外电波动引起COM—500B—1型宽带功率放大器保护的分析

    侯智烨

    摘要：文章简单介绍了TSW2500型发射机上所使用的COM500B-1型宽带放大器基本原理，以及在外电闪落的情况下，其自保故障现象及故障原理分析。

    关键词：TSW2500型发射机；COM500B-1型宽带放大器

    1引言

    在宽波段工作范围内能采用自动调谐技术是现代通信的发展的趋势，以方便快速更换工作频率。为了能够达到快速切换频率的要求，可以在发射机的中间各级采用宽带功率放大器，它不需要调谐回路，就能在很宽的波段范围内获得线性放大。一般来说，宽带功率放大器适用于中小功率级。作为大功率短波发射机由于工作频率宽，频率高，输出功率大，目前实现全机的宽频带放大在技术上还达不到。但对于高前级由于所需的输出功率小，现在都采用宽频带放大器作为推动级。宽频带放大器的使用减少了整机的调谐回路，降低了机器的复杂程度，简化换频程序，有利于机器的稳定，既提高可靠性，也使体积大大减小。

    2COM-500B-1型宽带功率放大器基本原理

    目前，瑞士进口的TSW2500型发射机，其推动级使用COM500B-1型宽带放大器，是一个固态线性功率放大器，由美国LAMBDA RF SYSTEMS公司出品。宽带放大器作为前级电子管CTK12-1的预放大器，其最大线性输出功率为500W，利用风扇进行强制风冷，所需48V直流电源由电源模块PS 148A提供，110V/220V AC交流供电转换为48V DC为功率模块供电。由稳压器产生15V电压为驱动模块和控制系统供电。COM500B—1型宽带放大器方框图及供电系统，如图1所示。

    在驱动级射频输入信号增益为45dB。通过一个功率分配器送给两个相位差为1800、功率为300W的功率模块。两个功率模块送出的信号合成，通过低通滤波器，送到驻波比检测器监测。功率模块有温度保护，如果温度过限，到驱动模块的输入功率将自动降低。如果负载的驻波比过限，也将自动降功率。这两种宽放保护系统决定了如果系统过载时，宽放将降功率和断激。

    3COM-500B-1型宽带功率放大器保护电路分析

    3.1 COM-500B-1型宽带功率放大器自保故障现象与原理分析

    在发射机的日常维护工作中，我们发现，在外电突然闪落的情况下，重新加高压，经常遭遇宽带放大器故障问题。故障现象主要有以下两种。

    3.1.1宽放无输出功率

    故障现象如下所述：发射机倒频后，加高压，高前屏流IaV1彩条升到0.5A左右后停止，其他彩条没有显示，马达MP02不停调谐，无法找到调谐点。RFAT逐渐变小，直至变为0。最后，发射机会显示前级调谐失败告警。（原因分析：此故障为宽放电源自保无输出使激励信号无法送到高前极，高前无栅流。A297检波器无法检测出正常信号，使PREV-T变压器前级信号为低电平，使Va-EN为低电平，禁止上高压。使FVAEN为低电平，KM62不吸合，帘压加不上。）

    3.1.2宽放输出功率不足

    故障现象如下所述：发射机机加高压，无法达到额定功率，只能加到250KW左右，显示器显示“升屏压停止”，高末栅流等彩条偏小，自动调谐已结束。手动调谐无效，功率仍旧升不上。特殊情况下，发射机可以升至500Kw额定功率，但是表值异常，RFAT量偏小，可至10以下，宽放电流明显小于正常值。

    以上故障现象均由宽放保护逻辑电路产生ALC驱动电压引起的，下面对其电路做以具体分析，其原理如图2所示。

    两块300W功率放大模块的输出信号在功率合成器T1中叠加。电阻R1用于平衡功率合成T1的两路输入信号。T2是变比为2：1的变压器，将T1的输出阻抗由25Ω变为50Ω，然后将功率合成信号送至驻波比检测单元。

    VSWR检波器示意如图3所示中的T1是一个电压互感器，入射电流和反射电流分别流过R5和R6。可调电容器C3～C4用来进行平衡校正，二极管（IN4148）CR和CR6构成检波器。入射电压和反射电压分别送至控制器电路，然后将驻波比信息送至微处理器，最后产生ALC控制电平。

    增强型N沟道MOS场效应管Q2（MRF150，检修维护过程中要有防静电措施）外接48V偏置电压，集成运放U1（MHW592）外接28V的偏置电压。另外，FET晶体管外接稳定的5V偏置电压。因此，通过控制FET晶体管的偏置电压的开和关可以很简单地控制FET的导通和截止。晶体管Q1是专门用来控制偏置电压的切换的。驱动电平控制是通过控制流过PIN二极管CR1的电流的方式来实现的。同时，也就实现了对U1输出的射频信号强度的控制。这样，控制器单元就可以根据温度保护电路、VSWR保护电路取样回来的信号决定驱动电平是否消减。

    宽频集成运放U1具有35dB的增益，射频信号经过其放大后送至Q2，Q2再将射频信号进行放大。放大后的射频信号由同相功率分配器T4分解为幅度、相位都相等的两路射频信号。这两路信号再作为功率放大模块的驱动信号。

    3.2 VF和VR的零位调整

    （1）在COM 500B-1型射频宽放的射频输出端外接一个50 Ω的负载。利用频率合成器将一个20MHz的射频信号送至射频宽放的射频输入端，逐步增加射频输入信号电平，直至宽放的功率指示表显示为300W为止。

    （2）使用示波器测量控制器电路板中的U6C的管脚8的电压。调整VSWR检波器的可调电容C3，直至输出信号电压最小（峰值低于0.5V）。

    （3）将VSWR检波器的输入输出信号线交换连接，利用示波器测量U6D的管脚14的电压。调整VSWR检波器的可调电容C4，直至输出信号电压最小（峰值低于0.5V）。

    （4）恢复VSWR检波器的信号线。

    4结语

    关于COM-500B-1型宽带功率放大器保护电路简单分析到此。关于宽放的故障还有很多，入宽放输入保险爆、输出短路等，这里就不再陈述。宽放自保故障一般没有报警，根据故障现象凭经验可以判断，并与频率合成器加以区分（频率合成器故障时发射机有故障提示），一般重启宽放后即工作正常，如若不行则需更换宽放。