哈里斯3DX50发射机原理及调机实践

哈里斯3DX50发射机原理及调机实践 哈里斯 3D X50 发射机原理及调机实践 袁长斌李晓飞胡昭培张洪亮 () 安徽广播电视传输发射总台 , 安徽省 合肥市 230065 ( ) 3D摘 要 : 3D X50 发射机是哈里斯公司 2000 年推出的新产品 , 采用了数字直接驱动 技术 ,代表了新一代中波广播发射机的发展方向 。作为国内首家使用单位 , 本文对其原理及技术特点作 了简要介绍的同时对在安装调试实践中遇到问题及解决办法作了阐述 。 关键词 : 全固态 中波发射机 数字直接驱动 中图分类号 : TN93413 文献标识码 : B 我台于 2001 年底引进了美国哈里斯公司的一3D X 发射机所采用的是 D X 系列机的数字调幅 台 50 k W 3D X 全固态中波发射机 , 用于省生活台技术 , 沿革了其基本特性 , 但 3D X 的驱动部分使 ( 1395 KHz 节 目 的 播 出 , 在 此 , 根 据 3D X - 50 k W 用了 数 字 直 接 驱 动 技 术 , 即 3D Digital Direct ) 发射机在我台的实际安装调机和运行状况写出技术 Drive 技术 , 去除了 D X 机中的射频驱动级 , 使 报告 , 供大家参考 。 整机效率更高 , 更稳定 。3D X 发射机也由此得名 。 1 发射机简要介绍 111 基本原理 3D X 机是哈里斯公司 2000 年推出的中波全固 态广播发射机的最新产品 , 是大规模集成电路与数 字化相结合的产物 , 在此先简要介绍一下 3D X 机 图 1 工作流程图的一些技术特性及原理 。 至此 , 确定该天线的高频头为双极化单 IF 输1 所 示 , CC TV3 、5 、6 、8 供 电 电 压 为电如 图 出的 , 并且极化装反了 。用卫星场强仪测量时供电 18 V , 此时数据解码器供 14 V 的电压实际上没有设置在 18 V , 刚好是垂直 IF 信号输出 , 故能接收 用到 , L NB 供 电 电 压 为 18 V 。在 拆 CC TV3 、5 、到信号 。当中频缆接到数据解码器时 , 数据解码器 6 、8 接收机之后 , 只有数据解码器供 14 V , L NB供电 L NB , 设置在垂直 , L NB 的供电电压在 14 V 的供电电压为 14 V 。左右 , 实际上此时只是输出水平极化 IF 信号 , 因 此 , 解码器收不到所要求的信号 , 一直处于搜索状 发现问题原因之后 , 决定将数据解码器换回原 态 。 () 来的天线 , 只是要把解码器的参数 极化设置为 在没有拆 CC TV3 、5 、6 、8 接收机之前 , 供 水平就可以了 。经过这样更改参数设置之后 , 解码 器很快锁定 , 恢复正常 。 为了提高天线增益 , 安全可靠接收信号 , 专业 卫星电视节目信号的接收 , 使用的天线要用双极化 馈源 , 单极化 L NB 。对于必须用双极化单 IF 输出 高频头的天线 , 应规范设置 , 方便其他维修人员检 测 , 保证一部卫星电视解码器在使用时参数设置与 标准的一致 , 节目信号能正常接收 。把卫星接收机 输入的音频信号通过模数转换成为 14 bit 的数拔功能 。发射机的激励器有两个 , 互为主备 , 可自字数据流 , 称作音频字流 , 音频字和表示载波功率 动切换 。另外 , 还有双低压电源 , 双 2 进制模块和 的载波字在激励器的 F P GA 中迭加后产生数字音 双 2 进制模块电源 , 亦是内置自动切换 。 ) ( 频信号 。之 后 便 是 通 过 D3 板 即 数 字 直 接 驱 动 3集成度和智能化 ) 板在激励器和调制编码板之间提供串行连接 , 在 3D X 发射 机 上 一 些 微 机 单 元 、CPL D 、F P GA 每个射频周期 , 激励器送出的串行控制信号通过 器件 、CAN 总线的应用 , 使得整机的机程度和智 D3 板送至调制编码板以决定需开通多少块 功 放 , 能化有了较大的提高 , 使整机更加的高效 、稳定和 安全 。 送出射频功放所需的低电压方波射频驱动信,同时 ) 号 。4可升级性 中波 广 波 的 数 字 调 幅 化 是 未 来 的 发 展 方 向 , 调制编码器接收由 D3 板送来的串行调制控制 信号和驱动信号 。串行调制控制信号是一个 16 bit 3D X 发射机可支持现有的各种数字调幅广播标准 。 ) 5其他的字段 , 其中一个 5 位字段用以说明需要开通的大 台阶功放模块数 , 其范围是 1,16 个 , 另有一个 6 3D X 机的激励器可以接受模拟音频 , 也可以 接受 A ES/ EB U 信号 ; 支持同步广播 。 位字段 , 用以控制 2 进制功放模块 。 调制编码器是根据串行调制控制信号来编码 , 2 装调机 211 在 3D X 机未到位之前的大量准备工作对大台阶功放而言 , 编码依据优先表来完成 , 优先 ) 1参阅 3D X 英文技术说明书 , 加深对新机器 级的变化是依据于系统中调制编码器的位置地址 , 的认识 。 50 k W 机只有一个功放机柜 , 其中有 4 个调制编码 Ω ) 2架设一条 50的馈管至天线铁塔下的天调器 , 分别控制最多 16 个大台阶功放 , 这 4 个编码 器由其位置来确定优先级 。如果有功放模块损坏 , 调出 3D X 天调网络 。,室 这里简要介绍一下天调网络的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 安装及调此模块将自动从调制编码器的可用模块资源池中去 除 , 它 通 过 CAN 总 线 送 给 激 励 器 一 个 模 块 坏 信 试 : 息 , 在下一周期 , 激励器将重新分配模块 , 并少分 首先 测 量 2 号 天 线 塔 1395 k Hz 的 天 线 参 数 , 配一个功放模块给上传模块坏信息的调制编码器 。 我台 决 定 50 k W 3D X 1395 k Hz 发 射 机 同 200 k W Ω 如此 , 就不会出现原来 D X 机中一旦有低端模块损 936 k Hz 发射机实现双频分馈共塔 , 3D X 用 50馈 坏 , 就会使调幅波形受损的情形出现 , 杜绝了产生 管 。设计过程如下 : 由于是 50 k W 3D X 发射机同 此类失真的可能 , 不会再影响到输出的音质 、功率 200 k W 936 k Hz 发射机两频共塔 , 先根据理论数值 和调 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 。 调出 3D X 机侧天调的阻塞 936 k Hz 网 络 , 再 完 成 然后 , 就是大家所熟知的类似 D X 机功放输出1395 k Hz 的调配 , 经过测算选值 , 初步考虑采用如 合成 、带通滤波 、阻抗变换 、功率传输等过程 , 与图 2 所示的方案 。 D X 机原理大致相当 , 在此 , 不再加以详述 。 112 3D X 机的一些特点 ) 1功能较完备的人机界面 3D X 机提供了一个 V GA 显示屏 、一组逻辑开 关及模拟式指针仪表 。V GA 显示屏由计算机控制 , 图 2 1395 k Hz 天调网络预设计方案 显示任意时刻发射机的工作状态和故障部位指示考虑 折 合 进 去 阻 塞 936 k Hz 网 络 L 1 、 C1 在 等 , 并且可由显示屏改变发射机的一些参数设置 ,1395 k Hz 下的 电 抗 , 同 时 选 取 合 适 的 L 1 、 C1 值 功能较为完备 。使阻塞网络承受较小无功功率等要求 , 然后使用一 ) 2冗余的设计方案Γ 般的形网络达到 1395 KHz 自身的阻抗匹配 。 212 调机D X 机的特点 ,3D X 机继续了发射机部继承了 件的冗余度设计 , 这尤其体现在功放模块上 , 一般3D X 机到位之后 , 我们很快与哈里斯的国内 情况下 , 50 k W 的 3D X 发射机只需约 24 块功放模 代理工程师一起将整机装配好并加电试机成功 。但 块即可达到所需的载波功率电平 , 而 3D X 机有 62 机器试运行时出现以下问题 , 机器在加大调幅的时 ) 公司的售后技术服务中国代理工程师也是首次接触2电压或电流取样电路真实地检测到幅度和这类机型 , 对该机特性不甚熟悉 , 所以一开始我们 相位差 , 这个幅相差来自于 3D X 机自身输出网络 把原因归结到天调网络上面 , 在重新调测了 3D X 的变化 。 ) 机的输出网络 、馈管匹配和天调网络的边带特性之3确实出现了负载端的匹配 、边带以及网络 后结果仍不理想 , 在分析 1395 k Hz 天调的网络形 的工作稳定性差等问题 。 Γ π ) 式之后 , 决定改高 Q 值的型网络改为型网络 。 4取样电路没有问题 , 偏差出现在网络零位 如图 3 所示 。 检测电路自身的节上 , 即误检 。 ) 对于 1, 电压或电流取样电路由一般的耦合 变压器和电容元件组成 , 电路设计特性上应不存在 问题 , 又是新机器新器件这种可能性也很小 。 ) 对于 2, 我们把侧重点放在了输出网络与馈 线阻抗匹配箱之间的连接段上 , 此段采用一根细铜 图 3 1395 k Hz 天调网络修正设计方案 管 , 其引入的电感参量按理论分析对输出网络有影 通过计算机辅助设计 , 在提供的大量数据中进 L 1 响 , 并会造成取样值的漂移 。所 以 , 我 们 用 一 段 行选择 , 取 Q 1 = 4 , Q 2 = 0164 , 此时对应的 μμΩ 50硬馈管将其更换 , 更换之后取样漂移的情况不 = 1711H , L 2 = 8183H ,C2 = 695 p , 但实际上 再发生 。 依据此组数据组建的网络反射功率较大 , 用电桥在 ) 馈线口测试 , 发现边带特性不太好 , 具体数值为 :对于 3, 前文已经做了调试测量验证 , 网络 Ω也已 经 进 行 了 反 复 的 优 化 设 计 。我 们 又 将 一 部 1390 k Hz Z = 45171 - j2186 Ω 50 k W PSM 机调频为 1395 k Hz 使用同一网络播出 , Z = 51177 - j11271400 k Hz 状态正常 , 反射很小 , 工作稳定 。验证说明网络没 于是我们对元件数值进行了微调 , 进一步降低 有问题 。 了 Q 值 , 并考虑天调室馈线到网络之间的连接段 ) 最后对于 4, 这里将给予详细的分析 :的引入电感 , 使网络呈容性来加以中和 , 最终在馈 网络零位如图 4 所示 。线口测量边带为 : Ω Γ 1390 k Hz Z = 52155 + j1 . 93= 01025 V S W R = 1105 Ω Γ 1400 k Hz Z = 51176 - j1151= 01027 V S W R = 11055 达到了比较理想的结果 , 此时的网络从实测数 据看 , 应当已经满足固态机对网络的要求 。但经过 此番改动之后仍然不能使机器稳定加上大调幅 , 不 过排除了是由于天调出问题的可能 。 针对 3D X 机不能稳定的加上较大调幅的问题 , 在进行了充分了理论分析和论证之后 , 应该说我台 的天调网络的设计调试完全能够满足 3D X 机的要 求 , 问题的应归于对发射机网络零位的调校和输出 网络的调整上 。 下面是分析 和解决过程 : 当加入大调幅时 3D X 机的网络零位值会慢慢 变大 , 指示此时合成器取样电流和带通网络端口的 取样电压间有相位差和幅度差 , 这种差值达到一定 平之间的差值供检波 , 这个检波电平的大小反映了, 在解决了网络零位的调校和通过以上的过程 输出网络和天调系统对输入音频响应的匹配程度 ,漂移 之 后 , 3D X 机 可 以 在 满 功 率 状 态 下 加 到 近一旦两输入电平间出现幅相差 , 就说明负载出现匹 140 %的调幅 , 低频端的大调幅特性也非常好 , 圆 配或响应问题 。 满的解决了这个问题 。 O PA2227 U 1B 为一加法运算器 , 经过滤波之最后 , 对 3D X 机器各项指标的实测数据表明 ,后的检波电平与一个负电平在此相加 , 之后进入一 此机的各项指标都远超过了广电部颁甲级标准 , 可 级由 O PA2227 U 2B 组成的放大器其输出即为网络 以工作在最佳状态 。 零位电平 。 在 3D X 的装调机和前一段运行过程当中 , 我 们还碰到过其他一些问题 , 比如机器某个部位的功 将 TP2 和 TP7 测试点的电流和电压取样波形 接入双踪示波器 , 将示波器探头打在 10 倍衰减位 放模块或调制编码器模块的插槽接触不良 , 2 进制 置以减小引入电容 , 从而不影响调校参数 。我们发 模块 、大台阶功放模块的损坏 , 高压电源检测板对 现在接入纯阻性质匹配负载的情况下 , 电压电流的 3 相进线电压的误检等 , 我们都进行了修复 、更换 取样波形在幅值和相位上均不相同 , 造成了误检 , 及处理 。另 外 又 加 装 了 GPS 10 M Hz 同 频 激 励 设 与事实不符 , 检测电路没有调好才是造成机器加不 上大调幅的真正原因 。参照随机说明书 , 通过调节 备 , 为 1395 k Hz 节目的同步广播打下了基础 。 ) ) ( ( R 2 取 样 电 平 调 整 、 R 27 网 络 零 位 调 节 、3 小结 这次装调机是我台首次使用进口大型发射设 ) ( 备 , 3D X 发射机是哈里斯公司 2000 年的高技术新 R 38 网络零位增益和C14 , 使网络零位为零 。 品 , 我们是国内的首家使用单位 。通过装调机 , 我 具体步骤为 : 们有以下几点体会 。 网络电压和电流的取样应该是同相同幅的 ,当 ) 1在网络设计中大量使用我们自己的计算机 然这是在发射机拥有一个良好的负载的情况下 ,我 们的网络能够满足这一条件 。辅助设计程序 , 提高了工作效率 , 对优化网络选择 ) a使用双踪示波器 , 用 10 X 测针测试 TP2 和益处多多 。 ) TP7 , 保证每个信道的示波器设定是一致的 ;2经过不懈努力 , 通过对天 调 网 络 的 优 化 , ) 对零位检测电路误检的调校 , 在没有技术外援的情 b使发射机 工 作 在 50 k W , 开 机 后 , 会 在 双 踪示波器上看到图像 , 使用一个无感工具 , 调节 况下 , 通过对检测电路的调校 , 使 3D X 发射机大 R 2 、 C14 和 C20 得到两 个 同 幅 同 相 的 取 样 , R 2调幅工作 , 改善了妇儿台的播出效果 。 ) 调节电流取样的幅度 , C20 调节电压取样的幅度 ,3装调机是一个系统的工程 , 大量细致纷杂 的工作也同时锻炼我们的工程技术人员 , 提高了分 C14 调节取样电流的相位 ; ) c在输出监视器上 , 观察 TP2 的电流波形 ,析和解决问题的能力 , 为发射机的优质安全播出提 () 和 TP7 的电压波形值 用示波器, 保证它们同相 供了强有力的保证 。 ? 参考文献同幅 ; 1 哈 里 斯 公 司 .3DX - 50 kW 发 射 机 技 术 说 明 书 .)d 用数字表测量 TP9 的电压值 ; 2000 )e 使 R38 全部加上 ; )f 同时按下 F3 、F4 , 再按 CAL , 设网络零位() 收稿日期 : 2003 - 10 - 25 Trip 点为 100 % ; () 作者简介 : 袁长斌 1964 - , 男 , 安徽大学无线电工) g调节 R27 直到 TP9 的读数在 ?011V 之间 ,程专业本科毕业 , 工程师 , 主要从事广播电视设备安装调 之前应保证上述的相位检测使能调整已执行 ;试维护工作 。 ) h调 R2 使 TP2 的值为 TP7 的 60 % ; ) i调 R38 使 TP9 的值为 310 ?0110v ; ) ( )j降低网络零位 Trip 点百分比 通过 CAL 欢迎点击 : 直至发射机出错 Trip 关机 ; ) k调 R2 , 使 TP2 和 TP7 上电压取样匹配 。 WWW. cnxbgd . co m 设置结束 , TP9 的值应为 ?011V 间 。