王宏生

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在使用較普遍的全固態(tài)PDM1kW 中波發(fā)射機及其各功能板或插件中，被冠以“控制”一詞的有電源控制板、繼電器控制板，以及本文中將要討論的功率控制板。作為發(fā)射機控制系統(tǒng)的一部分，功率控制板承擔的不僅僅是對發(fā)射機輸出功率大小進行調(diào)整控制的功能，還承擔了諸如對-72V 電壓過高封鎖指示、激勵驅(qū)動不足的封鎖指示、調(diào)制器無調(diào)制信號輸出的指示功能。我們將結(jié)合圖1 所示對其功率控制原理做一簡要的分析。

圖1 作為功率控制板的電路原理示意圖，所示的并不是功率控制板的完整電路原理圖，由于本文只是側(cè)重于功率控制的邏輯分析過程，因此略去了部分電路，實際上在廠家提供的電路圖紙中，如圖所示的A 部分是由一個雙運算放大器LF353 構(gòu)成的緩沖放大射隨器，該射隨器為C 部分，即各比較器提供比較基準電壓（實測值為4V）。B 部分也是由LF353 構(gòu)成的放大單元，分別對來自定向耦合器的入射取樣信號、激勵驅(qū)動放大的-72V 的取樣信號、激勵驅(qū)動放大輸出的調(diào)制信號的檢測取樣信號和調(diào)制器板輸出的調(diào)制信號的取樣信號進行調(diào)整放大。應(yīng)該說明的是，各取樣信號經(jīng)調(diào)整放大輸出后，均經(jīng)過如圖1所示的W1~W4電位器對輸出量再進行調(diào)整。C 部分是由四比較器LM339構(gòu)成的電壓比較輸出單元，分別對輸入的四路信號電壓與基準信號電壓進行比較輸出。D 部分是由兩輸入四與非門CD4011 組成的三個指示單元，分別對輸入的-72V、激勵驅(qū)動放大輸出的調(diào)制信號和調(diào)制器板輸出的調(diào)制信號工作狀態(tài)提供實時指示。E 部分是一個由CD4011 構(gòu)成的脈沖振蕩器。特別說明的是，輸入到功率控制板的各取樣信號在輸入到功率控制板之前，各取樣信號已經(jīng)在各自的工作單元進行了整流。各實測值如下:入射取樣信號5V 左右，激勵驅(qū)動取樣信號27.6V，-72V就是-72V 沒有變化，調(diào)制器板輸出的調(diào)制取樣信號為7.8V。因此，輸入到功率控制板的取樣信號均是直流電壓形式的參量。綜上且由圖1 可知：整個功率控制功能的實現(xiàn)大體由各取樣信號的放大電路、與基準電壓比較部分、對各比較器輸出信號的邏輯組合電路、步進式計數(shù)器、電子電位器和對各取樣信號正常或異常的指示單元構(gòu)成。由于各取樣信號經(jīng)比較器比較輸出后，對應(yīng)的是一組由與門和與非門構(gòu)成的數(shù)字邏輯電路，這樣就將較為復(fù)雜的模擬量分析變成了較為簡單的數(shù)字邏輯過程分析，為我們進一步了解功率控制過程帶來了一定的方便。在具體分析功率控制之前，需要先了解一下功率控制板用于功率控制的核心器件X9312的工作原理。

圖1 功率控制板工作原理示意圖

如圖2 所示，X9312 通常被稱為固態(tài)非易失性電位器。是一個包含99個電阻的單元陣列，每個單元之間和兩個端點都可以被滑動的抽頭點所控制，滑動單元的位置由片選端CS（7 腳）、上下移動控制端U/D（2 腳）和中間抽頭控制端INC（1 腳）三個輸入端控制，滑動端的位置可以被儲存在一個非易失性的存貯器中，因而可以在下一次上電工作時被重新調(diào)用，具有持久保存數(shù)據(jù)的特點。具體是：片選端CS信號為低電平時，允許滑塊移動，U/D 為高電平時，滑塊向高端移動，為低電平時向低端移動，片選信號由低電平向高電平跳變時，并且INC 為高電平時，存儲滑塊的位置，掉電后下次再上電時依然保持該位置，片選信號CS 為高電平時保持現(xiàn)狀，不允許動作，片選信號CS 由低電平向高電平跳變時，并且INC 為低電平時恢復(fù)初始狀態(tài)，記憶點清除。常用的X9312 有以下幾種型 號 ， X9312Z （1KΩ） 、X9312W （10KΩ） 、 X9312U（50KΩ） 和 X9312T （100KΩ）。其分辨率計算方法為：以其最大電阻值除以99，如X9312U 的每個抽頭間的電阻值為50K/99=505Ω。

圖2 X9312工作原理示意圖

功率控制板對發(fā)射機輸出功率的控制分為功率正常和不正常二種狀態(tài)。下面我們對發(fā)射機在這二種狀態(tài)下工作時，功率控制板對發(fā)射機輸出的功率控制過程做一簡要分析。

1.發(fā)射機功率正常狀態(tài)下，也就是各取樣信號大小均在設(shè)定范圍內(nèi)時，即各取樣信號經(jīng)與比較器基準電壓（4V）比較后均輸出低電平，則X9312 的片選端CS 應(yīng)處在高電平，同時中間抽頭控制端INC 也應(yīng)處在高電平的狀態(tài)。由X9312 工作原理可知，此時X9312 應(yīng)處在所謂的待命狀態(tài)，其輸出的功率控制電壓則為其非易失性存儲器中存儲的中心抽頭滑塊所處位置的電壓。

2.發(fā)射機功率不正常時，即功率控制板輸入的取樣信號超出設(shè)定值時，X9312 對輸出功率的控制情況如下。以入射取樣電壓低于設(shè)定值為例：當輸入到比較器反相端的電壓低于比較器正相端4V 電壓時，比較器輸出高電平，該高電平經(jīng)邏輯組合電路使輸入到X9312 片選端CS（7 腳）的電平為低電平，使X9312 處于選通有效狀態(tài)。同時，INT和U/D端口分別處在中心抽頭滑塊允許向高端移動狀態(tài)。此時，X9312將按圖1 所示的步進式脈沖振蕩器輸出脈沖串的控制下，不斷增大其輸出功率控制電壓，直至達到發(fā)射機功率的設(shè)計輸出值。此外，W4 為帶刻度的多圈電位器。順時針旋轉(zhuǎn)時輸出電壓增加，逆時針旋轉(zhuǎn)時輸出電壓減少，其輸出電壓在0~10V 間可調(diào)。此電壓送至調(diào)制器板的J2_1作為功率控制電壓，當順時針旋轉(zhuǎn)時可以觀測到PA 盒的工作電流上升，逆時針旋轉(zhuǎn)時PA 盒的工作電流下降。正常工作狀態(tài)時此電位器置于固定狀態(tài)，不需頻繁的調(diào)制。至于諸如對-72V 電壓過高封鎖與指示，激勵驅(qū)動不足的封鎖指示，則如圖1 中D 所示，如當激勵驅(qū)動放大不足時，其對應(yīng)比較器輸出高電平，該高電平將使對應(yīng)LED顯示紅色，發(fā)出對應(yīng)的告警指示。