DF500A型短波发射机调谐系统原理与故障分析

【摘要】调谐系统是DF500A型短波发射机最重要的系统之一，对于整机的稳定和安全播音有重要意义。本文主要介绍DF500A型发射机调谐系统原理，并对两个常见故障进行分析，提出维护和改进建议以供同行参考。

【关键词】DF500A；短波发射机；调谐系统；马达驱动

1.引言

国产DF500A型500kW短波发射机通过调谐系统调整射频系统的可变电容和电感，使射频系统工作在最佳阻抗匹配状态，是发射机换频操作必经的步骤，也是整个发射机动作最频繁的系统之一，因此，它的可靠性直接影响安全播音。本文重点对整个调谐系统原理进行分析，为深入理解调谐系统和日常维护提供参考。在此基础上，结合调机和维护经验针对常见的两个故障进行分析，并提出维护和改进建议。

2.调谐系统原理

DF500A型短波发射机调谐系统包括调谐控制和马达驱动两大部分，如图1所示为整个调谐系统方框图。

2.1 控制系统

控制系统主要由调谐控制器、手动调谐套箱、信号分配板（A14）、马达到位检测板（A5）和马达位置电源（PS2）组成，PS2为控制系统提供12V电源，其他几部分的原理及作用为：

2.1.1 调谐控制器

调谐控制器是发射机核心控制的一部分，主要由通信模块（ARM1）、调谐模块（ARM2）组成。通信模块负责与上位机、调谐板进行通信，协调控制发射机开关机、调谐以及状态信息、报警上传。调谐模块负责调谐和与逻辑控制器进行通信，接收通信模块的指令，通过A/D板（A11）采集马达实际位置，通过D/A板（A12）控制发射机进行调谐。

调谐控制器和逻辑控制器在一个自成一体的插箱内，输入板（A18）、输出板（A15）分别用于从调谐控制器接收、向发射机发出逻辑控制指令。

2.1.2 手动调谐套箱

手动调谐套箱用于手动调节各路马达位置，面板上有13路旋钮、手动/自动切换开关、调谐允许按钮。旋转旋钮，可以改变其输出电压，范围-10V～+10V。当切到手动位置时，调谐旋钮电压用做控制信号，此时若按下调谐允许按钮，调谐系统会根据每个旋钮刻度调整马达位置。

2.1.3 信号分配板（A14）

该板的主要作用有两个：1、将PS2提供的±12V转化为马达位置检测所需的±10V；2、将马达实际位置信号分别反馈给马达驱动板和调谐控制器。

2.1.4 马达到位检测（A5）

该板输入端为13路马达到位信号。输出为马达全部到位信号，高电平有效，共分两路：一路反馈给逻辑控制器；另一路送给手动调谐套箱，用于控制允许调谐指示灯。当13路马达全部到位时，输出显示高电平。当输入端有任一路马达未到位（低电平）时，输出端输出低电平，手动调谐套箱允许调谐指示灯亮。

2.2 驱动装置

马达驱动部分包括调谐电源（PS8）、马达驱动板（DMP）和马达装置三部分，其中调谐电源的作用是为马达驱动板提供±32V直流驱动电源，电源通断（KM12、KM13）受逻辑控制器控制。

2.2.1 马达驱动板

图2所示为马达驱动板简图，由图中可以看出输入信号有两个分别是：马达随动电位器（R0）抽子电压Ui1和调谐控制电压Ui2，U1，U2，U3共同组成的三运放差分放大器，具有高输入阻抗、高共模抑制比等特点，R2=R3，R4=R5=R6=R7，所以U3的输出为。大电流、高功率集成运放OP512（U4）和电路组成同相运算放大器，其作用是给调谐电机提供足够的驱动功率。K1是一个普通继电器，吸合电压为±13V，释放电压为5V，一组常开接点连接到位检测板。DS1、DS2为正转、反转指示灯。

Ui1和Ui2的电压差V，经过OP512放大后，输出±28V直流电压，使伺服马达M正、反转。马达动作时K1处于吸合状态，马达到位检测板输入低电平，表明此路马达未到位，允许调谐指示灯亮起，随着Ui1向Ui2靠近，当V=0时，输出电压为零，同时K1断开，马达到位检测板输入变为高电平，允许调谐指示灯熄灭，表明马达已经到位。

2.2.2 马达装置

马达装置如图3所示，马达装置位于调谐系统末端，R0为随动电位器，随着马达转动，抽子（2）电压在-10V～+10V间变化，反映电机当前位置。S1和S2为限位开关，在到达机械限位时断开电机电源。当电机限位时，R1、R2和CR3、CR4提供电源旁路，R1、R2用作限位负载，CR1、CR2作用是当限位后为马达反向转动提供直流通路。

未限位时电机正转，U45=28V，此时电流通路为28V4S2S1M5GND。当马达到达正转限位后，开关S1动作，此时电流通路为28V4S2R2S15GND，此时R2代替马达成为直流负载，马达停止转动。此时若想反向转动，即U45=-28V，此时电流通路为GND5MCR2S24-28V，马达反方向转动，S1释放，马达M上电流运动轨迹恢复正常。

反转过程和正转过程相似，反转限位后S2动作，R1作为直流负载。

2.3 调谐流程

根据运行图使用频率，先用人工的方法把发射机调整到调谐点上，并将各表值和调谐点的位置，在上位机内存储为预置信息。

开始倒频：①上位机将预置信息下发到调谐控制器。②调谐控制器向逻辑控制器发送启动调谐指令，同时通过D/A板，将马达预置位置信息转换为控制信号，并将控制信号送到对应马达驱动板。③逻辑控制器控制KM12和KM13吸合，PS8为马达驱动板提供±32V直流电。④如果当前马达位置与预置位置不同，马达驱动板V≠0，输出±28V，控制马达正转/反转。此时A5板输出低电平，允许调谐指示灯亮起。⑤马达位置通过A14实时反馈给调谐控制器，检测到马达到达预置位置后，通过逻辑控制器释放KM12、KM13，断开调谐电源。此时A5板输出高电平，允许调谐指示灯熄灭，粗调完毕。

3.常见故障分析及建议

3.1 常见故障一

现象：允许调谐指示灯不灭。

分析：导致这类故障的主要原因是某一路马达及其所带动的元件阻力过大，使马达负载过大，马达停转，此时马达驱动板输入电压差V≠0，K1不能释放，马达到位监测板输出低电平所致。

解决方法：通过查看马达驱动板转动指示灯DS1和DS2，确认是由哪一路马达不到位引起，然后手动转动该路的调谐电位器旋钮，使V减小，OP512输出电压减小到K1释放电压后，调谐灯自然就会熄灭。

维护要点：经常清洁机械传动装置，以减小传动阻力，减小马达负载。

改进建议：马达驱动放大板DMP01～13共13块，安装在控制机箱内，当调谐驱动系统出现故障时，为了快速判断是哪一路马达故障，必须从马达驱动板间隙中观察DS1（或DS2）指示状态。不利于故障快速定位，对安全播出极为不利。为了快速判断调谐驱动系统故障，将13块驱动板上的指示灯DS1和DS2并接到发射机的控制面板上，这对故障判断能节省许多时间，提高效率。

3.2 常见故障二

现象：未到调谐位置，提前限位。

分析：马达机械限位拨片位于马达装置随动电位器转轴与马达转轴之间，如图4所示。通过前面的分析可知，马达转到行程两端时会触动S1/S2，切断马达电源，限制马达行程。因为经常使用使拨片松动，导致跳过拨片卡子，从而使马达行程变短，提前限位无法到达调谐位置。

解决方法：松开限位拨片紧固螺丝，调整拨片间距，既不能过松又不能过紧，过紧容易造成阻力过大，也会提前限位。

维护要点：要经常注意调整限位拨片间距，经常紧固固定螺丝，防止使用中意外松动。

改进建议：机械限位仅在马达转到可调元件行程两端时才发挥作用。可调元件行程一般为450～7800左右，通过分析系统预制调谐数据，在全频段内13路调谐元件最大使用范围为510～7300，所以在自动调谐时，不需要机械限位。而在手动调谐时，只需要限制手动调谐套箱输出电压即可达到保护传动的目的。而由于机械限位拨片的存在，一方面会导致上述故障出现；另一方面会增大转动阻力，也容易造成故障一。

基于上述分析，去掉机械限位并不会影响调谐，反而能减少故障率。将马达装置的机械拨动开关（S1，S2）更换为继电器，同时为随动电位器输出电压添加检测电路，电压范围设定为可调器件行程两端对应位置电压，当超出电压范围时控制继电器吸合，起到机械限位同样的作用。

4.总结

2024台四部DF500A调试一年多时间以来，由于调谐系统引发的停播占了很大比重，也是日常检修维护的主要内容，有很多地方值得研究改进，希望以上所述，能给同行技术人员提供参考。

参考文献

[1]李翰逊.电路分析基础（第三版）上册[M].高等教育出版社，1978，7.

[2]刘洪才.现代中短波广播发射机[M].中国广播电视出版社，2003，1.