赵永鹏 陈桂华

摘要：通过对某型飞机U/V链机载超短波抗干扰电台一起频率准确度不合格故障进行分析，研究电台的工作原理特别是射频部分的原理，分析影响电台频率准确度的主要因素，将故障定位到晶体振荡器，研究该晶体振荡器的结构和调整方式，并对晶体振荡器进行调整，试验验证了调整方法可行。

关键词：超短波电台；频率准确度；晶体振荡器；调整

Keywords：UHF radio；frequency accuracy；crystal oscillator；adjust

0 引言

机载超短波抗干扰电台作为U/V数据链（Data Link）传输设备的重要组成部分，是数据链传输系统的端机。作为新一代机载超短波通信设备，该电台利用软件无线电等技术实现单通道多模式的传输方式，具有扩频抗干扰明密数传/话音功能，可实现飞机与地面、飞机与飞机间的话音和数据传输；具有直扩、扩跳和调频等多种抗干扰方式，可适应电子战环境下工作，支持组网工作；具有明话优先功能，救生、应急、双收和单音发射等功能以及1553B总线控制功能。频率准确度是考察电台的重要指标，频率准确度直接影响电台能否准确接收信息，电台频率偏移太大甚至会造成电台无法收发信息。

1 故障现象

某型机载超短波抗干扰电台修理技术要求，检测时电台在任一信道上的频率准确度应在±fc×10-6范围内（fc为射频载波频率）。但在电台实际测试过程中，遇到一起电台在整个工作频率范围内频率准确度均超差的情况。继续测试电台其他性能，发现调制度、数据传输误码率等性能在部分频点上也有不合格现象。

2 故障分析

2.1 整机功能分析

图1为机载超短波抗干扰电台的整机功能框图，电台由A1至A5五个功能模块组成。A1单元的主要功能是实现电台与外部设备之间的低频信号连接；将+28V电源转换为整机各单元所需的电压，为电台供电；实现各种基带信号的幅度、阻抗适配以及路由转换；以及对电台的控制。A2中频数字化单元对数字中频进行信号处理，包括调频控制和AGC控制，A2单元中的时钟单元向中频数字化部分提供所需的各种时钟信号。A3频率合成器部分提供发载波信号、主收一本振信号、主收二本振信号和发一本振信号，温补晶体振荡器是电台的标准频率源。A4接收机单元将射频信号变成中频。A5发射机单元的功能包括放大激励信号、调幅状态时在功放模块内部完成调幅功能、对功率放大器输出信号进行滤波、对发射功率进行自动电平控制（ALC功能）等。

2.2 故障定位分析

根据电台故障现象，频率准确度会影响电台的调制度、失真度等指标，但这两项指标不会对产品频率准确度产生影响，故直接由频率准确度入手进行故障分析。根据电台整机功能，A1中的主控模块为整机提供控制信号，若控制信号出错，可能对频率准确度产生影响；A2单元是数字处理单元和保密单元，不会影响发射机频率准确度；A3单元是频率合成器模块，本振信号由该模块产生，标准频率源也置于该模块内，因此该模块影响频率准确度的可能性大；A4单元是中频单元，主要影响接收信号，不会影响频率准确度。综上所述，对A1、A3单元进行分析。

对A1单元电源部分进行测试，电源部分所提供的±28V、±15V、±6.5V以及+3.3V直流电源均在合格范围内。A1控制部分所提供的控制信号可能对频率准确度造成影响，且该部分控制信号测试较复杂，决定采用串件测试方式来排除该单元故障。

A3单元频率合成器单元由一本振部分、锁相环部分、二本振和发射载波部分组成。根据故障特征，一本振部分和锁相环部分对频率准确度影响最大，重点对该部分电路进行分析。如图2所示，来自一本振部分的鉴相频率通过连接器XP3送入N1的42脚，N1的36、37脚输出经由N2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R11、C3、C4、C5、C6、C11组成的环路滤波器输出一个直流电平，此直流电平作为调谐电压去调谐G1。G1输出本振信号经功率分配器U1分两路输出：一路经射频开关N4、连接器XP2送至一本振部分；一路经R1、耦合电容C1作为合成器反馈信号送至N1的27脚使环路闭合。图3所示为一本振部分标准频率电路，G1为温度补偿晶体振荡器，工作电压为+12V。该晶体振荡器通过4脚输出一个标准频率，经过一本振部分其他锁相环电路合成产生一本振信号和载波信号，分别送至接收单元和发射单元。

通过上述分析，可能影响频率准确度的部分为锁相环部分G1输出的本振信号和一本振部分G1输出的标准频率、N15比较器整形后的频率。锁相环部分G1产生的本振信号与标准频率进行数字频率合成后形成一本振信号，即锁相环产生的本振信号不直接作为一本振信号使用，该晶体振荡器漂移的可能性较小。更换N15比较器，故障未消失，因此将故障定位在一本振部分G1晶体振荡器上。

2.3 温度补偿晶体振荡器分析

3 故障排除与验证

根据上述分析，温度补偿晶体振荡器可以通过调整电容量来改变其输出频率，且成正相关。通过查找产品手册中该超短波电台一本振單元晶体振荡器的型号，该晶体振荡器内部设计了可调电容，可以微调振荡器的频率。分解该振荡器，对可调电容进行正旋调整。经过测试，频率准确度和调制度、误码率均有所改善，最终调整到合格范围内。通过正旋反旋调整电容器进行试验，结果表明上述结论正确。

4 结论

通过对超短波抗干扰电台一起频率准确度不合格故障的原理分析、元器件原理分析和故障排除，得出温度补偿晶体振荡器可通过调整电容的方式进行频率调整。需注意的是温度补偿晶体振荡器的稳定度较高，一般可达±0.5ppm甚至更低，在排除电台故障中应认真分析电路原理，将故障准确定位到晶体振荡器后方可进行调整。同时，晶体振荡器可调范围有限，在遇到频率偏移较大的情况时可考虑更换晶体振荡器。在该起故障排除过程中电台多项性能指标不合格，通过对各项性能之间的关系进行分析，找出哪些不合格指标是主导性故障、哪些是衍生性故障，对主导性故障进行分析，最终排除故障，这种排故模式可为其他产品的排故提供一定的参考。

参考文献

[1] 某型机载超短波抗干扰电台使用维护说明书[Z].

作者简介

赵永鹏，工程师，主要从事飞机无线电专业技术研究。

陈桂华，高级工程师，主要从事飞机无线电专业技术研究。