电视发射机自动功率控制电路的设计安装

10KW分米波电视发射机主要由8个部分组成：激励器、GPS参考时钟源、功放单元、主控单元、电控单元、开关电源、无源部件、冷却系统等。根据核心处理器芯片的结构特点以及发射机的一些需求，设计了新型快速兼容的主控板。主控板对外通讯接口有两个独立的RS485接口，分别对应接到上位机与下位机。另外增加一个RS232接口，可以用于在线串口升级功能。在前面板显示部分，保留了模拟电视发射机的特点，既有数码管显示，又有液晶显示。在输入按键方面，增加了开关机按键接口。开关机按键与主控板直接连接，控制发射机的开关机动作。这样，就减少了主控器查询电控状态的时间，从而提高了开关机的速度。电源采用开关电源，效率更高，适应范围更宽。我们综合分析了主控制器和电控线路，结合实际工作中出现的问题，发现发射机出现严重故障时，只能采取关机措施进行保护。然后，利用手动或自动模式，倒备机继续播出。如果备机也出现异常现象，或者操作失误，就会造成停播，给安全播出带来了很大的隐患。

设计思路：功放柜左右两边分别有一个低压离心式轴流风机，给18个750W功率放大器模块强制冷却。虽然每一个750W功放模块内部设计了过热、过激励、过载等保护功能，但是由于风机轴承磨损，或者进风口、出风口过滤网堵塞等，风机的风流量明显变小，就会导致模块温度迅速升高，模块自动关闭。由于发射机没有监测风流量的电路，风流量虽然减小了，但是模块的温度还没有达到保护门限，不能关闭模块。这样，就造成了模块长时间处于高温运行状态，增加了场效应管的损坏的几率。最严重的问题是，风机突然损坏停转，造成整个机箱的模块温度迅速升高而关闭，造成停播事故。所以，我们根据发射机的特点，针对曾经出现过的问题和可能存在的隐患，设计了一套自动保护系统。控制柜内的两个轴流风机，只要其中一个风机风流量减小或者停转，就会立刻通过控制系统，降低发射机的输出功率，并发出告警信号。第一步，设计一套能够检测轴流风机流量的电路，准确地监测风流量的变化，进行报警。第二步，设计一个电路，降低发射机的输出功率，维持播出。

电路设计：根据311D型激励器的工作原理，我们在上变频器中设计安装功率控制电路。在上变频器原理图1中，中频信号由J2输入，本振信号由J4输入。输入的中频信号经过低通滤波器，滤除高频分量，送至混频器M101。低通滤波器带内插损小于2dB，滤波器拐点为45MHz，76MHz处抑制度大于30dB。

混频器M101将中频信号和外部输入的本振信号混频，经带通滤波器FIL1输出发射机相应的射频信号。射频信号送入放大器A202（增益为22dB）进行放大，经BD1、BD2等组成的电调衰减器送至放大器A204（增益为22dB）。电调衰减器的动态范围为（3-20）dB，如图2所示。电调衰减器UUOOE-2受控于主控制器，在电路中实现自动增益控制。正常情况下，使得整机输出功率稳定在10KW或者其它某个固定功率点上。如果风机停转，主控制器软件里没有写进这种故障代码，它就无法识别。现在，我们设计一个电路，在跳接片JP1的1和2脚时，电调衰减器的控制端受认为设置的电压控制，调节电位器R1，改变电位器的衰减量从而改变上变频的输出电平，例如4KW。 如跳接片JP1的2和3脚短接，电调衰减器的控制端将受主控制器发出的环路ALC电压控制。这样，就可以有效地控制发射机的整机功率了。

元器件选择及安装：考虑到功放柜低压离心轴流风机的特性，选择磁控开关监测风机的风流量。反复测试，调整磁控开关叶片对于内部电路的磁通量变化跳变值，在风流量降低到正常值的30%时，磁控开关跳变。由于磁控开关属于无触点开关，而且灵敏度高，非常精确，所以可以很好进行功率控制。磁控开关的工作电压范围是6V-30V，电源正极线通用的颜色是红色或棕色，零线通常是黑色或蓝色。磁控开关的内部安装了双向稳压管，通过它给内部电路提供工作电源。它不导通时也有微弱的电流通过，以此来保持内部电路的工作，导通时有一定的压降。它的内部电路是集成电路，耗电极微弱，输出使用可控硅触发。由于磁控开关导通时的电压降接近4V，设计锁存继电器时就要考虑到这部分电压。所以，我们选择了通用+12V开关电源模块，它工作稳定可靠，可以互相代换。功放柜分左、右两个机柜，分别由各自的风机进行强制冷却。发射机正常工作时，由主控器发出的ALC控制信号通过JP1的3、2脚，送到电子衰减器UUOOE-2的输入端，稳定发射机的输出功率。当发射机功放柜内的风机风流量减少到正常流量的30%以下，或者风机突然损坏停转，磁控开关叶片下降，磁通量减少，内部的可控硅关闭。随之而来的是JC1或者JC2线包断电释放，常闭接点由断开状态转换成了闭合状态，+12V通过触点给JC3加电吸合，同时声光报警器工作。固态密封继电器JC3的两组接点分别控制主激励器和备激励器，它把上变频器内部JP1的接点从2、3转换到2、1。这样，在电位器上认为设置的低功率播出控制门限电压，就通过JP1的2、1加到了电子衰减器上，控制整个发射机输出功率，控制方框图如图3所示。另外，我们还设计了旁路控制开关。选择3组接点的小型密封DIP开关，很容易地安装到实验电路板上。主要目的是防止附属电路的某一部分异常时，能够及时的转换到手动操作模式。第一组接点闭合时，认为设置的门限电压就可以不经过继电器的触点，直接返回到激励器的上变频板上，控制发射机的输出功率。第3组接点闭合时，主控器发出的ALC电压也可以不经过继电器的触点，直接返回到激励器的上变频板上，稳定发射机的输出功率。

使用效果：从我们安装电视发射机开始，已经运行了六年多的时间。根据以前积累的经验，反复分析研究新型发射机的工作原理，把控制系统进一步拓展、完善。从我们台的实际情况出发，设计了这套自动控制发射机输出功率的电路。一旦出现问题，控制系统及时发出告警信号，维修人员立刻进行维修，排除隐患，质量非常可靠。在播出过程中，效果非常理想，为安全播出提供了可靠的保障。