模拟信号到数字信号转换器

K 部分 模拟信号到数字信号转换器 K 1 摘要 本章介绍了模拟信号到数字信号转换器电路板并包括介绍一个元件分布的丝网印层面 其电路图可在总电路图集中找到 而元件表可在第七章中找到 模拟信号到数字信号 的转换称为 A D 或 A 到 D 转换 A D 转换器位于中心控制组合中 K 2 电路工作基本原理 从模拟输入板来的模拟音频信号进入 A D 转换板 在这里信号被转换为 12 位数字音 频信号 此功能由 A D 转换集成块完成 其转换的速率为 1 2 到 2 5 微秒 主要取决于发 射机载波频率 A D 转换过程是与发射载波 RF 信号同步的 因此 PA 模块的开关过程是在 发射载波 RF 驱动器过零处进行的 来自 A D 转换器的数字音频信号存贮在锁存器中 锁存器的输出信号送至调制编码板 在编码板上信号被用来打开 PA 模块 锁存器输出 也送入音频信号重现电路和在 A D 板上的大台阶同步电路 重现的音频信号送入在控制器 板 A38 上的包络误差电路 大台阶同步信号送 Dither 振荡器 其位于模拟信号输入电 路板 下面的说明请参阅模拟信号到数字信号转换电路板的电路图集 图 839 7855 177 参阅第五章使用维护手册 作为调整和印制板维护操作过程参考 参阅第四章全系统原理说明 来了解发射机音频和数字音频部分的总体说明和有关框 图 K 3 电路说明 K 3 1 转换 PA 采样为 A D 编码脉冲 T1 U29 Q9 有两路 RF 采样信号输入到 A D 转换器板 一路是 RF 分配器 A15 来的在 J3 1 和 J3 2 上的分配器采样频率输入信号 另一路是从输出合成器来的输出采样频率信号在 J8 1 和 J8 2 作为这个采样的输入网络是一个 R C L 网络 它在 525kHz 处提供一个 固定 90 相移 跳转插头 P11A P11B 允许不连接这个采样 PA 模块必须在 RF 驱动信号过零点时进行开关控制过程 在调制信号期间这个时间定 位需要稍有移动尤其是对发射机载波频率的低频端 因此射频 RF 驱动信号和被 90 相移 的 RF 输出其叠加在一起 两个信号矢量在 R62 迭加 其结果在有调制时输出有约 15 的相移值 在等宽的低端 射频 RF 输入送入宽带环形 RF 变压器 T1 的初级绕组 电阻 R18 和 L C 网络及有关器 件由针式双列直插开关 S1 部分选择提供可调整的 频率指定的相移 参阅在第五章中调谐 和频率改变操作过程 及有关设置 S1 的使用维护信息 斯密特触发器 U12C 转换射频 RF 信号为 TTL 电平脉冲 二极管 CR14 和 CR15 使斯密特 触发器的输入信号限制在 0 7 和 4 3V 之间 K 3 2 频率分配器 U29 Q9 在 TP6 的频率输出是 RF 输入频率 从 J3 的 1 脚 如果跳转插头插入在 JP10 的 5 脚和 6 脚之间 在 TP6 输出的是 RF 输入频率的一半如果跳转插头插在 1 脚和 2 脚之间 跳转插 头插入 3 脚和 4 脚之间在 TP6 输出的是 RF 输入频率的三分之一 跳转插头的位置取决于发射机工作频率 请参阅有关 A D 转换器的电路图注释或频率 测定元件器图表 K 3 3 编码信号脉冲宽度 Q9 定时电路时序图已标志在 A D 转换器板信号中 指示了在这块板上信号相互关联 在 TP6 上的信号通过 C106 Q9 的基极钳位在 0 7V 左右 从 TP6 来的脉冲下降沿引起 Q9 关闭 这使 Q9 的集电极电压上升 R78 和 R79 充电使 Q9 的基极电压提高 Q9 再次开使其集电 极电压降为 0 3V 其最终结果是在 TP3 产生一个脉冲 这个脉冲的宽度取决于 R78 和 R79 电阻的阻值 这个脉冲的宽度应在 20 至 50 纳秒之间 这是一个编码启动信号 其进入 A D 转换器从而开始转换过程 K 3 4 A D 转换电路 K 3 4 1 模拟信号输入电路 U28 模拟输入信号 J4 10 进入 A D 转换器是一个音频 直流信号 其来自模拟信号输入 板 实际为负的音频 直流信号 直流分量取决于在不调制情况发射机的功率输出 载波电 平 由打开一定数量的 PA 模块决定 音频分量的幅度调整打开和关闭 PA 模块的数目改变输 出使瞬时 RF 输出电压变化 在板的输入端模拟信号电平是很高的因此任何在连接电缆上感应到的噪声将不会降低 信噪比 反相放大器 U28 具有 0 5 倍的增益 供给 A D 芯片适当的信号电平输入并且也提 供在板的输入端与 A D 芯片之间的隔离 从大台阶同步电路来的一个很弱的信号通过 R70 被加在 U28 2 脚 的反相输入端 当一 个大台阶产生在输出端 在 A D 转换过程中最末位的不确定性将引起瞬间超前滞后台阶 这在大的阶梯产生时在阶梯间作为不必要的开关动作将产生假电子信号或尖峰脉冲 来自 大台阶同步电路的小电压信号将迫使输入信号电平更高 这将确保 A D 转换不会开关回到 前一个台阶状态 高速肖特基二极管 CR16 CR18 形成 A D 转换器输入端的过压保护 肖特基二极管同 时具有低的开启电压 0 5V 或更低 CR16 阻止输入电平为负值 CR19 阻止电平电压越过 5V 因为 CR10 是一个 4 7V 的齐纳二极管 K 3 4 2 模拟信号到数字信号转换器 U1 DL1 一个 12 位模数转换芯片 AD1671 被电路采用 AD1671 的转换时间小于 800 纳秒 模拟 电压的输入范围是 0 到 5V 0V 输入电压的数字输出是 0000 0000 0000 5V 输入 电压的输出数字是 1111 1111 1111 需要转换成数字量的模拟信号送入 A D 芯片的 23 脚 编码启始脉冲从 A D 芯片的 17 脚输入指令 A D 块进行一次转换 12 位 A D 数据线是 2 脚到 13 脚 2 脚是二进制码的最末有效位 LSB 而 13 脚是二进 制码的最高有效位 MSB 16 脚是数字可用位 DAV 脚 DAV 信号是一个负脉冲其指示一次转 换完成 12 位输出数据线上的信号是可用的 DAV 脉冲送入到一个 450 纳秒的延时芯片 DL1 这个延时作用使得现有的 A D 转换板 843 1500 094 RevA 可与以前的 A D 转换板 843 4038 049 RevP 兼容 老版本的 A D 转换电路板使用较慢速度的 A D 芯片 此芯片现已不生产了 K 3 4 3 数字信号锁存器 U3 U4 DL3 来自 DL1 的负脉冲也经过一个 60 纳秒的延时器 DL3 DL3 的输入信号是锁存器存贮脉 冲 这个脉冲的上升沿锁存从 A D 转换器来的数字音频信号到 U3 和 U4 来自锁存器 U3 U4 的数字音频信号又送入到两个 D A 数模转换器中 D A 转换器 U22 是大台阶同步电路的一部分而 D A 转换器 U8 是重建音频电路的一部分 来自 DL1 的负脉冲送入到 U7 的输入端 1 脚同时也是在 J6 26 处的数据存贮 L 信号 在 J6 连接器的信号送入调制编码板 数据存贮 L 信号的上升沿被用来传输锁存器 U3 和 U4 数据到调制编码板的锁存器中 K 3 5 故障检测电路 在 A D 转换器板上有电路检测是否收到时钟信号和 A D 转换器是否工作正常 故障 检测电路使用三个可重触发单稳态多谐振荡器 称为单触发电路 如果故障被检测到转换 故障 L 逻辑信号将变为低电平并且清零在 A D 板上和在调制编码板上的两组存贮数据用的 锁存器 K 3 6 单触发工作过程 U13 U14 单触发电路在每次输出信号的上升或下降沿被探测到后输出一个脉冲 每个单触发电 路有三个输入信号 A B 和清零 电路有两个输出 Q 和 Q 非 反相 Q 有一个 RC 网络联 结到每个单触发电路其决定了脉冲的宽度 下表的逻辑低电平为 0 而逻辑高电平为 1 UP 是一个脉冲的上升沿而 down 是脉 冲的下降沿 X 表示可存在 0 或 1 两者之一的情况 ABCLEARQ 0UP1 脉冲 正的 down11 脉冲 01UP 脉冲 1XX0 X0X0 XX00 单触发工作过程表 可重触发表示在一个输出脉冲期间如果输入触发条件再次发生 R C 阻容网络将被复 位而输出脉冲将延长一个 RC 时间常数 K 3 6 1 升功率复位 C41 R16 U12 F 当 5V 电源首次打开 升功率复位 L 信号 TP2 将为低电平约 5 微秒 这个逻辑低电 平把故障检测器单触发电路 U13 U14 清零 清零 L 信号 TP17 为低电平时将清零 A D 锁存器 U3 U4 数据清零 L 信号 J6 28 也是低电平时将清除调制编码板锁存器数据 置所有的锁存器为零 5 微秒将使功率电源有时间在 PA 模块打开前加到满电压同时也除去任 何在加电期间瞬时进入锁存器的数据 5V 电源的初始加电引发通过 R16 对 C41 充电并且使反相斯密特触发器 U12 F 的电 压从零开始上升 当电压经过 C41 超过反相器的阀值时 其输出将变高电平 如果 5V 供电电源跌落 C41 将通过二极管 CR13 放电 升功率复位 L 信号将再次变 低电平 K 3 6 2 时钟故障检测电路 U14 A 时钟在 TP6 的频率可以从 410kHz 到 820kHz 变化因此其周期是 1 2 s 到 2 5 s 这 是单触发电路 U14 A 电路 2 脚的输入信号 单触发电路的输出标记为时钟故障 L 信号 单触发输出信号脉冲是 3 6 微秒宽度 只要时钟信号存在单触发电路就不断被重触发而输 出则保持为 1 如果脉冲停止或频率过低单触发电路输出将变低电平 K 3 6 3 A D 转换器监测电路 U13 A 从 A D 转换器来的在 TP5 点的数据有效信号 DAV 在每次转换完成后产生 这个信号的 周期是 1 2 到 2 5 微秒 这个信号输入到单触发 U13 A 的 2 脚 其单触发的输出标记为 A D 故障 L 信号 单触发电路的输出脉冲宽度为 3 6 微秒宽 只要数据有效信号存在 则单触发电路将不断被重触发而输出信号保持为 1 如果脉冲停止或频率太低 则单触 发的输出信号将变为低电平 K 3 6 4 转换器故障指示器 U14 B U11 DS1 时钟故障 L 信号和 A D 转换器故障 L 信号送入与门 U15 A 这个门的输出是在 TP8 的转换故障 L 信号 如果转换故障 L 信号变为低电平 则触发单触发电路 U14 B 这个单触发电路的输出为一个在 12 脚的 10 微秒的负脉冲 这个低电平通过 U15 B 和 U15 C 传输引起清零 L 信号变为低电平 这就确保只要有故障就会引起驱动 PA 模块的相 应位被清零至少 10 微秒的时间 运算放大器 U11B 的反相输入端通过分压器 R28 R29 接入 1 4V 电压 其功能是一个 比较器 如果有故障 则 U15 的 6 脚将变为低电平然后在 U15 的 5 脚而 U11 的 7 脚将为 15V 电压 这将引起双色发光管 LED D81 显示红色 如果没有故障 则 U15 6 脚的电压 将高于其 5 脚 U11 的 7 脚将有 15V 从而使双色发光管 DS1 显示绿色 如果一个故障已 经产生转换故障 H 信号将进入到发光二极管 LED 板 A32 并且为高电平 K 3 7 大台阶同步电路 大台阶同步电路在发射机输出每次有一个大台阶发生时产生 对 DX10 和 DX25 中当来 自 A D 芯片的高六位有效信号的任一位变化时就产生一个大台阶同步信号 在 DX50 机器 中当来自 A D 芯片的高七位信号的任何一位发生变化时就产生一个大台阶同步信号 大台阶同步脉冲同步在模拟信号输入板中的 Dither 振荡器 同时大台阶同步信号 加入一个微弱的信号到进入 A D 芯片的模拟输入信号中 这个微弱信号的大小是为了使在 大台阶间非必要的开关全拉动作最少 K 3 7 1 大台阶同步电路 D A 转换器 U22 数模转换器在电路中用来转换数字音频信号码变回为模拟信号 开关 S2 决定了将送入 D A 的码的位数 开关 S2 的 A 部分器件脚号为 1 脚和 4 脚 S2 的 B 部分的脚号是 2 脚和 3 脚 A 和 B 打开为 DX25 工作方式 因此有 6 个高位有效位送入 D A 开关 S2 的 A 部分 合上为 DX50 工作方式 有 7 个高位有效位送入 D A D A 转换器的输出在 U22 的 4 脚是一个电流信号 它送入 R35 产生 0V 1V 电压信号 K 3 7 2 增益放大电路 U24 U25 U26 D A 转换器的输出由 U24 和 U25 进行放大 放大电路的增益稍高于 5 倍 U24 是一个 运算放大器而 U25 是一个电流放大器 其用来增加驱动下一级的放大器的电流输出能力 同时不降低阶梯波形的指标 R53 C93 的低通滤波器来用滤除高频信号分量 U26 是一级缓冲电路 U26 的输出通 过 R70 加入到模拟输入信号中 U26 输出同时驱动一个差分电路 K 3 7 3 微分和缓冲电路 U27 R55 和 C92 形成一个微分电路其在每次瞬态过程发生时产生一个脉冲 此脉冲可以在 U27 的 6 角或 R63 上观察到 来自 U27 的输出信号是大台阶同步脉冲信号 其送入模拟信 号输入板 A35 的 Dither 振荡器电路 K 3 8 重构音频模拟信号电路 在 A D 转换器板上送入 U8 的 D A 转换器的比特信号被重新生成为音频模拟信号 另 一路音频信号来自于发射机输出的包络检测器 在发光二极管 LED 板 A32 上这两路信号由 包络误差电路进行比较 请参阅 Q 部分发光二极管 LED 板说明有关包络误差电路的分析讨 论 K 3 8 1 音频模拟信号重构电路 D A 转换器 U8 12 位数字音频信号由 U8 的 D A 转换芯片 运算放大器 U9 和电流放大器 U10 反变换 回模拟信号 未经滤波的 D A 转换器电路的输出是在 U10 的 8 脚并且可在检测点 TP9 处观 察到 分压器 R31 R30 提供 D A 转换器输出与检测设备负载间的隔离 在 TP9 点的非滤 波输出当用高阻抗探头检测时在 0 伏到 5 伏之间变化 K 3 8 2 重构滤波器 L1 L2 L3 C47 C48 C49 D A 转换器是有阶梯的 重构滤波器是一个低通滤波器 其通过音频信号分量同时阻 止在有阶梯信号中的更高频率分量 这个滤波器平滑输出信号 一个 D A 重构滤波器也同 时称为平滑滤波器 这个滤波器的响应近似等同于输出网络的响应 这允许从两个滤波器 来的音频信号在发光二极管 LED 板 A32 的包络误差电路中进行比较 运算放大器 U11 使滤 波器的输出隔离于负载电路的变化 K 3 8 3 地信号 A AA B 和底板 在这个电路板 A34 中有四种地信号被使用 地信号 A 用在数字信号部分 地信号 B 用 在模拟信号部分 地信号 AA 用在重构音频信号电路 底板地用在两个射频 RF 采样部分 地信号 A 和地信号 B 通过 JP1 连接在一起其为 AD1671 数据片的需要指令 地信号 A 和地信 号 AA 在 JP2 处连拉在一起 底板地通过使用 JP3 穿过安装孔 2 连接到发射板的底板上 注意当使用检测设备时应避免地信号环流或其它地信号穿过检测设备 K 3 8 4 稳压器模块 由在板上的稳压集成电路提供出四路稳压电源 U2 是一片 7815 把 22V 变到 15V 稳压 电压 U18 是 7915 提供从 22V 到 15V 稳压电压 U21 是 7905 转换 15V 到 5V 稳压 电压 被 A D 芯片 U1 所使用 U16 是一片 LT1123 而 Q1 是 MJE1123 晶体管 这两部分结合形成 5V 低跃落稳压电源 这个电源的输入电压可以低达 5 5V 而仍具有 5V 的输出电压 它同时也能供给出 4A 的 电流 U19 是 78L05 其转换 22V 或 8V 到 5V 两种电源驱动这路稳压电源以防有其中的 一路有失效发生 这个 5V 供一个 LM339 是四路电压比较芯片 U20 其用来监测稳压电 源的电压 如果 15V 电源故障则 15V 故障 L 信号从 22V 变为 0V 如果 15V 电源失 效则 15V 故障 L 信号从 7V 变为 20V 如果 5V 电源故障则 5 故障 L 信号从 5V 变 为 0V K 4 维护 K 4 1 印制电路板的维护 请参阅在这本技术手册的第 5 章有关总的印制电路板维护过程 K 4 2 调试 K 4 2 1 同步采样信号调相 S1 同步采样信号调相的调整方法在这个技术手册第 5 章 维护说明中有关调谐和频率改 变操作过程部分阐述 K 4 2 2 时钟脉冲信号脉宽调整 R78 此控制电路的调整在本技术手册第五章维护说明的有关调谐和改变频率操作过程部分 K 4 2 3 数字信号到模拟信号 D A 转换的比特选择 S2 开关 S2 决定了送入 D A 的数字比特位数 开关 S2 的 A 部分是 1 脚和 4 脚 开关 S2 的 B 部分是 2 脚和 3 脚 对 DX25 工作方式 A 和 B 都打开 因此有 6 个高位有效位进入 D A 在 DX50 工作方式中开关 S2 的 A 部分闭合 因此有 7 个高位有效位送入 D A K 5 寻找故障信息 请参阅在电路图集的电路图 839 7855 177 检查点和波形在板上在不同的信号点给 出 备注 给出的模拟信号幅度 包括重构模拟信号幅度 是在 100 调幅射 50kw 发射机的输出信 号 当只有较低的功率电平及调制幅度时 这些模拟信号的幅度将会较低 K 5 1 特征 彩色状态板转换故障显示器是红色 而发射机工作正常 如果发射机工作正常但有转换故障显示在 LED 板上 则问题出在显示电路 检查在模 拟信号到数字信号转换器板上的 DS1 如果彩色状态板转换故障显示器是红色但 A34 的 DS1 是绿色 则测量 U12 4 的输出信号 1 如果你测出的是逻辑低电平 则问题出在 LED 板的显示电路 请参阅 Q 部分 LED 板 的寻找故障部分 2 如果你测出的是高电平 则替换 U12 备注 如果没有射频 RF 驱动信号在模拟信号到数字信号转换器中的转换故障显示器 DS1 将显 示红色 例如 发射机关闭 这时彩色状态板上的转换故障发光管将仍是绿色 因为当发 射机关闭时 LED 逻辑电路禁止转换故障电平显示 K 5 2 特征 彩色状态板转换故障显示器是红色 发射机可以开机但无射频功率输出 K 5 2 1 检查在 TP8 的逻辑电平 a 如果 TP8 是高电平 测量 U15 5 如果是低电平 则 U14 已失效 b 如果 TP8 是低电平 问题在 Eoc L 上 即时钟故障 L 信号或功率复位 L 信号 为了 隔离在模拟信号到数字信号转换器电路上的原因 检查在 U15 1 和 U5 2 上的逻辑电平 然后参考适当的章节 如果 1 脚是低电平 则 Eoc L 故障存在 如果 2 脚是低电平 则 CEL 时钟故障存在 如果两管脚都是低电平 则功率复位 L 故障存在 K 5 2 2 时钟故障 L 信号 在 TP6 无信号 如果在 TP6 无 TTL 脉冲 确定采样频率输入在 J3 1 是有的 因为最大的可能引起无 采样频率信号的原因是连接器接触不良而无射频 RF 驱动将在彩色状态板上引出欠驱动故障 如果采样频率信号在 J3 1 有信号 则检查施密特触发器输入 U12 5 和输出 U12 6 如果没有信号 则检查 CR13 和 CR14 是否短路或施密特触发器是否失效 如果 U12 6 的输出信号存在但在 TP6 没信号则 U29 或 U12 的其它部分失效 K 5 2 3 时钟故障 L 信号 在 TP6 有信号存在 检查频率关键元器件图示使 P10 在适当位置 同时计算在 TP6 逻辑信号的频率使之对 应你的工作频率 在 TP6 点的逻辑信号频率应在 410kHz 与 820kHz 之间 取决于发射机载 波频率 检查发射机的出厂检验数据表 或频率关键远器件图示对应 P10 的适当位置 因此 确定分配器的比例为 1 或 2 如果在 TP6 的频率是错误的则 P10 的位置错误或 U29 是失效 的 K 5 2 3 1 寻找频率分配器故障 同步二进制计数器 U29 对在 14 脚的输入信号四分频 在这个电路中 输出信号又反 馈回输入 得到二分频功能 为了检查 U29 的工作状态 先关闭功率放大级 可由在控制器板上的 PA 关闭开关 S5 置于 OFF UP 位置可实现这个目的 除去在 P10 上的跳转插头 用双踪示波器从 U29 观察输入和输出信号 输出信号在 U29 14 应是在四分之一输入频率的 TTL 逻辑电平脉冲 K 5 2 4 EOC L 故障 利用双踪示波器比较在 TP3 和 TP5 上的信号时序 如果在 TP5 处 U2 的 EOC 状态输出信 号仍为高电平而当在 TP3 的下一个启始转换脉冲产生时在 U13 4 处 EOC L 信号仍为低电 平 这就表明 A D 转换芯片 IC U2 有故障 K 5 2 5 升功率复位故障 测量在 U12 13 的电压 当低压电源打开时应当有 5V 直流信号存在 如果没有 5V 直流电压而测量 TP15 的 5V 直流电源是正确的 则可能是电容 C41 失效 如果在 U12 13 有 5V 直流电压信号 但 TP1 是逻辑低电平则替换 U12 K 6 技术辅助措施 请参阅在目录页后