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某型5kWFM机降功率的原因与解决办法

2013-10-21何楠张小建

卷宗 2013年7期

何楠 张小建

摘 要:本文主要针对某型5kW调频发射机降功率的原因进行了分析,提出了解决问题的办法,并通过实践获得了成功。这样,有利于此类机型的改进与完善,保证了台方的安全播出。

关键词:降功率;放大区与饱和区;场效应管BLF278/BLF177的参数

1 发现问题

全固态调频立体声广播发射机具有电声指标良好,运行稳定等特点。我台购买了一部FM502S—Ⅱ(5kWFM)型发射机,在运行中发现有降功率现象, 刚开机时输出功率为5.2kW,电流为75A×2=150A(2个48V开关电源均流工作),运行半小时后,功率降到3.6kW,电流为60A×2=120A 。分析认为可能有以下几个方面的原因 :

1.分配器与合成器系统

2.滤波器系统

3.环境温度与功放管自身温升问题

4.前级功放

2 分析问题

1. 对于分配器与合成器系统,用DS7631A网络分析仪进行测量,各输入和输出端口阻抗正常(50+j0),匹配完好。隔离度(≥26dB)、插损(≤0.15dB)和驻波比(≤1.1)都符合要求。

2. 滤波器系统,其滤波器采用三节低通电路,保证对二次和三次有足够衰减。用DS7631A网络分析仪进行测量,插损(≤0.15dB)和驻波比(≤1. 1) 及高次谐波抑制(≤-55dB), 都符合要求,并且内部安装紧固,工作时也不发热,故没有问题。

3. 环境温度与功放管自身温升问题,由于机房有空调,环境温度始终在22℃左右,机器本身风量正常,散热良好,况且场效应管温度结问题是其共有问题,不会有大的影响。

4. 由于前3个部分都正常,故将重点放在前级功放上。经仔细观察,刚开机时,前级输出功率指示为100W,几分钟后输出功率会下降,半小时后,会降到80W左右,故认为是前级功放的问题。

3 解决问题

1. 对前级功放的分析

a. 5kWFM的框图为:

前级功放的输出功率经四分配器分配后,将四路射频信号送到末级功放。当前级功放输出功率降低时,送入四个末级功放的射频信号将减小,导致末级功放四路激励信号降低,所以经合成器合成后输出功率降低。

b. 场效应管的结构与工作区

此机型前级功放采用场效应管BLF278作为放大管。 场效应管多采用N沟道增强型的V—MOSFET管,其特点是利用严格控制扩散结深的方法来控制沟道长度,以提高它的高频特性。其采用共源连接方式,其源极与衬底连接并接地。电路如图3-1(b)所示,与之相对应的输出特性曲线如图3-1(c)所示。

从图3-1(c)可以看出,其分三个工作区,分别是:1放大区 2饱和区 3截止区 。

c. 场效应管BLF278的参数

从参数表可以看出,在调频段,当输出功率为300W时。其增益Gp和效率η才达到额定值,即工作状态在饱和区。否则就会工作在放大区,状态不稳定。

d. 场效应管BLF177的参数

由于前级功放只需100W左右的功率,用BLF278时,就会工作在放大区,状态不稳定,故想到用BLF177,其参数为:

从参数表可以看出,在调频段,输出功率为100W左右时,工作状态在饱和区,状态稳定。

2. 对前级功放的改进

a. 用BLF177替换BLF278

由图3—1(c)和BLF278/BLF177的参数表可以看出,前级功放的输出功率在100W左右时,BLF278工作在放大区,状态不稳定会降功率。而BLF177则工作在饱和区,状态稳定,不会出现降功率现象。这样,用BLF177替换BLF278就顺理成章。

b. BLF177的电路图

BLF177放大电路常用电路图如下:

c. 实践成功

将前级中原来所用的BLF278功率放大器改为图3—2电路所示的BLF177功率放大器,重新调试后再开功率,由于前级工作在饱和区,状态稳定,输出功率也稳定,使得整机输出功率达到稳定状态。整机开满功率后,前级输出功率在100W左右,连续工作24小时再无降功率现象。整机电流为75×2=150A,整机输出功率指示始终是5.2kW,达到了“满功率”运行的要求。至此,对此机型的改进取得了成功。

4 结束语

1. 從场效应管BLF278/BLF177的输出功率大小和工作状态着手,分析了出现问题的原因。为此类调频机提出了一个解决问题的办法,值得推广。

2. 从维护的角度讲,善于观察、分析和改进,将会使机器更加稳定可靠。

3. 此机型若增加AGC(功率控制)功能,就更完善了。

参考文献

《调频立体声广播发射技术》黄如风 著 浙江大学出版社