽路电感顶棒、高末槽路电感后棒、谐波滤波器、平衡/不平衡转换器这八路马达及其电路和伺服系统组成，调谐逻辑程序分为高前调谐和高末调谐两大部分，以下详细介绍该系统实现高前调谐、高末调谐的基本原理。

1.2.1 高前调谐

DF100A型100kW短波发射机的高前级采用4CX3000A陶瓷四极管，栅地电路，屏极槽路为并联谐振回路，负载是高末栅极回路，当高前屏极槽路处于正调谐时高前级的效率最高，屏极负载接近于纯阻抗，此时高前的阴流应为最小，高末栅流最大。根据此原理在自动调谐时方法为：计算机粗调+鉴相器调谐+脉冲驱动调谐；实现的步骤为：首先由发射机自动化系统根据计算机数据库中保存的数据（每个波段最少存有3个数据），检查是否有该输入频率的参数，如有则将其自动调出该频率所对应的马达参数并驱动马达到位，如该频率不在数据库中，则根据频率与数据库的对应关系计算出高前相应的位置，使马达初步到位；其次，在有高压时进行下一步调谐工作，由于不使用鉴相器，直接采用计算机脉冲驱动调谐。调谐判断依据是：高末栅流最大，高前的阴流应为最小。通过采用脉冲驱动调谐，最佳调谐点后，高前调谐结束。

1.2.2 高末调谐

DF100A型100kW短波发射机的高末级采用了4CV100000C的电子管，屏极网络则采用了π倒L型的网络，但是需调整元器件较多，有调谐电容和波段电感以及调载电容电感、谐波滤波器和平衡转换器。其中任何一个调谐元器件参数有变化都会影响到高末屏极网络的谐振点，所以自动调谐的核心是要确定怎样的调谐逻辑，然而实现调谐逻辑的关键是怎样判断谐振点。原理上看当高末屏极网络处在谐振点时，高末电子管的负载会接近到纯阻抗，此时高末级的屏流会到最小，帘栅电流则会到最大。就是说中和良好的情况下它在谐振时帘栅流最大和屏流最小会同时出现。因此DF100A自动调谐时的参考点就选择了帘栅流最大时为谐振主要的判断依据，高末屏流最小时为辅助依据。

实现方法分两步走：第一步要初始定位，根据输入的新旧频率来决定，如果输入的频率是已有的频率，同时在计算机数据库中能查到，那就直接调出该频率相对应马达参数并且驱动马达到位；如果输入的频率在数据库中没有存在，系统认为是新频率，会采用折线定位法。第二步是精确定位，运用逐步逼近法，就是在第一步完成后，记下此时的高末帘栅流大小Ig21以及马达位置A，驱动马达转动一步同时记录下高末帘栅流的大小Ig22和马达位置B，比较两者的大小，如是Ig22大于Ig21则方向是正确的，并用Ig22、B的值取代Ig21、A的值，继续同方向驱动马达再转动一步；同样的判断和处理，直到Ig22小于Ig21，这时马达位置A就是高末帘栅流最大位置，这就是高末谐振点的位置，驱动马达到达此处，调谐结束。

图2：高末调载流程图

图2的5.7、5.8是一个经验值，在不同的发射机上不一样，系统中有设置界面的，可根据情况设置。负载阻抗匹配的优劣由高末输出功率的大小决定，当阻抗匹配优时屏极效率最高，高末屏流恰当，且入射功率符合要求；当阻抗匹配劣时情况分为：①高末屏流大，但入射功率不够，负载重；②高末屏流小且入射功率不够，负载轻；因此，将高末屏流大小作为判断高末负载轻重的主要条件，入射功率为辅助条件，高末屏流的大小以经验值作为参考。

方法为两个步骤：初始定位与高末调谐实现方法的第一步一致；第二步根据设定的经验值进行负载校正。实现运行逻辑流程如图2所示。

谐波滤波器和波段电感对每个频率来说都有一个确定位置，当输入一个频率时，计算机都会根据频率与波段电感、谐波滤波器的位置关系自动找到相应点。

以反射功率最小为条件判断反射功率的调整，通过平衡转换器的补偿电容来实现调整。实现方式与高末调谐的基本一致，它寻求的是反射功率的最小点。

2 自动化典型故障分析处理

2.1 调高压超时

故障现象：自动开机，低功率状态，升功率指示灯一直亮，10秒后落高压，升功率指示灯灭，同时报警显示“调高压超时”。

故障分析：自动化开机，只要不是新频率或新天线，都会按设置好的低功率10kV开始调谐。检查高压是否为10kV，如果不是，那么就会升功率，直到自动化读的值为10kV。如果在规定的时间内（10秒）没有升到10kV，自动化会报警显示高压超时故障。

故障原因：①自动化取样正常，检查自动化控制升功率的线路，P32C32板扩展接口板继电器板及相应接线。在半自动界面点“升功率接钮”，看继电器板K7继电器是否吸会，再检查K7输出控制线是否有松动。②自动化高压取样不正常，包括没有取样或取样偏小。在没有取样的情况，有可能取样电阻烧坏或取样线松动，自动化读不到值，判断高压为零，就会一直升功率，当超过10秒，就报高压超时故障。

故障处理：对于取样偏大故障，如果是人为造成的，重新核准自动化表值。如果不是，一般是高压取样通路接触不良。对于没有取样的故障，可以打开2单元的门，合高压用万用表测量取样小接口板J1-5、6端电压，如果电压为零，说明是前级故障；如果有电压，说明是后级故障。检查小接口板滤波墙信号调理板813卡的网线，看是否松动或网线不通。一般是松动的现象比较多，也可能是通路板卡损坏。

2.2 高末调谐超时

故障现象：自动化上高压，10kV调谐高前正常，自动化界面可以看到负载和调谐马达不停转动，20秒后自动化报警显示“高末调谐超时”故障。

故障分析：自动化10kV调谐是依据设置好的高末屏流参数来调整的，当规定调谐的时间（20秒）内没有把高末屏流调整在设定的范围时，自动化报警显示调谐超时故障。故障原因：

（1）调谐或负载马达参数设置不对。当某项显示力度或步长过小时，马达虽能驱动，但每次驱动走的距离太小。如果这时10kV状态下屏流离设定值较远，自动化需很长的时间才能调整到设定值，这有可能超过规定的调谐时间，于是报警显示调谐超时故障。

（2）调谐马达或负载马达线路故障。使自动化的输出信号没有送到相应的马达板，在规定的时间里不能调好高末屏流，于是报警显示调谐超时故障。

（3）屏流不正常。当屏流取样不准或没有时，自动化在规定的时间不能调好高末屏流，于是报警显示调谐超时故障。处理：

（1）重新设置好马达参数。

（2）处理故障马达线路。

（3）校准屏流取样值。

以上是DF100A型100kW短波发射机自动化常见故障，根据分析，

产生此故障的原因可能出现在以下几个部位：

（1）通路板卡损坏。

（2）马达参数设置。

（3）电缆连接故障。

（4） 马达或取样线路问题。

3 结束语

总之，通过对DF100A型100kW短波发射机自动化系统分析，加深了自动化倒频调谐原理的理解及常见故障处理，提升了对发射机的维护能力，便于发射机的可靠稳定的运行。

参考文献

[1]郭宝玺.大功率新型短波发射机射放技术[Z].北京：无线局教育处，1996.

[2]徐帮辉，聂志龙.KT-DF100A型100kW短波发射机自动化系统用户手册[Z].2015.

作者单位

国家新闻出版广电总局726台 云南省宣威市 655400