魏宏林

数字延时模块在DX600发射机的应用及调整方法

魏宏林

（作者单位：国家新闻出版广电总局953台）

数字延时模块PDU15F-20主要用于DX400发射机外部射频同步调整和输出模数取样信号调整。通过阐述其工作原理，结合实际电路详细介绍其调整方法。

数字延时模块；PDU15F-20；工作原理；调整方法

在DX600中波发射机中，共有3个地方用到数字延时模块，射频源板、外部射频接口板、驱动编码板。其中，射频源板用到的是PDU16F-3数字延时模块（用英文表示为6-BIT Programmable Delay Line），而外部射频接口板和驱动编码板上用到的是PDU15F-20数字延时模块（用英文表示为5-BIT Programmable Delay Line）。 其 中，PDU16F-3数 字延时模块，6表示有6位可编程逻辑控制输入端，3表示每个步长延迟3ns；而PDU15F-20数字延时模块，5表示有5位可编程逻辑控制输入端，20表示每个步长延迟20ns。两种型号的数字延时模块工作原理相近，本文着重介绍PDU15F-20数字延时模块的工作原理和在DX600发射机外部射频接口板射频同步电路中的工作原理和调整方法。

1　数字延时模块PDU15F-20工作原理

数字延时模块PDU15F-20也被称为五位可编程延时线，共有25=32个数字延时台阶，每个台阶的延时时间为20ns，总的延时时间为640±11.0 ns，有反相和同相2种输出模式，延时精确，输入和输出可以完全嵌位在TTL电平上。数字延时模块的延时量取决于A1、A2、A3、A4、A5输入控制端的电平，其中A1、A2、A3、A4、A5是高电平有效。其延时计算公式是：

TA=T0+Tinc×∑Ai （1）

式（1）中：TA是总的延时量，T0是信号固有的延时量，Tinc是延时量增加的最小步长（根据选择的模块型号不同，可以在0.5ns和20ns间），∑Ai是2i之和（i=1、2、3、4、5）。

如果模块正常工作，使能端EN要保持在低电平，当使能端EN变为高电平，输出端OUT变为低电平。一般情况下，要使数字延时模块PDU15F-20正常工作，需要2个EN端都为低电平，IN接输入信号，A1、A2、A3、A4、A5是5位二进制输入电平信号。OUT是正相输出端，是反相输出端。其中A1、A2、 A3、A4、A5这5个输入端和OUT之间的关系见表1。

2　数字延时模块PDU15F-20在DX600中波发射机射频同步电路工作原理和调整方法

数字延时模块PDU15F-20在DX600发射机外部射频接口板的射频同步电路的运用是具有代表性的，所以通过分析此电路，进一步说明数字延时模块的作用和调整方法。

表1　数字延时模块PDU15F-20功能表

2.1射频同步电路的定义和作用

射频同步电路的功能是通过本地的或者遥控的方式调整数字延时线，以便使外部射频信号与并机网络的电流取样信号达到同步，如图1射频同步电路框图所示，由T4射频电流取样线圈（铁氧体芯电感）反馈过来，作为与射频激励信号同步的合成器电流取样信号，在进行VSWR调整期间，从发射机接口板来的“电压驻波比高电平”（VSWR-H）输入信号对U15射频同步开关进行驱动，使那个同步的合成器电流取样信号替代射频激励源。对功率放大器模块实行保护。这样将安全地缓冲了射频放大器模块，直到VSWR调整完毕。

2.2数字延时模块PDU15F-20在射频同步电路中的作用分析

图2中，合成器输出的射频输出电流取样信号通过CR1和CR4被箝位到TTL电平上，然后又通过反相器U3转换成用于激励数字延时线的一个方波信号。这个信号到达可编程数字延时模块U4，它以数字方式根据二进制的输入信号改变信号的相位，以20纳秒的步进递增来改变一个TTL输入信号的延时。数字延时模块的粗调是通过BIT5的电平来控制继电器K1的通断来实现的，通过BIT5作用在Q4的栅极，使得Q4源极和漏极导通接地，继电器K1动作，这样射频同步输出就发生了180°翻转，输出就被相移180°。数字延时模块的细调是由直接进入数字延时模块U4的第A1、A2、A3、A4、A5位完成的。

图1　射频同步电路框

图2　PDU15F-20数字延时模块调整电路图

其中，LSB（Least Significant Bit）最低有效位包括了BIT0、BIT1、BIT2、BIT3四位数字开关，MSB（Most Significant Bit）最高有效位包括了BIT4、BIT5两个数字开关。如果LSB的1端和15端闭合，则BIT0的输入为1，高电平有效，数字相位调整模块PDU15F-20的A1端输入为1，则此时U4输出的射频输出电流取样信号延时20纳秒。如果LSB的2端和15端闭合，则BIT0的输入为0，低电平无效，数字相位调整模块PDU15F-20的A1端输入为0，则此时U4输出的射频输出电流取样信号不延时。同样，BIT1、BIT2、BIT3、BIT4的工作原理与BIT0一样。而BIT5的工作原理和BIT1、BIT2、BIT3、BIT4不同，如果BIT5输出为高电平1，则高电平作用在Q4的栅极，使得Q4源极和漏极导通接地，继电器K1动作，这样射频同步输出就发生了180°翻转，输出就被相移180°。如果BIT5输出为低电平0，则低电平作用在Q4的栅极，不能使得Q4源极和漏极导通接地，继电器K1不动作，射频同步输出没有发生相移180°。

同步射频调整由一个10位波段指示发光二极管DS7提供正常指示。如果BIT1、BIT2、BIT3、BIT4和BIT5输入是逻辑高电平，反相器就输出一个逻辑低电平并加到对应发光二极管的阴极上，使指示器发出红光。如果输入BIT1、BIT2、BIT3、BIT4和BIT5输入是逻辑低电平，反相器就输出一个逻辑高电平并加到对应发光二极管的阴极上，指示器不发光。

2.3数字延时模块PDU15F-20在射频同步电路中的调整方法

为了保证发射机在电压驻波比、网络驻波比、天线驻波比发生的情况下不出现模块损坏的情况，要将外部射频输入信号和同步射频信号的相位进行调整，使其相位一致。具体调整方法如下。

2.3.1开启发射机

检查发射机无任何问题；按下高功率按钮，开启发射机，输出射频功率200 kW；检查发射机表值和工作状态是否正常。

2.3.2波形测试

示波器外壳接地后，加电；将示波器两探针CH1、CH2分别挂接外部射频接口板TP9（外部射频）和TP10（同步射频）测试点上，如图1射频同步电路框图所示，调整示波器时基，显示1～2个射频周期波形。

2.3.3调整

观察TP9和TP10在示波器显示的两个方波的幅度及相位，外部射频幅度为+5 V左右，射频同步幅度为+4 V左右，如果相位差别较大，用无感螺丝刀调整（LSB）十六进制拨码开关S1，使1T4高频变压器把次级合成铜棒耦合来的高频电流信号进行延时，若相位相差特别大，可调整（LSB）S2，并且DS7频段指示（10段发光二极管）相应的指示灯亮；使两个波形相位最大限度的接近即可，使2个波形上升沿对齐。

2.3.4记录

在值班日志，检修日志上记录调整后的二进制拨码开关S1、S2位置及DS7多段指示灯；仪器使用记录单。

3　总结

数字延时模块在DX600发射机网络并机、模数转换和驻波比保护中都起着重要的作用，其调整需要有一定的实践工作经验，只有明白数字延时模块的工作原理和调整方法，并在实践中加以合理运用，才能使发射机稳定正常工作。本文介绍了数字延时模块在DX600发射机外部射频接口板射频同步电路中的应用和调整方法，其他电路的分析和调整方法可以借鉴此电路的分析方法。

［1］国家新闻出版广电总局无线电台管理局.广播电视发送与传输维护手册10-4分册（DX型大功率中波发射机）［S］.2003.

［2］夏建生，王仲奕.实用电子元器件与电路基础［M］.第3版.刘晓晖，等译.北京：电子工业出版社，2014.

［3］张久全.电子元器件速查与计算手册［M］.北京：机械工业出版社，2012.