发射机开机控制电路设计研究

本台在“西新工程”对发射机进行了全面固态化技术改造后，全固态PDMTS-03C中波调幅广播发射机已作为各频率主要转播发射设备。该发射机高频激励、中间放大器、调制推动等部分均有主备可置换；发射机末级由四个相同调制/功放小盒（有备份）组合均可互换调节；唯有发射机中控制监测器（即控制箱）部分无备份可替代，时常控制箱发生故障给日常技术维护和安全播出工作带来了一定难度和不便。为此，组织工程技术人员不断技术攻关和设计实验，专门设计发射机应急开机控制电路，可以临时替代发射机控制箱开机应急播出的功能，且经测验发射机各项开机运行指标仍旧保留不变，为发射机不停机应急播出和抢修与排除控制箱故障争取宽余时间。通过长期发射机应急开机控制电路的实际应用效果很好，现已作为本台安全播出应急预案替代发射机控制箱备份装置，为优质安全播出工作发挥其关键作用，即使在中央扩覆和备机改造工程后，仍然彰显着应急开机控制电路在发射机中起着积极作用。

二、技术分析

TS-03C中波发射机控制箱内部设有发射机开关机控制电路、中间放大监测电路、调制推动监测电路、功率和功放监测电路、过流和反射过大保护电路、故障封锁保护电路和自动监测与控制以及智能显示等主要部分组成。发射机控制箱内部包括控制、监测、保护、试验、复位和过荷试验等功能，承担着发射机监测控制运行管理保护等主要工作任务。在发射机控制箱内部设有开关机工作程序的设置和输出功率的调整及设置，在发射机工作状态下，对电压电流音频射频等技术参数信号进行连续监测并给出明确指示，若检测越限过载等问题会发出相应保护工作指令，或者调整发射机工作参数和发出故障报警显示，避免发生故障时设备元器件损坏。当发射机某部位出现故障或某参数未能达到要求时，及时显示某部位故障，短时间给出封锁指令，或者长时间作出封锁保护发射机，并第一时间给技术值检人员分析判断所产生故障部位和快速处理与排除故障提供方便，达到监控保护发射机正常稳定运行的目的。但是，由于该发射机控制箱没有备份装置，加上控制箱内部各种电路结构复杂、各种元器件数量多而繁杂，每当发射机控制箱内部发生故障时，只要某部位某元器件的损坏，就必须停机停播将控制箱整个卸下来检修，抢修起来既麻烦又耗时，况且无法确定修复时间，给技术维护和安全播出埋下困难与隐患，极大影响该发射机安全播出停播率。为了解决和改善发射机控制箱无备份难题与状况，通过工程技术人员不断探索和实验，研试出发射机脱离控制箱也能开机应急播出的简易开机控制电路，临时替代发射机开关机控制电路的功能作用，解决在无监测保护状态下发射机基本参数保留不变的应急播出，专门设计了应急开机控制电路，为发射机不停机排除控制箱内部故障赢得了更多时间和便利，为提高该发射机安全播出停播率起到了积极作用。TS-03C中波发射机控制箱内部设有并排四组（1XS1、1XS2、1XS3、1XS4）AZ矩形连接器插座组成，每个插座有20个接线脚（接点），每个接点都有一定信号链接或空置，负责着发射机与控制箱之间信号通信和数据传输主要纽带工作任务，并将采集发射机各种数据信号通过连接器插座输入到控制箱、控制箱各种控制信号通过连接器插座输送发射机各个部分：其中连接器插座1XS1和1XS2为监测发射机各种运行工作状态、连接器插座1XS3为控制发射机各种运行工作指令、连接器插座1XS4为远程遥控设备传送发射机各种运行工作状态和各种遥控指令。综上所述，根据发射机控制箱控制检测功能原理和控制箱AZ矩形连接器插座传输链接功能用途，结合发射机开关机控制电路工作原理和AZ矩形连接器插座1XS3开关机工作指令链接用途，主要分析开启发射机应急播出的关联电路和接点关系，具体分析如下：

1.接点1XS3-7是输出控制主电源工作信号，当合上发射机面板上“主电源”开关时，在无外电或低压越限主机门正常联锁情况下，接点1XS3-7输出为低电平，驱动主电源中间继电器JQX-10工作，启动两个主电源交流接触器（K1、K2），主电源电路工作（即输出-140V）。该接点1XS3-7和9XB1-17连接再与主电源中间继电器JQX-10控制接点连接。

2.接点1XS3-4、1XS3-19输出控制中间放大器（简称中放或IPA）信号，其中1XS3-4是中放使能的控制接点，它与接点3XS1-7和3XS2-7连接，当禁止信号为高电平时，VD7导通，V2导通，禁止中放工作。接点3XS1-8和3XS2-8由主整二档交流接触器（K2）控制，当主整二档交流接触器（K2）启动，使接点3XS1-8和3XS2-8通过主整二档交流接触器的43脚和44脚接通后下地，3XS1-8和3XS2-8变成低电平，允许中放工作。接点1XS3-19是中放交换控制，它与接点3XS1-6、3XS2-16、中放主备交换电路接点3A1-2连接，当中放正常工作时，控制箱中控制器来至控制电平为高电平，交换继电器不工作，并接的三个常闭点4（5、8）、1（6、11）将中放A的输出到调谐回路，同时该控制电压送到中放A的6脚（即3XS1-6）和中放B的16脚（3XS2-16），6脚在高电平时中放A中的V1导通，V2截止，中放A由前级送来的射频激励信号去缓冲器D2输入端，为后级提供激励信号；中放B16脚的高电平使中放B的VD6反向偏置，V2导通，将中放B的射频激励信号下地，禁止中放B工作。当中放A不能正常工作时，控制箱中控制器送来的控制信号为低电平，交换继电器工作，其常闭点断开中放A输出，常开点3（7、9）、1（6、11）导通中放B输出，同时该低电平控制信号使中放A的V1截止，V2导通，将中放A的射频激励信号下地，禁止中放A工作，而中放B的VD6正偏导通，V2截止，中放B输出的激励信号经D2缓冲级后去推动半桥工作。

3.接点1XS3-1、1XS3-2、1XS3-3、1XS3-11、1XS3-13是输出控制调制推动信号。接点1XS3-1和1XS3-11是调制推动禁止信号，分别与调制推动的接点4XS1-19和4XS2-19连接，分别由低电平控制调制推动主（MD1）和调制推动备（MD2）工作，不使它们同时输出，造成脉宽输出的重叠和混乱，当它们悬空时，相当于输入高电平。接点1XS3-2是调制推动封锁，它与接点4XS1-18和4XS2-18并接，当接点1XS3-2高电平时调制脉冲输出将被封锁，来自接点4XS-18、19的封锁、禁止指令高电平（“1”），一路通过VD20、VD21及D13C、D13D使继电器K1断开，切断了脉冲输出，一路加至N6C、N6D使输出翻转为低电平（“0”），V8导通，低电平通过VD11、R112加至N10A-3，使脉宽变为0.2us左右（这一脉宽通过调整R154得到），也就是控制脉宽的电平接近0V，当指令解除时，N10A-3上电压，由于R112、R46及C31的充电，逐渐升高，因而使脉宽自窄至宽有一个渐变过程。接点1XS3-3、1XS3-13是调制推动交换控制，分别与9XB2-34和9XB2-35连接，再与调制推动交换板（4A1）上两个继电器控制接点连接，当接点1XS3-3输出低电平时，MD1输出，否则禁止MD1输出，当接点1XS3-13输出低电平时，MD2输出，否则禁止MD2输出。

4.接点1XS3-5、1XS3-6、1XS3-15、1XS3-16是输出控制降功率信号，它们分别连接到调制推动接点4XS1-8和4XS2-8、4XS1-6和4XS2-6、4XS1-7和4XS2-7、4XS1-5和4XS2-5，当发射机出现故障时，控制箱中控制器根据故障状态，进行自动降功率调节，高电平使能，接点4XS1-5、6、7、8脚按8421码进行降功率调节，低电平时不起作用。

5.接点1XS3-12是输出控制调制/功放信号，它的作用是脉宽调制封锁，与调制/功放的7XS1-12连接（四个调制/功放12脚并接在一起），当封锁端（7XS1-12）送来高电平信号(15V)时，比较器N1A输出低电平，比较器N1B（LM319N）输出也为低电平，R21和R22之间的PDM脉冲流经VD2通地，使V4、V5、V6、V7截止，功放停止工作，但可控硅不动作，封锁信号失去后比较器输出变高电平，调制/功放恢复工作。另外：特殊双功能接点1XS2-17，它与调制/功放的7XS1-26连接（四个调制/功放26脚并接在一起），即给7XS1-26提供24V电源（即调制/功放热保护电路提供24V电源），又能在调制/功放出现不平衡或过热故障时，给控制箱中控制器提供PA故障指示。

三、设计应用

综合以上主要关联电路和接点关系及功能作用分析，在发射机上主设备正常开机工作时接点（1XS3-1、2、3、4、5、6、7、12、15、16）输出低电平，当发射机控制箱内部出现故障时，只要上述接点连接下地，即可得到主设备所需要的工作低电平，为了不影响控制箱正常工作，需要将上述1XS3各接点分别连接下地，但接插或切换起来非常不便。因此，可以利用二极管单向导电性，将每个接点与接地点之间串接一个二极管，并将所有二极管负极并接在同一个接点上，再将该接点通过切换开关下地，这样既能使控制箱正常工作时各个接点充分隔离互不影响，又能达到应急开机控制电路工作时只需一只切换开关控制该各接点接地的目的。为了发射机主中间放大器应急开机时不受控制箱影响，必须将接点3XS1-16接地，中放转换继电器24V工作电源需要切断（相当于1XS3-19输出高电平）。在拆卸下控制箱时，调制/功放所需要的24V电源由接点7XS1-26供给，备用中放接点3XS2-7所需要的高电平也是通过24V电源供给，24V电源通过开关对3A1与接点7XS1-26、3XS2-7之间进行控制转换，即可应急开机控制电路和控制箱之间的控制切换，整个电路只需一只三刀双掷开关就可以完成发射机正常和应急播出的转换，当关闭应急开机控制电路时，控制箱正常工作；当开启应急开机控制电路时，控制箱的控制功能被屏蔽不起作用，由应急开机控制电路代替开机，控制箱完全可以拆卸下来检修。

1.图中K1为三刀双掷开关，当K1处于OFF状态时（即应急开机控制电路关闭），发射机控制箱处于正常工作状态，此时24V通过K1-1常闭点对3A1中放交换继电器直接供电，中放交换由控制箱中控制器正常控制，调制/功放小盒的封锁，经由K1-3常闭点受控于控制箱中控制器；当K1常开点打开时，电路其余部分均不起作用，整个发射机的控制均按正常顺序工作。

2.当K1处于ON时（即应急开机控制电路开启），发射机为应急开机状态，只要低压开关合上，发射机即自动开高压正常播出，此时中放交换不起作用，24V经K1-1的常开接点，经R1降压后直接加到中放B的第7脚（3XS2-7），用于封锁中放B，以避免两个中放同时工作而引起差拍声。同时使中放A的第7脚（3XS1-7）和第16脚（3XS1-16）分别通过VD6、VD5接地，使中放A保证开通。在电路中，24V又通过K1-1直接加到调制/功放的第26脚（7XS1-26），使调制/功放的温度保护和不平衡保护在应急状态下仍旧有效，在这种情况下，一旦调制/功放自身发生不平衡等故障，仍可通过调制/功放内自身保护电路起作用，封锁该调制/功放，避免元器件的损坏。

3.图中VD8～VD13通过K1-2常开点直接接地，使调制/推动的降功率、低功率、禁止、封锁控制等均直接接地，即使控制箱中控制器对调制推动的各种封锁和控制均失效，也能保证调制推动能够正常开出。VD15通过K1-2接地，使交流配电装置主电源中间继电器（JQX-10）吸合，其作用相当于控制器开高压。VD16通过K1-2接地使调制推动交换板（4A1）继电器1吸合，保证调制推动A输出到四个调制/功放上去。4.图中K1-3常开点吸合后，原有来自控制箱中控制器50毫秒封锁不起作用，即调制/功放的第12脚（7XS1-12）直接接地，解除了控制器对调制/功放可能封锁，这个接点（1XS3-12）没有采用连接二极管下地，是由于串接二极管后对正常工作情况的封锁时间有一定影响，所以采用直接切断转换方式。按照以上图4发射机应急开机控制电路工作原理要求，设计制作加工好应急开机控制电路线路板，将选好的普通整流二极管（如1N1007）、电阻（选用1W）、普通三刀双掷开关、线缆（选用屏蔽线缆—避免电磁干扰影响，尤其是与中放连接线缆较长）等器材，依据设计电路将相关元器件和线缆一一安装熔接，将该线路板固定在与发射机顶部或AZ矩形连接器插座边旁，再将三刀双掷开关安装在发射机控制箱背后预留孔上（便于随时切换），安装好后必须检查无误方可开机试播，最后查看发射机面板上各个指示表和指示灯（除控制箱指示灯不显示发射机工作信息外）仍均显示正常工作，表明发射机正常运行应急播出方可卸下故障的控制箱检修。通过实践证明设计应用的发射机应急开机控制电路可以取代控制箱开机应急播出，达到设计应用的目的。特别注意：当开关K1处于ON状态时，控制器的所有采样功能、报警功能、保护和封锁功能均已失效。因此，应急开机控制电路的应用仅在控制箱故障时临时应急使用，平时应急开机控制电路开关K1的位置必须处在OFF位置上。