谈谈DAM中波发射机的模拟输入电路

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谈谈DAM中波发射机的模拟输入电路
作者:崔天岁
来源:《科技信息·下旬刊》2018年第03期
摘要:模拟输入电路是DAM中波发射机的音频信号处理电路和功率控制电路。

它输出“音频+直流”信号至模数转换电路,“音频”信号用于控制发射机的条制度,“直流”分量用于控制发射机的载波功率。

本文对模拟输入电路的工作原理和故障处理进行了总结分析。

关键词:阻抗变换;数控衰减;BCD码
一、模拟输入电路的工作原理
DAM中波发射机的模拟输入电路包括进行音频信号优化校正的贝塞尔滤波器电路,音频信号输入平衡不平衡阻抗变换电路,进行功率调整的浮动载波设置电路,模拟乘法器功率补偿电路,用于功率控制的数字控制衰减器电路,音频末级处理电路,电源和B-控制电路。

1、贝塞尔滤波电路。

贝塞尔滤波电路由无源元器件电感、电容、电阻组成。

贝塞尔滤波器在不引入失真的前提下滤除高于音频信号带宽频率的杂音。

发射机在10kHz的音频响应将降为0.9分贝以下,当音频处理器的输出阻抗与滤波器的阻抗匹配时,方波信号的过调失真将最小。

模拟输入电路有三组音频输入端子,分别对应输出阻抗为600Ω或更高,150Ω至600Ω之间和50Ω。

每组根据不同的信号源输出阻抗对应接在不同的串联电阻网络上,避免当信号源的阻抗高于输入电路的阻抗时,产生过调失真,或因信号源的阻抗低于电路的输入阻抗时引起高频响应发生变化。

2、阻抗变换放大器。

阻抗变换放大器组合电路用来实现输入信号从平衡输入到不平衡输出的转换,并对输入信号中的杂音电平起共模抑制作用。

来自贝塞尔滤波电路的两路音频输入信号通过电容耦合到输入电路中,经过两组双向二极稳压管和串联电阻组成输入保护电路,输入至两个同相放大器的输入端,两个同相放大器具有相同的增益,通过电位器可以调整增益控制输入信号以-10dB~+10dB变化。

同相放大器输出信号通过一个分压电阻网络后进入缓冲放大器,它的增益为2。

当发射机是100%的正弦波调制时,缓冲放大器音频信号的直流分量幅度约为1.5VP~P。

3、最大功率调整电路。

通过调整最大功率调整电位器给音频信号加入一个直流分量,设置发射机的最大载波功率。

直流电压经电位器调节后和音频信号相加,送至增益为负1的差分放大器的同相输入端,差分放大器的输出端输出的信号将是负的“音频+直流”信号。

相对于最大载波功率设定,当调制信号为零、载波功率为10kW时,同相输入端可测到约-0.7V电压。

100%调幅时,同相输入端是一个带有-0.7V直流分量的3VP~P左右的音频电压信号。

4、模拟乘法器功率补偿电路。

模拟乘法器采用集成电路AD534,用于补偿功放电压
+230VDC电源变化和减小电源哼声及杂音。

“音频+直流”信号和电源取样电压分别送入差分放大器的两个输入端。

当功放电压+230VDC的采样信号升高时,模拟乘法器的输出信号将会降低。

相反若功放电压采样信号降低,模拟乘法器的输出信号升高,从而使“音频+直流”中的直流分量保持恒定。

正常输入的固定电源取样电压为5.1V,正常情况下模拟乘法器的输出为(音频+直流)×K/5.1(K为标度因子,由模拟乘法器输入电阻决定)。

电阻和二极管组成保护电路防止电源取样变得太低或电源取样故障时避免发射机的输出功率增加过大。

5、功放电源采样电路。

模拟乘法器输入的功放电源采样电压来自熔断器组件板上的功放电源采样,采样信号通过扼流圈进入模拟信号输入电路,扼流圈消除由熔断器组件板与模拟输入板之间信号连接线所感应的噪声,低频失真的优化滤波由电容和电阻构成的优化滤波器完成。

6、数字控制衰减器电路。

集成电路AD7525是一个3位半数字控制电位器(衰减器)。

来自控制电路的12位的BCD码送至数字控制衰减器。

BCD码功率控制信号由控制电路产生,BCD码功率控制数据贮存在TTL锁存器中,锁存器的“复位”端和“时钟”端并联,分别受同一信号控制。

贮存在锁存器的数据随着锁存器的时钟输入逻辑电平由低到高瞬时变化。

锁存器将某个时刻输入端数据信号送到输出端,并且此数据将保持到锁存器被“复位”或在下一个正沿触发时输入端发生变化,此时新的数据产生。

数字功率控制逻辑电平输入信号为逻辑“零”时,接近0V电压,在逻辑“1”时,接近+15VDC。

数字控制衰减器输出的信号经过运算放大器进行缓冲放大。

运算放大器的输出信号为数字控制衰减器输入信号的0.000至0.999倍。

运算放大器的直流分量决定了发射机的最大输出功率,音频分量决定了发射机的调幅度。

在10kW 和100%调制时,“音频+直流”输出信号将有2VP~P音频分量,同时具有-0.5V左右的直流分量。

降低发射机输出功率时,音频分量和直流分量都随之降低。

7、音频末级处理电路。

音频末级处理电路主要由一个差分放大/反相器构成,输出的信号为“音频+直流+抖动”。

数字控制衰减器输出的“音频+直流”输出信号送入差分放大/反相器,具有2倍增益。

“音频+直流”信号和一个低电平72kHz的“高频抖动”信号分别送至差分放大器的输入端,差分放大器输出信号被送到发射机的模数转换电路。

对于10kW功率输出、100%调制的情况,差分放大器输出的“音频+直流”信号将为-3VDC左右电压,同时具有3VP-P音频电压,一个很弱的72kHz“高频抖动”分量将叠加在音频信号上。

模拟信号到数字信号转换过程中有一个固有的±1个数字单位量的不确定性。

当输入的模拟信号变化时,由于这个不确定量,在两个阶梯之间可能存在一个落后或超前的开关动作。

这可能会产生一定量的低电平驻留噪声。

“高频颤动”振荡器电路能通过引入一个小信号72kHz的三角波在输入信号中使驻留噪声最小。

这个信号的频率将在音频范围之外,同时信号足够小,因此它可在带通滤波器和输出网络中被衰减掉。

8、电源和B-控制电路。

模拟输入电路的电源电压是非稳压的+22VDC和-22VDC,通过稳压块稳压输出-15VDC和+15VDC电压,同时通过稳压二极管输出+5VDC电压,稳压器电路也
给出电源故障信号,通过控制电路接在LCD触摸屏上作故障指示。

直流B-电源提供一个调制B-“偏移电压”给PA模块,用于补偿PA模块开启/关闭数量的变化,通过调整电位器来调整输入到数字控制衰减器运算放大器的直流补偿量,以改变送到直流B-电源的负“音频+直流”信号的大小。

二、故障寻找与解决
用示波器或万用表观察电路各级的信号波形和电压,可以大至找出模拟输入电路的大多数故障,(测试正弦波的幅度时,应为100%调制时正常情况所需的电平)。

1、差分放大器的输入端有“音频+直流”信号,而数字控制衰减器输出端无信号。

逐级检查各级运算放大器的输入端和输出端的“音频+直流”,检查哪级运算放大器存在故障。

也可能有以下几种原因导致:来自控制电路的 BCD码(二~十进制码)控制信号都是零,用示波器或电压表检查来自控制电路的输入功率控制信号,如果输入信号全部是低电平,则没有功率控制信号输入;测量模拟输入电路的数据清零输入端电平,如果是低电平表明来自控制电路的指令数据锁存器被清零,即为复位清零过程;测量模拟输入电路的数据选通脉冲,如果BCD数据、数据清零低电平和从控制板来的数据选通H高电平信号都正常,但存在一个或两个锁存器的输出端无信号,则可能是锁存器失效。

2、在步进增高或降低功率时,有不连续现象。

这种情况可能表明有些二进制位或十进制位在BCD码控制信号中有不变化的情况,或有一个或多个模块失效。

在不同的功率电平下检查模拟输入电路BCD码每一位的逻辑电平值。

3、+15VDC或-15VDC故障。

检查±22VDC非稳压输入电压,寻找稳压电源故障首先要检查输入保险管,如果保险管开路,则尝试更换一个新的保险管,如果稳压集成块、晶体管或齐纳二极管有问题,保险管将再次熔断,测量供电电源的对地电阻,如果对地电阻非常低,需要逐个去掉与故障电源有关的集成电路和相关器件,找出短路原因。

结束语:
模拟输入电路的结构比较复杂,出现故障的几率比较高,故障解决比较麻烦。

本文的总结分析是在结合实际的使用情况上总结的,希望可以为同行带来帮助。