电子管发射机.pdf

比较经济的方法是将原有多级 电子管韵发射机改造 成单电子管发射机 这样 除了提高可靠性外 还为 今后发射机升级到数字电视发射打下 良好基础 几年来 江苏太仓电视台陆续 引进了三台意大 利泰克诺广电设备公司 T e c h n o s y s t e m S P A 的发射 机 其中 S A V S A U系列中间级固态放大器 结构简 洁 可靠性高 使用 已逾万小时无故障 下文详细介 绍了该系列放大器的内部结构 供国内发射机生产 厂和电视台参考 2 综述 S A V S A u型固态放大器系列 为宽带放大 覆盖 全部 或 V波段 采用 4 单位 l 9 英寸国际标准 机 箱 产 品 系 列包 括 3 0 W 5 0 W I O O W 2 0 0 W 3 0 0 W 5 0 0 W 和 6 0 0 W 功率等级 可以作为前级放大 器 也可作为小功率固态发射机的末级放大器 放大 器的型号 设计参数如表 1 表 2 表 3 所示 表 1 型号 功率 工作带宽和放大方 型号 功率 W 工作状态 频率 S A Ul 3 3 0 A类 U HF S A V S A Ul 5 5 0 A类 V H F U H F S A V S A U 2 1 1 0 0 A类 V H F 1 J H F S A V s A U 2 2 2 0 0 A类 V H F U HF S A U 2 3 3 0 0 A B类 U H F S A V 2 5 5 0 0 A B类 V H F S A V S A U 2 6 6 0 0 AB类 V H F U H F 放大器主要由射 频功放电路 显 示和控 制板 B l i E板 接 口板 D C DC开关电源组成 在放大器 表 3 功耗 黑电平 外形尺寸 重量 输出接头 功率 外型尺寸 重量 型号 W 高 宽 深 k g 输 出接头 S A U l 3 2 0 0 l 3 3 x 4 8 2 6 1 0 2 2 N型 1 3 3 4 8 2 6 1 0 S A V S A U1 5 3 0 0 2 2 N型 1 3 3 4 8 2 6 1 0 S A V S A U 2 l 6 呻 1 7 7 x 4 8 2 x 6 1 0 3 2 N型 s A V s A U 2 2 1 2 0 0 1 7 7 x 4 8 2 x 6 1 0 4 5 N型 S A V 2 3 6 呻 1 7 7 x 4 8 2 x 6 1 0 3 2 N型 S A V 2 5 1 0 0 0 l 7 7 x 4 8 2 x 6 1 0 4 0 N型 S A V S A U2 6 1 2 0 0 l 7 7 x 4 8 2 x 6 1 0 4 5 型 系列中 除了功放模块由于功率和频率各不相 同之 外 采用相同的显示和控制板 接 口板和电源 功放模块使用市售的通用大功率管 如美 国摩 托罗拉公 司等的水平双极型 P 1 1 大功率管和功放 模块 例如 T P V 8 1 0 O B 1 5 0 W X F A 8 1 8 0 B 1 8 0 W 在 V H F波段放大器中采用 飞利浦公司的金属氧膜绝 缘场效应管 MO S F E T 如 B L F 3 4 8等管子 B I T E板 由微处理 器检测放大器 的 作状态并 维普资讯 皇 r与主毫车 专 电视技术 1 9 9 9 年 4月总第2 0 2 期 对过流 过压 过热 驻波 比情况进行保护 并在面板 上显示电流 电压 温度 功率参数 接 口板将功放模块偏置 电路采集到 的数据送到 微处理器 电源为大功率D c D c开关电源 放大器通用电路方框图如图 1 所示 图 1 放 大器通用电路方框图 3 射频功放电路 射频放大电路包括低插人损耗的同相分配器 功放模块 偏置电路以及同相合成器等 由前级送来的射频信号经正交功分器将射频信 号分成相位相反的两个信号 分别送至由两个推挽 放大电路及偏置电路组成的功放模块 每个正交功 分器包括一个 5 0 f L 1 5 0 W的负载 交叉损耗在整个 工作波段内低于0 2 5 d B 最大功率为 1 8 0 W 偏置电路给功放模块提供偏置电压及检测模块 的电流 电压和温度值 偏置 电路 由线性放大器控制 模块上的两个单级放大器 推挽管 的偏置电流 偏 置电流大小由分压电阻调节 该电路还提供两路单 级放大器的平均集电极电流测量信号 平均电流的 电流 电压比率设鬣为 0 5 A 1 V 偏置电压测量电路 通过分压电阻形成与偏置电压成比例的电压信号 温度测量电路测量模块的温度信号 这些信号均送 到 B I T E板 当信号超出阈值时 B I T E板发出阻塞信 号 切断模块的电源 功放模块是射频功率放大器 由两个 金属线 正交耦合器的输人匹配电路构成的两个单级放大器 组成 单级放大器为反相 B P T或 MO S F E T推挽型功 放 放大后的输出信号经匹配电路和平衡转换器输 出 单级放大器由 D C D C开关电源提供集电极电 压 放大器平均电流由偏置电路调整 两个功放模块 的输出经正交功率合成器合成 再到定向耦合器 每个正交功分器有一个低 于 0 2 5 d B的插人损耗 相位脉冲为 1 0 电路还包 括一个 5 0 n 1 5 0 w 隔离电阻 定向耦合器是 5 O n耦 8 0 合器 耦合出P U D 直接输出功率 P U R 反射输出功 率 M O N I T O R 输出信号送到前面板上供外部测量 设置测量 5 0 n阻抗 的标准耦合值是 2 5 1 d B 隔 离度优于 1 8 d B时 频带 内总损耗 O 3 d B P U D R U D信号经 5 0 Q线 由二极管检波得到一个与射 频输出功率成比侧的直流信号 送至 B IT E板监控 P U D和 P U R信号电压可通过电阻分压器分别调整 4 显示和控制单元 显示和控制单元配备有 I M L N 8 0 C 1 9 6 K C微 处理器控制的电路 在开机或操作员按面板按键时 执行检测 微处理器和 E E P R 0 M软件对放大器进行 在线测试 方便操作人员对放大器的状态 了解和故 障检测 微处理器将收集到的每个功放管的工作温度 电流 电源的电压和输出入射 反射功率等在数码器 上显示 微处理器进行放大器的开机自检 播出时进 行巡回检测 一旦发生工作异常 微处理器发出警告 信号 并在显示器上给出故障码 可快速确定故障位 置及原 因 显示控制单元 由 B I T E板和 4位数字显示器 的 显示板组成 B nE板主要由 I Nr E L公司的 1 6位微 处理器8 0 C1 9 6 K C E P R O M 2 7 C 6 4 E E P R O M A T 2 8 c 6 4及多路选择器 HC F 4 0 5 1 组成 8 o c 1 9 6 K c微 处理 器 的 C P U时钟为 1 6 MHz内 有 A D转换器 4 8 8 字节 R A M 1 6 k字节的 R 0 乩 E P ROM 执行和检测放大器的软件储存在 E E P R 0 M 内 送来的模拟测量信号经位于微处理器内部的 A D 转换为数字信号 送到MU X多路器 检测数据 D O D 7 送至显示板显示 锁存器发出的禁止信号 I N H 1 和I N H 2 送至功率单元 以便故障发生时阻塞 D C D C开关电源 进而关闭功率放大器 开机时 首先阻塞功率放大器 D C D C开关电 源和连锁信号 开始 自 浏程序 面板上的发光二极管 L E D 和显示板的显示器持续点亮 1 秒钟 当未检测到故障时 将放大器转换到等待模式 并等待前级放大器送来的连锁信号 该连锁信号启 动 D C D C开关电源和功放模块 当故障发生时 切 断模块电源 同时故障码显示 在播出时 实时测试软件由三部分组成 快速管理和测量 慢速测量 显示管理 维普资讯 皇 身 寸 与主垒车 专 电视技术 1 9 9 9 年 4月总第 2 0 2 期 快速管理和测量的时间大约是 5 m s 在此期间 B I T E板接收电流值 电压值 功率值 和温度值 并与 预设门限比较 如果信号超过门限 B I T E板发 出阻 塞信号关闭 D C D C开关电源 慢速 管理 的时 间约 为 l 0 3 0 ms 在此期 问 B I T E板执行如下功能 重复显示故障信息 当反射功率超出容许偏差时 改变输出连锁 信号状态 切断输 信号 当故障发生时 阻塞功放模块和 D C D C开 关 电源 其它不需要处理器实时处理的工作 显示管理程序用4位数码显示设备的测量值 当按选择键时 将数据送到显示板上 放大器面板上 印刷有信号流程图 在流程图的主要部件上嵌有红 色发光二极管 L E D 点亮时则表示所选的测量对 象 L E D闪烁时 表示测量超出预设 门限 另有一组 绿色 L E D 点亮时表示对应的测理单元 伏特 安培 温度 瓦特 在发生其它故障时 则在数码显示器上用错误 码显示对应 的故障 错误码如下 E 0 0 一 启动测试中过压 OE 0 1 一 启动测试中无电压 E 0 3 一 DC D C开关 电源 1 过压 E o 4 一 驻波 比高 E 0 5 一 功放模块 1过流 E 0 6 功放模块 2过流 OE 0 8 一 高驻波 比 但未发 出切断信号 E o 9 一 电源无 电压 E 3 0 一 DC D C开关 电源 2过压 E 4 0 一 功放模块 3过流 E S 0 功放模块 4过流 检测程序连续核对放大器状态 并通过闪烁前 面板上的相关红色 L E D显示放大器故障 在播出中 发生的故障都存储在 E E P R O M内 即使在瞬问故障 过去后 红色 L E D依然闪烁 以便操作员在核对有 关闪烁 L E D的位置后 进行处理 当持续按下选择 键 1秒钟以上 可 以清除红色 L E D闪烁 当有恒定 故 障发生时 测试程序阻塞 D C D C开关 电源和功 率放大器 并在前面板上显示错误码 在此状态下操 作员应执行相应的故障排除程序 5 接 口电路 接口板为电源 B I T E板 提供连锁信号 在接 口 板上配有 R S 4 2 2 接口板 可供外部计算机控制 来 自B I T E板的T X D线 通过集成电路转换为T X D 和 T XD 一 平衡信号 此平衡信号发送 一个提示信号 给外部计算机 以确认放大器 已处于 准备状态 R X D 和 R X D 平衡信号通过集成电路转换为 R X D 非平衡线 送到 B I T E板 接收端 R X D R X D 始终 处于准备状态 当有外部信号 E N S E R时 使放大器 发出 T X D T X D 一 数据 R S 4 2 2接口进行这些数据通信 复位 在外部计算机键 字母 R S 放大器启 动开机检测和 自动测试 状态 在外部计算机键 字母 s T 放大器发 送状态数据至外部计算机 参数值将列在计算机显 示 屏上 故障清除 外部计算机键 字母 R F 以清除 L E D闪烁 6电源 开关电源为开关式下降或 补偿 调节型 具有 电压稳定 交流声小 适用电压范围大 效率高等特 点 输出给功放模块的电压 2 8 V一 3 2 V可调 电流为 2 4 A 还提供一路5 V D C辅助电压 D C DC开关电源由电源板和控制板组成 电路 方框图见图 2 由位于机箱 内的交流变压器 桥 式整流得到 3 7 V直流电压加到 DC DC开关 电源的 E MI 滤波器 上 E MI 滤波器 的作用是抑制由于 5 0 Hz电源造成 的干扰 E M I 滤波器的输出送到电流传感器 经过高 速熔丝到撬棒电路 电流传感器的作用是测量电流 值并送到 B I T E板上 撬棒电路用于防止电源输出 过压 电流传感器输 出加到大功率 MO S电路上 大 功率 MO S电路受控制板上的 P WM 脉宽调制 发 出 的开关信号控制 D C D C开关电源备有过压 过流和过温保护 电 路 当功放模块发生过流 过温和高反射时开关电源 受 B I T E板控制 大功率开关晶体管根据来 自控制板 的可变宽度 脉冲信号 切换 D C输入电压 输出一个宽度可变的 脉冲 再由电容和电感组成的平均滤波器滤波平滑 脉冲宽度决定了输出有效 电压值 撬棒电路主要由比较器 可控硅 高速熔断丝组 成 比较器 MC 3 4 2 3的一个输人端接上 2 6 V参考 电 压 另一端上有与电源输 出成 比例的电压 当输出电 压升高到设定的跳闸点 比较器发 出可控硅开门信 8 1 维普资讯 皇 乏 r与主皇辱专 电视技术 1 9 9 9 年 4月总第2 0 2期 图 2 D C D C开关 电源电路方框 图 号 可控硅导通 将电路对地短路 熔丝烧断 因而切 断了电源输出 保护 了放大模块 除了上述的开关 电源外 还有一路 5 V辅助电 源供开关电源 的控制板 微处理器及 B 1 T E板使用 当有开关电源发生过流 过压 过温时 辅助电源切 断控制板电源 阻塞开关屯源工作 同时点亮电源板 上的过流 过压 过温 L E D报警 电源控制板由集成电路 T L 4 9 4组成 以产生脉 宽调制信号来驱动 M O S 功率晶体管 T L 4 9 4 是一个 固定频率脉宽调制控制电路 包括一个振荡器 脉宽 调制器和两个误差放大器 它还包括过流检测 5 V 精密参考稳压器和两个内部开关推挽管组成的输出 控制逻辑电路 位于电源板上 的电流感应器给出的 电压加到误差放大器 T L 4 9 4韵反相输入端 电源板 上发 出的参考 电压送 到另 一个 T L 4 9 4误差 放大 器 的同相输入端 脉宽调制信号是通过比较两个误差 放大器而产生的 误差放大器检测输出电流并变成 控制 电压的电流变化量 该变化量提供电流限制 另 一 个误差放大器检测输出电压 并提供控制信号电 压的变化量 脉宽调制信号输出经放大 再由输出变 压器送到电源板 以驱动位于电源板上的功率 M O S 管 开关电源提供一个 软启动 电路 开机时电容 和晶体管强制阻塞电源电压 当电容充电时 输出脉 宽增加 直到控制环路完成控制 7 结论 由于 S A U S A V系列 采用相 同的电路 结构 用 户使用互换性好 放大器具有完备的各种保护功能 故障率低 使用方便 在放大器中使用了微处理器 大大方便了用户的故障诊断过程 定稿日期 1 9 9 8 1 O 2 7 V T E L把电视会议引入因特网领域 3 月 9日 V T E L宣布井购 V o s a l c 公司 从而拥有了该公 司先进的因特网视频 音频流软件 v T E L从伊利诺大学获 得了该公司的核心技术队伍 井进一步将其分级视频传翰技 术升级到具有高服务质量 Q o s 的视频流技术 V o s a i c是第 一 个通过浏 览器传递 视频 流和使用 自适应方式 传递 视频 流 的公 司 同时它也是第一家百分之百使用J a v a技术提供大 规模网络广播的公司