功率控制電路
功率控制電路
功率控制電路由功率控制電平形成電路(指令電路)和壓控模擬電位器(執(zhí)行電路)兩部分組成。下面首先介紹壓控模擬電位器，然后介紹功率控制電平形成電路。
在TS系列全固態(tài)脈寬調中波廣播發(fā)射機中，對發(fā)射機輸出功率的控制都是由調制推動器中的功率控制電平形成電路來下達指令的，該電路如圖1.4.15所示，其主要功能是完成發(fā)射機輸出功率等級的設置，對因主電源變化引起的輸出功率變化進行自動補償，在發(fā)射機故障時封鎖調制推動器的輸出。
一、壓控模擬電位器
壓控模擬電位器(簡稱模擬電位器，說明書稱為可變電阻)由運放集成電路N10，晶體三級管V4、V5及相關元件組成。N10A為電壓跟隨器，其輸入為功率控制信號，輸出接到V5的基極，用于控制調整V5的基極電位，N10B也組成一個電壓跟隨器，其反饋回路中，串接了一個二極管(三極管V4基極與集電極短接構成二極管)，其輸入由R154提供一個恒定的直流電平，輸出電壓通過三極管V5送到脈寬調制器反相端，與N5B輸出的“音頻+直流”信號一起用于調制72kHz的鋸齒波信號。下面介紹該電路的工作原理。
為了方便敘述，我們畫出模擬電位器及相關電路的簡化圖，如圖1.4.16所示。
1.N10A
N10A構成電壓跟隨器，用于給模擬電位器提供一個控制電平，其輸出端接到V5的基極;在N10A的同相輸入端，有兩個直流控制電平輸入，其一是來自功率控制電路的功率控制電平，它由封鎖與禁止電路、低功率控制電路、主整電源變化功率補償電路、升/降功率控制電路及調試功率控制電路分別提供。除主整電源變化功率補償電平直接送來之外，其他電平均從一個由分立元件組成的電路送來，且為最低電壓起作用。其二是由R154提供的一個直流電平，正常時該直流電平為8.5V，當調制推動器被封鎖或者禁止時，該電平經電阻分壓，給N10A-3提供一個較低電壓，用于控制可變電阻，使調制推動器輸出的電壓脈沖寬度僅為0.2μs，此時發(fā)射機輸出功率很小，幾乎為0，這個0.2ps的脈寬就是由電位器R154調定的。
2.N10B
N10B的作用就是為模擬電位器提供一個恒定的電位。它也是一個電壓跟隨器只是在其負反回路中，串接了一個二極管(由三極管V4把b、c極短接構成)，其目的是為了保證N10B輸出電壓的恒定。N10B的同相端是由R154提供的8.5V直流電平，其輸出為恒定的8.9V電平，當溫度升高使N10B輸出電平發(fā)生漂移而產生△U上升時，此時二極管的正向結電壓隨溫度升高而下降，使反饋到反相端的電壓升高，從而使N10B的輸出電平降低，二極管在這里正好起到了自動補償的作用。
3.可變電阻(V5，V4)
當晶體管工作于某一靜態(tài)工作點時，我們把該點的Uceq/Icq稱為導通電阻并用Rce記之。當決定該點的Ube發(fā)生變化時，Ib隨之變化，Rce也隨之改變，如圖1.4.17所示。我們知道，當電源電壓確定時負載線和Uce軸的交點是確定的，而當負載確定時，負載線的斜率也是確定的，當電源電壓和負載線都確定時，改變Ube從而改變Ib時，靜態(tài)工作點只能在負載線上變化。
所有的固態(tài)機都有調整輸出功率的功能，因此都要求改變表征載波功率的直流分量的同時，使表征調幅度的音頻信號作相應的變化。數字式調幅中波發(fā)射機用數控電位器實現此功能時，使直流和音頻按相同比例變化。
二、功率等級控制
發(fā)射機功率等級控制電路見圖1.4.20，該電路可以看成最低電平優(yōu)先輸出門，當調試功率、功率等級、低功率、封鎖禁止等電路沒有給出控制信號時，由R154設定的電平8.3V從O點輸出，這是O點輸出的最高電平值，此時，發(fā)射機輸出標稱功率(對TS-03C而言為3kW)。當調試功率，功率降級、低功率，封鎖禁止這幾個控制電路之中的某一支路給出電平，其電平都低于8.3V，此時，相應的二極管導通，最低電平從O點輸出，其余的二極管都截止，其控制電平也不被輸出。功率降級電路只在10kW及以上功率等級發(fā)射機中使用。
TS-03C發(fā)射機的輸出功率等級有三種，一是全功率，即發(fā)射機輸出額定功率(或標稱功率);二是低功率，一般情況下將其設置為額定功率的一半;三是調試功率，即可在0～全功率之間設置任意大小的功率等級，不論是在全功率狀態(tài)，還是在低功率狀態(tài)，均可進行調試功率設置。
1、全功率狀態(tài)設置
如圖1.4.15所示，在發(fā)射機面板上的低功率控制開關沒合上時，控制器給出的低功率控制信號為低電平，功率控制電路中的N6B輸出為高電平，VD10不導通;在調試功率控制開關斷開時，VD12也不導通，此時功率控制輸出電平為8.3V，發(fā)射機將工作于全功率狀態(tài)、簡言之，低功率開關斷開，調試功率開關斷開，也沒有封鎖、禁止和功率降級信號，則發(fā)射機被設置為全功率狀態(tài)。
2、低功率狀態(tài)設置
當合上控制面板上的低功率開關，發(fā)射機即設置為低功率狀態(tài)?？刂破髦械墓β薁顟B(tài)鎖存器(U227)相應的輸出端將給出一個高電平，該高電平送到功率控制電路中的電壓比較器N6B的反相輸入端，比較器輸出低電平，這個低電平通過導通的VD10使輸出的功率控制電平降低(低于8.3V)，從而使發(fā)射機輸出低功率。功率的大小由電位器R146調整，調整R146，可改變電阻網絡的分壓值，也即改變了輸出電平值，一般情況下，調整R146使低功率狀態(tài)時的輸出功率為全功率的一半。
3、調試功率狀態(tài)設置
該功率狀態(tài)的設置由調制推動器面板上的脈寬調試電位器完成，該電位器帶有一個聯動開關K，旋動電位器，使開關合上，發(fā)射機即為調試功率狀態(tài)。當發(fā)射機工作于全功率或者半功率時，只要合上這個開關K，即可對輸出功率進行實時連續(xù)調整，可監(jiān)視機器面板上的入射功率表，使發(fā)射機工作于我們需要的任意功率等級。
圖1.4.15中，電容器C14用于消除開關K合斷時的暫態(tài)沖擊影響，D13E用于給出調試功率狀態(tài)指示電平輸出，在調試功率狀態(tài)下，控制/監(jiān)測器面板上的低功率指示綠燈將不停地閃爍。
三、功率自動補償(APC)電路
功率自動補償電路由V10、V11及相關元件組成。由于發(fā)射機的主電源電流很大，難以采用穩(wěn)壓電路對主電源進行穩(wěn)壓，所以，當主電源電壓(以下簡稱主電壓)隨著外電發(fā)生變化時，發(fā)射機的輸出功率也要發(fā)生變化，補償電路的作用，就在于解決這個問題。
補償的基本原理是:當主電壓隨外電升高時，功率控制電路輸出的直流電平降低，調制推動器輸出的調寬脈沖寬度變窄，抑制輸出功率因主電壓的升高而增大。當主電壓隨外電降低時，則功率控制電路輸出的直流電平升高，調制推動器輸出的脈沖寬度變寬，抑制輸出功率因主電壓降低而減小。
如圖1.4.15所示，主電壓采樣的樣值電壓由小盒的15腳輸入，主電壓為標稱值時，其值為-14V。晶體三極管V10接成共基電路，這樣R71、V10、R56構成了對-14V、+15V兩個電壓的分壓電路，正常情況下，V10的集電極電壓為9.6V，發(fā)射極電壓為0.6V。當主電壓絕對值增大時，V10-C極電位降低;當主電壓絕對值減小時，則V10-C極電位上升。晶體三極管V11為射極輸出器(共集電極電路)，在主電壓絕對值增大時，V11基極電位降低，發(fā)射極電位也跟著降低，使輸出的功率控制電平降低;當主電壓絕對值減小時，則V11輸出電平上升，使功率控制電平上升，從而達到在主電壓變化時，自動調整輸出功率的目的。在主電壓正常的情況下，適當調整V11基極的電位器R150，使功率控制電路輸出的直流電平為8.3V。VD14為箝位二極管，用于防止V11輸出的直流電平過高而使輸出功率超過額定值。
四、封鎖、禁止電路
如圖1.4.15所示，該電路由電壓比較器N6C、N6D、三極管V8及相關元件組成。封鎖信號來自控制/監(jiān)測器的封鎖電路，禁止信號來自控制/監(jiān)測器的調制推動器監(jiān)測及主、備切換控制電路。這兩個信號均為高電平有效，即發(fā)生調制推動封鎖(或禁止)時，信號為高電平，否則為低電平。這兩個信號均送到比較器的反相輸入端，其同相端接參考電平，由R45、R46分壓提供，其值為7.5V。比較器的輸出端接三極管V8，V8相當于一個可控開關，當V8-b為高電平時，V8關斷;當V8-b為低電平時，V8導通。
電容器C27的作用是:當電位器R154接觸不良時，防止因電阻的跳變，造成輸出脈沖寬度的瞬時波動，同樣是為了防止功放場效應管損壞。
五、保護電路
由高頻電流過大音頻限幅電路、-15V電源失缺音頻封鎮(zhèn)電路組成保護電路。該電路的作用非常明確，當功率合成器輸出電流過大時，對音頻調信號的正半周(即調制正峰)進行切削;當-15V供電丟失時，封鎖調制推動器的音頻輸入信號。保護電路如圖1.4.21所示。
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