阐释中波TBM316D型10kW中波发射机板卡国产化改造
最后更新时间：2024-02-10
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论文导读：效应管并联作放大管，每路功放输出阻抗只为4Ω，再经功率合成后阻抗为25Ω，经末级处理后变为50Ω，所以全固态发射机对于负载阻抗要求比采用高末输出阻抗为800Ω的电子管发射机的要求要更加严格。放大器原理：如图3所示放大器由场效应管V1V4和V2V3和变压器T组成桥式丁类放大器，在推动信号作用下使其两部分别处于截止和导通
摘要：进口发射机的维护费用高，各类板卡昂贵。对进口发射机板卡的国产化改造可有效的摆脱对进口原件的依赖，同时可节省大量维护经费。
关键词：进口发射机 功放板卡 改造
1007-9416（2013）05-0233-02
1 引言
随着广播事业的发展，保障广播节目的安全播出一直是播出部门最重要的一项基础工作。我台在八十年代采购的TBM316D型10kw中波全固态发射机为国外进口产品，由于全固态中波发射机所具有的使用寿命长、故障率低和维护简单方便等特点，有力的保障了我台广播节目的安全播出工作。但对于发射机的维护工作却面临着：相应型号的发射机、一些经常需要更换的主要零部件已停产或改型、使用进口的原型号零件成本过高等问题。为了解决上述问题我台组织专业技术骨干，对发射机的发射控制模块、射频放大模块和PWM功放模块等板卡进行了国产化改造。
2 板卡的改造思路
通过对发射机控制、驱动和功放等核心电路进行调研和可行性分析，最终选择了发射控制模块、射频放大模块和PWM功放模块等三块板卡进行国产化改造。改造思路为：板卡改造首先在保持原板卡电气特性的同时，在原有板卡电路的基础上进行修改，使用功能相同、稳定性和性能更好的元器件，代替当前所使用的已停产或易损型号的元件。
在进行板卡改造前，我们对所要修改的板卡电路进行了系统的分析与调研，通过对照原卡所配电路原理图进行分析，找出在板卡改造的中要遇到的所有技术问题，逐一进行解决。
首先通过将所有要更换的新型元器件进行分类，通过查找元件的原始型号和新型号的产品说明书，逐一确认所有参数后，保证所选元件所有参数要与原始型号的相同或性能及稳定性更高才能选用；然后对比新旧元件的封装方式是否发生改变，在找不到相同封装方式的元件后，修改原电路使其能够适应新型号的元件。由于原板卡使用的很多元件多为20年前的旧型号，而且有些与国内的标准型号参数不一致，这给我们在选件和后期调试过程中都带来很烦，下面我们主要以比较典型的RF功放模块的改造为主来介绍板卡的改造过程。
3 PDM全固态中波发射机原理及各模块功能
全固态调幅中波发射机由四部分组成：射频输出系统、音频处理系统、发射机控制系统和电源管理系统。
射频输出系统主要由射频激励、缓冲放大、前置推动放大、射频功率放大、功率合成、带通滤波和匹配输出等模块组成。这其中主要以功率放大模块最为重要，它决定着发射机的整机输出功率，前置推动放大模块（图1）将经过缓冲放大后的激励信号进行增益放大，使电平提升，然后送至RF功率放大模块对调制后的音频脉冲进行放大，再将功率进行合成，经过带通滤波后一路经过匹配后由天线输出RF信号，另一路进输出监测模块，经控制器后将状态发送到指定监测设备上。
由于全固态发射机采用功率合成技术，本机将10KW的功率平均分配为8个、每个输出功率为1.25KW的大功放模块，每个大功放模块又分为5个、每个输出功率均为250W的小功放模块，这样8x5x0.25Kw再经过功率合成后，可达到10Kw的输出功率。
小功放模块（图2）由两路并联的高频功率放大器组成，采用桥式丁类放大电路，场效应管处于开关状态，电路中采用2只IRFP340场效应管并联作放大管，每路功放输出阻抗只为4Ω，再经功率合成后阻抗为25Ω，经末级处理后变为50Ω，所以全固态发射机对于负载阻抗要求比采用高末输出阻抗为800Ω的电子管发射机的要求要更加严格。
放大器原理：如图3所示放大器由场效应管V1 V4和V2 V3和变压器T组成桥式丁类放大器，在推动信号作用下使其两部分别处于截止和导通状态，在T上得到峰值为2E的方波，经LC滤波后在RL上得到峰值为4E的正弦波放大信号，再通过电压检测电路的平衡调节作用来保证电路稳定的正常工作。主控制板主要用于接收并反映发射机当前各功能模块的工作状态，控制发射机开启和关闭等功能。
4 板卡的改造过程
研究了各功能模块的电路原理后，就要进行所有元件的型号和选材，而在整个板卡改造过程中遇到的最麻烦的问题就是RF功放模块中驱动变压器T所使用的磁环选材和部分面板外露接插件停产或改型等问题了。因为变压器磁环在MOS管高速截止和导通时工作时，由于电流作用，使磁环温度升高，因为国外所使用磁环和缠绕线缆的标准与国内论文导读：径。如果备件长期依赖进口，不仅昂贵，而且订货周期长，特别是播出急用件无法在短时间内解决，给安全播出带来一定隐患。另外，国外设备一般更新换代比较快，经过一段时间后，一些设备的备件便无法买到。国产件能及时进行赶制和抢运，有助于保证安全播出顺利进行。因此进口发射机备件必须走国产化之路。
标准可能有所不同，而这又是决定整个功放模块是否能够稳定和正常工作的重中之重，所以在选材和测试环节我们耗费很大的人力、物力和时间，最后通过多次的测试和比对后，终于找到了与原板卡工作温度等参数最接近的一种磁环和线材的搭配，从而解决了这个问题。
我们使用了Protel 99Se软件绘制修改后的电路原理图和PCB图。绘制电路原理图是整个改造过程中最为重要的一环，在改造的同时要保证电路板尺寸、外形和电气特性等参数与原板卡保持不变，同时涉及到要在原图纸的基础上修改，所以必须采用严谨的态度来对待。我们在现有技术图纸的基础上，通过对照现有元件的DataSheet（产品说明书），确定好了元件的封装形式和管脚实际尺寸等，确保修改后的封装形式准确无误，这里因为有前期详细的调研分析和元件选型等准备工作，所以使得本来应该非常繁杂的修改和绘制工作得以非常顺利的完成，然后建立好新的元件库和封装库，通过自动生成将原理图加载到PCB中，对元件位置按原板卡进行适当调整和定位，然后修改布线规则，设置好间距、走线宽度、焊盘大小等。我们还对在日常测试维护中发现的工作温度较高的几个元件位置，进行了修改管脚位置和覆铜等处理。
5 板卡的调试
电路板由各种集成电路，元器件和联接口和多层布线相互连接所组成，不论哪里出了问题，电路板都将不能正常工作，甚至可能烧毁元器件和电路板。所以在拿到委外制板和焊接好的样板后，我们首先按照维修流程使用万用表、示波器等常规测量设备对板卡进行了元件极性和连接性等测试，在确认新板卡电气特性后，上假负载、不加音周、加高压、设置功率10%进行了上电测试，然后逐步加大功率直至满功率长时间工作。
在上电测试小功放模块和主控制板的过程中就遇到了MOS管安装时接地不良导致无输出、热敏电阻测量温度有较大误差和部分连接器接触不良等问题。
6 结语
进行备件的国产化是一项重要工作，也是降低检修维修费用、取得直接经济效益的有效途径。如果备件长期依赖进口，不仅昂贵，而且订货周期长，特别是播出急用件无法在短时间内解决，给安全播出带来一定隐患。另外，国外设备一般更新换代比较快，经过一段时间后，一些设备的备件便无法买到。国产件能及时进行赶制和抢运，有助于保证安全播出顺利进行。因此进口发射机备件必须走国产化之路。源于：大专毕业论文范文www.7ctime.com
摘要：进口发射机的维护费用高，各类板卡昂贵。对进口发射机板卡的国产化改造可有效的摆脱对进口原件的依赖，同时可节省大量维护经费。
关键词：进口发射机 功放板卡 改造
1007-9416（2013）05-0233-02
1 引言
随着广播事业的发展，保障广播节目的安全播出一直是播出部门最重要的一项基础工作。我台在八十年代采购的TBM316D型10kw中波全固态发射机为国外进口产品，由于全固态中波发射机所具有的使用寿命长、故障率低和维护简单方便等特点，有力的保障了我台广播节目的安全播出工作。但对于发射机的维护工作却面临着：相应型号的发射机、一些经常需要更换的主要零部件已停产或改型、使用进口的原型号零件成本过高等问题。为了解决上述问题我台组织专业技术骨干，对发射机的发射控制模块、射频放大模块和PWM功放模块等板卡进行了国产化改造。
2 板卡的改造思路
通过对发射机控制、驱动和功放等核心电路进行调研和可行性分析，最终选择了发射控制模块、射频放大模块和PWM功放模块等三块板卡进行国产化改造。改造思路为：板卡改造首先在保持原板卡电气特性的同时，在原有板卡电路的基础上进行修改，使用功能相同、稳定性和性能更好的元器件，代替当前所使用的已停产或易损型号的元件。
在进行板卡改造前，我们对所要修改的板卡电路进行了系统的分析与调研，通过对照原卡所配电路原理图进行分析，找出在板卡改造的中要遇到的所有技术问题，逐一进行解决。
首先通过将所有要更换的新型元器件进行分类，通过查找元件的原始型号和新型号的产品说明书，逐一确认所有参数后，保证所选元件所有参数要与原始型号的相同或性能及稳定性更高才能选用；然后对比新旧元件的封装方式是否发生改变，在找不到相同封装方式的元件后，修改原电路使其能够适应新型号的元件。由于原板卡使用的很多元件多为20年前的旧型号，而且有些与国内的标准型号参数不一致，这给我们在选件和后期调试过程中都带来很烦，下面我们主要以比较典型的RF功放模块的改造为主来介绍板卡的改造过程。
3 PDM全固态中波发射机原理及各模块功能
全固态调幅中波发射机由四部分组成：射频输出系统、音频处理系统、发射机控制系统和电源管理系统。
射频输出系统主要由射频激励、缓冲放大、前置推动放大、射频功率放大、功率合成、带通滤波和匹配输出等模块组成。这其中主要以功率放大模块最为重要，它决定着发射机的整机输出功率，前置推动放大模块（图1）将经过缓冲放大后的激励信号进行增益放大，使电平提升，然后送至RF功率放大模块对调制后的音频脉冲进行放大，再将功率进行合成，经过带通滤波后一路经过匹配后由天线输出RF信号，另一路进输出监测模块，经控制器后将状态发送到指定监测设备上。
由于全固态发射机采用功率合成技术，本机将10KW的功率平均分配为8个、每个输出功率为1.25KW的大功放模块，每个大功放模块又分为5个、每个输出功率均为250W的小功放模块，这样8x5x0.25Kw再经过功率合成后，可达到10Kw的输出功率。
小功放模块（图2）由两路并联的高频功率放大器组成，采用桥式丁类放大电路，场效应管处于开关状态，电路中采用2只IRFP340场效应管并联作放大管，每路功放输出阻抗只为4Ω，再经功率合成后阻抗为25Ω，经末级处理后变为50Ω，所以全固态发射机对于负载阻抗要求比采用高末输出阻抗为800Ω的电子管发射机的要求要更加严格。
放大器原理：如图3所示放大器由场效应管V1 V4和V2 V3和变压器T组成桥式丁类放大器，在推动信号作用下使其两部分别处于截止和导通状态，在T上得到峰值为2E的方波，经LC滤波后在RL上得到峰值为4E的正弦波放大信号，再通过电压检测电路的平衡调节作用来保证电路稳定的正常工作。主控制板主要用于接收并反映发射机当前各功能模块的工作状态，控制发射机开启和关闭等功能。
4 板卡的改造过程
研究了各功能模块的电路原理后，就要进行所有元件的型号和选材，而在整个板卡改造过程中遇到的最麻烦的问题就是RF功放模块中驱动变压器T所使用的磁环选材和部分面板外露接插件停产或改型等问题了。因为变压器磁环在MOS管高速截止和导通时工作时，由于电流作用，使磁环温度升高，因为国外所使用磁环和缠绕线缆的标准与国内论文导读：径。如果备件长期依赖进口，不仅昂贵，而且订货周期长，特别是播出急用件无法在短时间内解决，给安全播出带来一定隐患。另外，国外设备一般更新换代比较快，经过一段时间后，一些设备的备件便无法买到。国产件能及时进行赶制和抢运，有助于保证安全播出顺利进行。因此进口发射机备件必须走国产化之路。
标准可能有所不同，而这又是决定整个功放模块是否能够稳定和正常工作的重中之重，所以在选材和测试环节我们耗费很大的人力、物力和时间，最后通过多次的测试和比对后，终于找到了与原板卡工作温度等参数最接近的一种磁环和线材的搭配，从而解决了这个问题。
我们使用了Protel 99Se软件绘制修改后的电路原理图和PCB图。绘制电路原理图是整个改造过程中最为重要的一环，在改造的同时要保证电路板尺寸、外形和电气特性等参数与原板卡保持不变，同时涉及到要在原图纸的基础上修改，所以必须采用严谨的态度来对待。我们在现有技术图纸的基础上，通过对照现有元件的DataSheet（产品说明书），确定好了元件的封装形式和管脚实际尺寸等，确保修改后的封装形式准确无误，这里因为有前期详细的调研分析和元件选型等准备工作，所以使得本来应该非常繁杂的修改和绘制工作得以非常顺利的完成，然后建立好新的元件库和封装库，通过自动生成将原理图加载到PCB中，对元件位置按原板卡进行适当调整和定位，然后修改布线规则，设置好间距、走线宽度、焊盘大小等。我们还对在日常测试维护中发现的工作温度较高的几个元件位置，进行了修改管脚位置和覆铜等处理。
5 板卡的调试
电路板由各种集成电路，元器件和联接口和多层布线相互连接所组成，不论哪里出了问题，电路板都将不能正常工作，甚至可能烧毁元器件和电路板。所以在拿到委外制板和焊接好的样板后，我们首先按照维修流程使用万用表、示波器等常规测量设备对板卡进行了元件极性和连接性等测试，在确认新板卡电气特性后，上假负载、不加音周、加高压、设置功率10%进行了上电测试，然后逐步加大功率直至满功率长时间工作。
在上电测试小功放模块和主控制板的过程中就遇到了MOS管安装时接地不良导致无输出、热敏电阻测量温度有较大误差和部分连接器接触不良等问题。
6 结语
进行备件的国产化是一项重要工作，也是降低检修维修费用、取得直接经济效益的有效途径。如果备件长期依赖进口，不仅昂贵，而且订货周期长，特别是播出急用件无法在短时间内解决，给安全播出带来一定隐患。另外，国外设备一般更新换代比较快，经过一段时间后，一些设备的备件便无法买到。国产件能及时进行赶制和抢运，有助于保证安全播出顺利进行。因此进口发射机备件必须走国产化之路。源于：大专毕业论文范文www.7ctime.com