...实现上位机DX中波发射机通讯.doc
胡旭鹏
【摘要】 本文阐述了将哈广PDM3KW中波发射机载频由1152khz改为603khz的分析思路及调试过程。在发射机改频完成后，通过电声指标、覆盖区域等来检验实际播出效果是否达到了预期目标。
【关键词】 中波发射机 网络矢量分析仪 改频 输出网络 拨码开关
发射机的改频是个复杂的过程，若某射频部分调试不当，将会引起发射机不能正常工作。2012年9月，我台根据实际播出需要，成功将哈尔滨广播器材有限公司生产的GZG3K-VII型PDM-3KW中波发射机的载波频率从1152KHZ改为603KHZ，做为中国之声发射机的备机，实际运行效果良好。哈广PDM-3KW发射机由调制器板，调制驱动板构成音频通路；由频率合成器板、前置放大器板、功率放大器板、功率合成母板、输出匹配网络等构成射频通路；对本发射机而言，改频过程中主要调整的是射频通路及其监测电路，其它电路板几乎不做调整。用到的主要工具有网络矢量分析仪、示波器、万用表。下面将以原发射机自带图纸为标准来阐述整个改频过程。
一、频率合成器板（A4）
本板主要功能是为发射机提供载波频率输出。载波频率由频率合成器产生，该合成器采用先进的直接数字频率合成技术（DDS技术）。它由温补振荡器、倍频电路、DDS电路、单片机、拨码开关、放大器等组成。载频产生电路是针对整个中波频段来设计的，通过调整拨码开关就可以输出任何中波频率。因此，只需将本板的S1拨码开关由原来的2、3、7接通（ON）状态变为5、8接通（ON）状态就行了。开启发射机的低压，观察前门面板频率显示为603，就表示拨码开关状态位置正确。如果在发射机处在低压通电状态下，调整输出频率后，必须要按单片机的复位键K1，新的频率才会输出。
二、前置放大器板（A13）
本板将频率合成器板（A4）输出的载波信号进行三级放大，然后作为功率放大器板的激励信号。第一级放大电路的输出网络通过R5降低了Q值，拓宽了通频带，在整个中波载频段内都具有良好的通过性，因此不需要调整。第二级放大电路由V8和V9组成的半桥功放构成，然后通过C3、L2、R8～R11、C4、C5组成的宽带耦合网络耦合到T2初级绕组。由于L2（1.8uH）的磁芯可调，为了增大电感量，可将磁芯向内拧进一半就能使603khz载频具有良好的通过性。第三级放大电路由V10 ～V13组成的全桥功放构成，经变压器T4耦合输出到C15、L7、L8构成的串并联谐振网络，用于给功率放大板提供足够功率的激励信号。观察本电路实物，发现C15设计成两个电容并联形式，而L7、L8都有可调抽头，这为本网络的调试提供了方便。
三、输出匹配网络
输出匹配网络是改频最复杂的部分，所有的原件都要调节。如果这块调试不理想，将严重影响发射机的工作效能。它的主要作用是完成阻抗匹配和滤除发射机载频的三次谐波。
3.1三次諧波的调整
在图2中，L2和C2串联谐于603khz的三次谐波，用于滤除谐波干扰。发射机中L2是固定线圈不好调试，因此需要做一个和L2管径相同、匝数更多的可调线圈。电容C2改用8200PF （4KV），然后与可调电感L2串联。将网络矢量分析仪工作频率设置为1809khz并校准。电桥红探头接L2输入端，黑探头接C2的输出端。通过变换L2的可调整触点，测试谐振阻抗。当分析仪显示实部、虚部都为0，相位180度，就表示找对了串联谐振点，然后固定L2的输出线，将L2和C2接入发射机。
3.2 T型匹配网络调整
发射机输出网络的实物中，没有接入C3。调试时，将发射机接入50Ω的假负载，电容C1更换为8200PF （4KV）。把L3从图2的B点断开，网络矢量分析仪设置为603 khz并校准，电桥红探头接B点，黑探头接地。L1用于调整阻抗的实部，L3调整虚部。调整L1、L3后，当网络分析仪显示实部R=50Ω、虚部为0说明阻抗匹配成功，固定电感的抽头，然后接入发射机原网络。在A点处，来自功率合成母板的输出阻抗为z=24-j5Ω。为了达到共轭匹配，输出网络在B点的阻抗应为z=24+j5Ω。为了调试方便， C4采用三个电容并联，依次为C4-1= 4700pF、C4-2=6200pF、C4-3=4700pF。L4、L5是两个完全相同的电感，调节时要注意同两者同步，把此网络从L3前端处断开。分析仪设置为603khz并校准，电桥红探头接入B处，黑探头接合成母板的地线。通过调节L4和L5的输出端，使阻抗Z= 24+j5Ω就达到调试要求，元件调整参数如表1。
四、输出监测版（A9）
本板的输入信号大部分来自输出取样板（A8），主要功能是进行驻波监测和入、反射功率显示。当匹配网络或天线系统阻抗发生较大变化，或产生电弧时，电压和电流的相位关系就会发生改变，保护电路就会监测到驻波故障，执行封锁调制和降功率动作。电压取样端接有可选电容器C1～C6，作为电压幅度调整器，调节电容量大小可改变电容分压比，从而改变射频取样电压幅值大小。在电流取样端接有可变电感L1、L2及可选接入电容C7～C12，用作幅度和相位调整。改变电感量、电容量的大小，可调整电流取样的幅值和相位。T1初级并联有电容器C13～C16，C43～C45及可选电感L3，使T1初级回路并联谐振于工作频率上，谐振回路的高阻抗隔离可以消除电压取样和电流取样之间的相互作用。S3用来调整入射功率的大小，相关拨码开关调整如表2所示：
六、调试效果测试
将改频后的发射机接入假负载，调整额定功率为3kw，使用调幅音频测试仪测试发射机的电声指标为：信噪比=64.5db （1000hz，m=1）、谐波失真=1.882%、频率响应=-0.40db～+0.38db（400～4500hz，m=0.95），都达到了甲级指标。将发射机转换到天线，调整到标准播出功率1kw。在本台发射塔下测试平均场强约为124 dbuv；在中方县竹田高速收费站测得平均场强为65dbuv（L=23km），此地为平坦地域；在鹤城区黄金坳测得场平均强为67dbuv （L=14km），此地为山区。发射机改频后的数据与改频前的测试数据基本保持一致，达到发射机原来的覆盖范围。
参 考 文 献
[1]应毓海，袁长斌，中、短波调幅广播发射实用教程[M]，合肥工业大学出版社， 2013.6-25
[2]张学田，广播电视技术手册第六分册发射技术[M]，国防工业出版社，1999.5-6
[3]王云，Z-G3K-VII型PDM-3KW中波发射机说明书[Z]，哈尔滨广播器材有限公司，2010.7-14
[4]周翔，TSD-10 中波全固态数字调幅发射机[Z]，上海明珠广播电视科技有限公司，2007.7-10
