功放模块的开与关问题的研究

【摘要】

本文介绍了TSD-25DAM全固态中波数字调幅广播发射机的功放模块的开与关问题的研究，解决了功放模块稳定工作的问题，利于有效的解决发射机运行经费。

前言

为了保证发射机安全、正常运行，发射机的可靠性就显得格外重要。TSD-25DAM全固态中波数字调幅广播发射机的系统的模块化结构和高度标准化，使发射机具有较高的可靠性。但是，从管理方面来考虑，与维护队伍技术水平的高低密切相关。前些日子发生这样的事情：我台频率1053kH，上海产TSD-25DAM全固态中波数字调幅广播发射机由于需要，更换了A/D转换板，发射机工作正常。可是，功放模块却经常损坏，有的是一个月损坏一次，有的是一个星期损坏一次，甚至有的是更换后不到一个钟头就损坏。

当时，我们认为功放模块损坏是外部信号引起的，也就是反射波信号对功放模块起作用，功放模块损耗加大，工作不稳定而引起损坏。台里组织技术力量，从天线、统调室、馈线到机器全面检查了一遍，没有发现异常现象。

后来，又回到发射机，查找发射机工作不稳定的因素，检查了输出回路的网络、射频激励信号、驻波比监测、A/D转换器编码脉冲、调制编码清零、B-电源等，我们注意到了A/D转换板，经仔细检查后发现：1053kH发射机的A/D转换板上的相位补偿粗调DIP型开关位置不对。结果功放的开通和关断时间不同，激励电压不同为零，场效应管饱和条件下开关功放导致较大的前后沿损耗，引起功放管损坏。

桥式功放模块最佳切换时刻

数字式调幅发射机是靠增减现用功放数量形成调幅波的，必须准确的选择末级功放通断的时机，才能降低功放的损耗，桥式功放管才能稳定的工作。因此取样脉冲的频率等于射频激励信号或是它的分频。为了避免在场效应管饱和条件下开关功放导致较大的前后沿损耗，一般要求在射频电压为零时开通和关断功放。

桥式功放模块在射频激励信号的正、负两半周都是导通的，所以，对理想的矩形波激励信号来说，要求在电压为零时开关功放是十分严格的，甚至是难以实现的，如果激励信号是正弦波，加上场效应管的开启电压又是大于零，这就使要求的准确性明显下降。我们台使用的发射机上的激励电压峰值是20V的正弦波，MOSFET的型号为IRFP350，其开启电压为3V，则激励电压低于3V的相角为11.5°，也就是说，在每次过零时都有23°范围，功放桥处于截止状态。如图1所示，在这23°内的功放桥切换是最佳切换时刻，我们称之为零激励切换功放。

A/D转换的延时

从引入取样控制信号到完成A/D转换并输入到调制编码板锁存，其经历的过程如下：

30+500+300+60=890 μs

模数转换时间为890ns，也就是A/D转换延时时间。

中波广播波段的频率为526.5~1606.5kHz。取样控制信号用射频—分频的端频为525kHz和820kHz。取样控制信号用射频二分频的端频为820kHz和1400kHz，其二分频既410kHz和700kHz。取样控制信号用射频三分频的端频是1400kHz和1605kHz，其三分频即457kHz和535kHz。

各端频通断偏离零激励点的时距取决于n倍射频周期（n为分频次数）和产生选通脉冲延时（890ns）的差距。例如射频为525KHz时：

也就是射频为525kHz时，偏离时距为1.015μs，偏离角为191.8°，而180°也是零激励点，因此偏离零激励点的相角为11.8°。功放桥激励电压低于3V的相角为11.5°，相差为0.3°。可以看出功放通断点和零激励点不重合，通常，只要求通断点落在零激励区间内即可，要达到这一要求，必须取样控制信号进行预补偿。

相位补偿措施

相位补偿措施分为粗调和细调两种。

粗调补偿：跳线器P11A和P11B，如图2所示：

A/D转换板上有两个高频取样输入，一个是高频激励分配器来的信号，从J3-1和J3-2的取样输入。另一路来自功率合成器的输入取样，经J8-1和J8-2送到R-L-C输入网络，该网络对530KHZ具有90°相移，跳线器P11A和P11B可以接成1接2，3接4，也可接成1接3，4接2。两个取样在R62上矢量相加，在通带的低端产生±15°相位差。

高频输入到宽带环型高频变压器T1的初级绕组。电阻R18和一个由DIP型开关S1决定的L-C网络提供可调的相移，相移大小取决于载频。这就是相位补偿措施粗调电路。

相位粗调后，送到分频器D29。它是可预置4位二进制计数器，可通过非门D12b或D12c对计数器进行预置，以选择2分频或3分频。当载频≦820kHz时，跳线器P10的1和3相连；当载频为820kHz<载频<1400kHz时，跳线器P10的1和4相连，2分频输出；载频为≧1400kHz时，跳线器P10的1和2相连，3分频输出。

由分频器来的信号一路经C106到V9基极。如图3所示。

C106和RP78、R79组成微分电路。其脉冲宽度由RP78调整，宽度在20~50ns之间，用于零切换微调。这粗调和微调两种相移相结合便于调整A/D转换器编码脉冲与射频功放栅极控制信号之间的相位关系，实现过零切换达到降低射频功放损耗的要求，是功放模块长时间使用不坏的关键技术。

小结

DIP型开关恢复正常后，经过实际使用，工作正常。功放模块稳定可靠，使用半年多，没损坏过功放模块。所以不要随意拨动DIP型开关，更不要随意拨动可调电位器。■