梁辉 罗斌 蒙子扬

【摘要】简单介绍北广TBH-522型150kw 短波调谐发射机在自动调谐系统下第2路高末级调谐腔体无法完成自动调谐引起的发射机故障分析与处理过程。

【关键词】短波调幅发射机;自动调谐;谐振腔体;减速器;故障;分析处理

中图分类号：TN92                          文献标识码：A                           DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.08.09

北京广播器材厂TBH-522型150kw短波发射机随着科技进步，在结构上和电路上都进行了不同程度的改进。在电路方面，高频衰减器开始是由电子开关来控制的，后来改成由PIN二极管来控制;为提高发射机的杂音指标，将电子管的灯丝供电由交流改为直流;自动调谐控制套箱和计数译码器等部分的电路也进行了不同程度的改进;发射机的电控系统和自动调谐系统陆续改进为数字化的微机控制方式。

1. 故障现象

机器自动换频时，调谐套箱显示第2路高末级调谐腔体内的调谐元件未走到调谐点预置位置，导致调谐套箱后面无法自动完成调谐元件的粗调和细调，机器无法实现正常换频。打开腔体机柜门，发现腔体内的短路面板无法走到预置腔体调谐点。

2. 自动调谐原理

北广TBH-522型发射机工作在3.9-26.1MHz的高频频率范围之内，在更换频率时，高前放大器和高末功率放大器都要进行调谐，高末输出要进行匹配，另外还有一些馈线特性补偿的元件也需要进行调整，使上述换频过程迅速完成，并能够实现自动化，因此引进了自动调谐的概念。

自动调谐就是指被调元件（比如：调谐腔体、可变电容器、可变电感线圈等），根据指定的射频频率，自动地调整到所需要的调谐、调配的位置上，从而使高前级和高末级完成调谐调配，最后达到输出满功率的整个过程。自动调谐的调整过程又分成“粗调”和“细调”两个阶段。所谓“粗调”就是：根据高频信号的频率，将调谐元件调整到预先规定好的位置上。所谓“细调”就是：在粗调完成之后，立即接通高频信号和PSM信号，同时使高前级的偏压切换到正常状态，高频衰减器恢复正常工作状态，高末电子管的阳极电压和帘栅电压解除封锁，高末级电子管和高前级电子管均处于正常工作状态，发射机中的鉴相器和调配用的鉴阻器开始工作，并使发射机准确地调整到调谐点和调配点上。

调谐系统之所以可“自动”完成，就是因为它本身是一个闭环的控制系统，自动调谐系统是工作在闭环状态下的。自动调请闭环系统大致可用图（1）的方框图来表示。

在粗调时，误差信号指的是：由随动电位器（与被调元件一起联动的多圈电位器）上取样电压与主动电位器（在预置盘上事先调整好数值的电位器）上取样电压或EPROM存储器送出的位置电压信号相比较，经比较放大后得出的误差信号。

在细调时，误差信号指的是：由鉴相器、签阻器给出的误差信号。在伺服放大器的输入端，有一个用运算放大器搭接成的误差放大器。对于粗调来说，它相当于一个比较放大器（同相端输入的是随动电位器的信号;反相端输入的是主动电位器的信号或计数译码器中EPROM存储器送出的D/A转换信号），经比较放大器比较放大后，送出误差放大信号Δu，对于细调来说，它又相当于一个同相放大器，同相端输入的信号是由鉴相器或鉴阻器给出的误差信号，反相端被接地，经同相放大后，送出误差放大信号Δu。不管是比较放大器，还是同相放大器，只要误差放大器输出的电压足够大（超过±1V门限电压），就会驱动电机转动（执行元件），被调元件也会跟着转动，直到放大器输出电压小到规定范围以下（小于±IV门限电压）时，电机和被调元件将停止转动，这时我们就认为调整宣告完成。由此可知，自动调谐系统是工作在闭环状态下的。

我们把某一个被调谐元件习惯上称作某一路。全机共有8个被调谐元件，因此自动调谐的路数共有8路，即有8路伺服放大系统。

8路使用的高前级的取样电容是容量为50pF的真空可调电容器，主要用于鉴相器取样，取样电容与高前级电感线圈同调的目的是：为了使鉴相器在整个频段内获得比较均匀的高频电流取样。 在上面8路中，只有1路、3路、5路有细调，其余5路只有粗调，没有细调。

发射机的自动调谐系统8路调谐元件的位置和自动调谐的工作原理如图（2）所示。从图中可以看出：高前级有两路：一路是前级调谐电容C1（1路）;另一路是高前级电感线圈L1和取样电容C3（8路），取样电容C3与高前级电感线圈LI是一起调整的，即：同调，继电器3A7K1是用于高前级阳极馈电阻流圈切换的，继电器的控制信号来自预置盘中的高前级阳极馈电阻流圈切换控制电路切换频率是8MHz，其目的是为防止在高前级产生阻流圈的寄生震荡。8MHz以上频率时，继电器接点接通，将馈电阻流圈短路，变成两节滤波;8MHz以下时，接点断开，将馈电阻流圈接入，变成三节滤波。

高末级共有六路：即：2路、3路、4路、5路、6路。中间标有“M”的方框，是传动器部分，与传动器联动的电位器是随动电位器，它与被调谐元件是一起联动的。随动电位器上电压的变化与被调元件的位置变化是一一对应的，用随动电位器上电压的大小就可直接反映出调谐元件位置的变化。在图2中，画有运算放大器的方框是伺服放大器（共8个），在8个伺服放大器中，只有1路、3路、5路标有粗调和细调，在调整过程中，需要进行粗细调切换。在细调过程中，它们的细调误差信号分别来自鉴相器φ1、φ2和鉴阻器，其他5路没有细调。在粗调期间，误差放大器的同相端的信号取自随动电位器的中心端，反相端的信号取自两方面：手动和预置时，取自置盘中预置频率-B5的主动电位器（给定电位器）;自动和半动时，取自计数译码器中的数模（D/A）转换器图2的下方是计数译码器中数模（D/A）转换器送出的粗调位置电压信号和预置盘送出的粗调位置电压信号的切换控制电路（即：手动方式和自动方式的切换控制电路），该控制电通过控制继电器K26-K30来完成。继电器和切换控制电路均安装在预置盘的电路板上，自动工作方式的切换开关安装在“自动调谐控制套箱”的面板上。

4. 处理过程

发射机2路出现故障，我们首先再次进行手动输入换频，发现故障依旧，先检查2路伺服放大器驱动单元，发现输出至腔体控制机构电压正常，而空气压缩机也能正常控制短路面板吸放气，分离腔体控制机构，短路面板也可以通过滚轮手动更换到换频位置，排除了短路面板轨道卡死和轴承故障问题，故障点初步认为用于控制滚轮的执行元器件，主要集中在步進电机和谐波传动减速器，当自动调谐套箱执行换频动作时，发现码盘齿轮带动减速器非常吃力，拆下减速器，发现减速器转轴内部销钉已经折断，转轴已经磨损，因此无法正常带动滚轮滚动，导致无法实现自动换频。我们重新更换新的减速器机构，再通过自动调谐套箱面板完成9810Khz和13610Khz两个频率的微调，试机后调谐腔体能正常执行换频操作，各项指标均正常。本次维护的重点和难点在调谐套箱复位后要和调谐腔体复位保持相对应位置，这就要求我们只能通过更改减速器码盘方向位置实现二者相对应，我们通过调谐套箱完成复位后，用胶布固定码盘齿轮的位置，手动推动短路面板至原来腔体内部复位点，然后再进行减速机构和腔体控制线的连接，相对应从而实现调谐腔体复位和调谐套箱复位点一致。

在本次故障中，2路调谐腔体由于减速机构的损坏，当调谐套箱开始完成自动换频时，满盘齿轮转动后转速器转轴不动，转轴不能带动滚轮二无法拖动短路面板的走到当前频率点的位置，导致2路无法完成粗调出现故障，最终导致发射机无法实现自动换频。为避免类似故障的再次发生，在平时的维护工作中不仅要对发射机的工作原理掌握透彻，还应加强对发射机各元器件接点的检查，对联动机构的机械转动部位检查，以便及时发现故障隐患予以排除。