DF100型PSM100KW短波发射机高末级电路工作原理及故障分析

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。DF100型PSM100KW短波发射机高末级电路工作原理及故障分析PSM100KW发射机高末直流通路的分析DF100型PSM100KW短波发射机高末级电路工作原理及故障分析 广电总局五五四台 陈青松对PSM100KW发射机的高末极放大器的功放原理作简单介绍，对其交、直流通路加以分 析，结合机器设备在运行过程中出现的故障进行分析总结。一、 DF100 PSM 100KW 短波发射机采用4CV100,000C型陶瓷四级管（进口型）或FD003Z型（国产景光）、FU3124ZA型（国产京东方）。其电子管电路各

2、级加以直流回路和射频交流回路构成，此电子管采用下出水汽蒸发冷却，采用新式分布型隔直电流电容CK。重点在于减小屏级对地的分布电容。输出阻抗800，输输入功率1KW，输出功率107KW，增益约20dB，工作频率3.2-26.1MHz，工作在丙类弱过压状态，其工作表值如下所示：Ea=14KV Eg2=800V Eg1=-800V Ia0=8A Ig20=1.8A Ig0=0.5A If=300A Pout=100kw a=86% Ra=800.现将电子管的放大系统和直流供电系统分布作以分析。二、 PA射频放大系统有高前电子管对激励信号进行放大处理后经耦合电容C21耦合至高末电子管的栅极，从而抑制阴极

3、电子的发射大小，进而控制屏级电流的大小（众所周知，屏流的形成是有阴极电子发射至屏级形成的）。高末电子管的栅极又采用固定偏压-400V和自生偏压-200V的两种偏置方式，正常工作时偏置电压：Eg1=（-400V）+（-200V）= -600V，达到了自动稳定高末电子管工作状态的目的。高末极的射频放大信号经隔直电容3C35加至给高末槽路，高末槽路采用型网络方式。1、型槽路线圈3L12分11个波段进行波段切换的，工作时，将不使用的线圈短路在零磁场之内。覆盖频率范围3.2-26.1MHz，选择了工作波段就提供了最佳的工作Q值，输入阻抗800，输出阻抗100。采用型槽路的优点有：A、工作频率范围宽 B、

4、结构简单便于调谐 C、选频能力强，滤波效果好。 初级电容为3C36和3C37相并联方式，采用风冷方式，主要用于选频；次级电容为3C38和3C39相并联的方式，它们既是网络的一部分也是型网络的一部分，电容量大，通过的射频电流大，所以采用水冷方式，主要用于滤波。2、型网络是与负载匹配的网络，起到了阻抗变换与滤波的作用，输入阻抗100，输出阻抗75。在此处提供了一个定向耦合器以供在75同轴馈管上对入射和反射功率进行检测。型网络输出的射频信号进入谐波滤波器，其作用主要是用于滤除高次谐波的，以达到发射机谐波输出功率小于50mW的要求。其有两节完全相同75的90°型延迟网络串联而成，中间电容C2

5、是一组网络的输出和另一组网络输入电容的合并电容。谐振时，滤波电感L1、L2感抗为+75，输入/输出电容C1、C2的容抗为-75，中间电容C2的容抗为-37.5。整个谐波滤波器的输入输出阻抗均为75。滤波器滤除高次谐波后的射频信号进入平衡转换器，其作用是为高末极功放和300的平衡馈线之间提供阻抗匹配。将输入的75不平衡的阻抗转换为300的平衡阻抗。另外，可调电容C1、C2进行调谐用以调零平衡/不平衡转换器获得最小的发射功率，工作驻波比1.5：1，最高驻波比为2：1，插入驻波比为1：1 转换后的射频信号有传输线经带有反射器的同相水平天线发射出去。高末级的稳定措施，发射机的整机稳定主要取决于高末极的

6、稳定，此高末级采用以下措施保证了高末级的稳定正常工作：1、 采用下出汽电子管蒸发锅结构以减小起始分布电容C0.2、 耦合隔直电容3C35采用圆桶形结构，直接安装在电子管蒸发锅上，劲量缩短引线电感。3、 槽路电感采用三根短路棒将线圈不用部分短路在零磁场内。4、 采用桥式中和方式，消除本波振荡。5、 电子管帘栅旁路电容Cg2，采用聚酰亚胺薄膜，减少引线电感。6、 供电回路传入RF阻流圈与高频无感电阻并联，防止阻流圈振荡。7、 3C36、3C37和3C38、3C39均为可变电容并联，由于真空电容波纹管的存在，并联可变电容可能出现较高频率的谐振，所以在两个并联的电容底部分别并联3R29/3R30,3R

7、31/3R32两只无感电阻。8、 槽路寄生谐振峰的消除：由于有3L12组成的网络电感寄生谐振峰难以消除，固在3L12侧面加装了3C12、3L1与电阻3E33/3R34并联的LCR串联谐振网络用以消除此峰。串联谐振频率40MHz50MHz。三、 高末各级的直流供电如下图所示：高末屏级供电是由48组功率模块相串联叠加而成的，48组功率模块受数字化了的音频信号通过光缆控制，按照“先拉先合、先合先拉”的顺序循环导通，每一块模块输出电压700V，在载波时，共计20块模块导通，20块*700V=14KV；满调幅时，共计40块模块导通，40块*700V=28KV ；无调制时，没有模块导通，为0V。经过低通滤

8、波器后加至电子管的屏级，3C40、3C41和3L14、3L15组成滤除高频信号的滤波器，防止高频信号串扰，R9为高末屏流取样，R27为高末阴流过流取样，过流时1K38动作。高末帘栅极由两组功率模块经L2、L3串联叠加而成，总输出电压1.2KV，R8为直流负载电阻，经L、C组成的低通滤波器至L1 10H音频阻流圈，在此产生音频电压，并为PA 帘栅自身调幅度提供一个恒流源，再经R24、R25、L16组成的陷波电路加到电子管的连栅极。Cg2为帘栅薄膜电容，将高频信号通地。Ri为帘栅流取样处。高末栅极供电为负电压电源-400V，Rx为栅压负载电阻，C为滤波电容降低了电源纹波系数，经1PS5TB1-6端

9、子至3R23，3R23为可调自动增益电阻。在工作时，Ig0在此电阻上产生-200V自生偏压，再经3C28穿芯电容到3R18、3R19、3L11陷波电路加至电子管栅极。灯丝供电为10VAC，3C29、3C30为灯丝旁路电容，以减小Lf，因接地而产生的50Hz交流声寄生调制用50Hz交流补偿电路进行抵消，另有灯丝薄膜电容防止高频串扰灯丝变压器，灯丝变压器次级中心抽头接地以便为各级提供直流通路。四、 高末级最典型的故障为高末电子管栅阴碰极，现将故障分析如下： （一） 现象： 1. 未加高压时，高末栅偏压约为60V，高末栅流表反偏； 2.播音中，高末阴流连续过荷掉高压；PA栅流表反打，Eg1为-250

10、V左右；重加高压，调制器封锁，功率控制板9A5上5灯不亮，PA级无屏压和帘栅压，发射机无功率输出。（二）分析：1.根据栅流表反打和静态偏压低可以判断不是表的问题，故障在电源或栅极回路上。由栅阴碰极原理图，取下电阻3R19，观察栅流表和偏压表，若偏压不能上升到400V左右，则应查偏压电源有无故障；若指示正常（栅流为0，偏压上升到400V左右）则基本可以判断为栅阴碰极。PA管子栅阴碰极后，栅阴间电阻很小，偏压由栅流表1PS5R6阴极3L113R193R23至偏压电源形成电流，其方向与加高压加激励后形成的栅流方向相反（有激励时栅流的方向是由栅极到阴极到偏压电源的正极）致使栅流表反打，此反向电流在3R19、3R23等处产生压降使输出有效偏压减小(60V左右)。2.播音中，电子管碰极瞬间，栅阴短路，屏流很大，近20A，使发射机高末阴流连续过荷掉高压； 3.由PA栅阴碰极原理图分析可知：栅阴碰极后，高前级送来的高频激励信号被短路，由于栅极自生偏压电阻与-400V偏压电源负载的影响，使偏压由-400V升为-250V左右。-400V偏压的电流反方向流过栅流表，造成PA栅流表反打。如图虚线所示。4.因高频激励信号被短路，使栅流