终端发射功率（共7篇）
终端发射功率 篇1
1 概述
大功率短波发射机处在强磁场中, 长时间工作在高频、高噪声的环境下, 再加上周而复始的频繁操作、巡视、抄表等, 不仅容易出现操作差错, 而且也无法实时反映并记录发射机设备的当前运行状态。要想达到上述目的, 必须对发射机设备实现计算机自动监控。由于大功率发射机电磁信号干扰强、机房电磁环境复杂等情况, 因此系统的稳定性和抗干扰性以及对信号的稳定性处理, 则是自动监测系统成功的关键。而系统大量采用的以发光二极管LED表示的运行工况, 往往是通过采集和监测 (如PSM板工作状态信号LED、面板上的阴流过荷LED、风机过热LED等) 获得, 只能间接掌握系统的运行状况。常规的光电转换技术是将这些LED光信号转化为数字的电信号后, 再进行远距离传输, 但由于发射机电磁干扰的存在, 使得这些数字信号的采集、屏蔽和传输技术的难度增加。为此, 本文提出了利用光导管进行光信号的远距离传输和采集处理技术, 大大简化了发射机系统中采用发光二极管LED对运行状态信号的采集和处理。
2 光信号的传输原理
在发射机运行监测自动化系统中, 大功率短波发射机的各种运行状态指示灯信号, 都必须作为状态型信号量进行采集, 也就是转换为通常所说的遥信量。对这类信号的常规采集方法都是在发光二极管的附近, 就近安装光电转换传感器, 将光信号变换为数字的电信号后, 再传送给处理单元。这种方法往往需要解决电磁和电场的干扰等所带来的一系列问题。
POF光缆也称之为光导管, 是近年来广泛应用于自然光照明的一种新的绿色照明材料, 它具有将从一端射入的光线, 利用光导管所具有的光发射特性, 以较小的光衰减将光从光导管的另一端导出, 同时, 光导管具有不受电磁和电场的干扰的能力。下面介绍利用光导管的远距离传输 (导光) 特性, 将发射机所需要的取样点的LED光信号, 传送到远端的光电转换模块, 进行光→电转换。进行光电转换后, 由数据处理终端进行处理。利用光导管进行光信号传输转换的基本原理如图1所示。其工作原理是, 利用光导管, 将发射机上发光二极管发出的光信号, 传送到10～20m远处的数据处理终端, 经处理, 转换为相应的状态量的电信号, 处理终端再通过RS-232通信通道, 将转换的状态量的电信号发送到自动监测处理系统中。
图2为POF光缆 (光导管) 在PSM系统中采集信号实物照片 (图中红箭头指示的为POF光缆) 。
3 光电转换接口设计
利用光导管将LED光信号传送到数据处理单元后, 光信号如何能够变换为所需要的电信号, 是需要解决的核心问题。由于LED光线比较微弱, 经过2mm的光导管长距离传送到数据处理终端时, 光信号的光强度和照度将更加微弱。因此, 必须要提供一个高灵敏度的光电转换接口, 才能满足对微弱光信号的处理。
图3所示的是采集终端使用的高灵敏度微弱光信号转换接口电路原理图。图3中T1为光敏三极管3DU511D, 用于将接收的光信号转换光电流Ia。光电流Ia在电阻R1上产生压降, 使得三极管T2的基极电位升高当T2基极电位大于0.7V时, 三极管BC547导通, 此时, T2集电极上的电压施加到电压比较器LM393的管脚3上, 并和LM393的管脚2上的参考基准电压进行比较。当管脚3的电压高于管脚2的电压时, 比较器LM393管脚1将输出高电平, 否则, LM393管脚1输出低电平。通过调节电阻R3, 可以调节LM393管脚2上的参考基准电压, 用于改善光电转换的灵敏度。
照射到光敏三极管T1上的光照强度愈大, T2的集电极电位就会愈低。当管脚3的电位低于管脚2的参考基准电压时, LM393管脚1上将会输出低电平, 即0V电位, 表示检测到了光信号;当管脚3的电压高于管脚2的参考基准电压时, LM393管脚1上输出高电平, 该点电压大约为11V, 表示未检测到光信号。
C2和C3主要用于对+12V电源进行高、低频干扰信号的滤波, T3和T4为耐压范围为16V的TVS (快速恢复二极管) , 用于保护电源和输出信号接口, 免受高电压的冲击, 避免造成后面采集单元接口和设备的损坏。图4为光电转换接口板实物图。
4 数据处理终端和通信
4.1 数据处理终端
数据处理终端主要由两大部分构成, 其中一部分是光电转换板, 另一部分为中央信号处理板, 数据处理终端的构成框图如图3所示。光电转换板主要完成把光信号转换成满足中央信号处理板需要的电平信号, 并提供给中央信号处理板;中央信号处理板则完成对由光电转换板提供的电平信号进行采集和处理, 并负责与监测控制中心进行数据通信。
由图5可以看出, 一台数据处理终端可以完成对12路光信号到电信号的转换和处理, 同时, 数据处理终端配备了RS-485方式的通信接口, 用于与监测控制中心系统进行远程数据交换。
4.2 通信与处理
经数据处理终端处理后, 被采集到的状态指示信号被转化成状态型即遥信量信号, 并通过R S-4 8 5通信接口, 按照标准的Modbus通信协议, 传送到系统的监测控制中心。监测控制中心的软件系统对采集到的信号进行实时处理, 形成相应的实时数据显示和报告等。使操作人员可实时监控和巡视发射机的运行状况, 随时掌握发射机的各种异常情况, 为发射机的安全、稳定运行提供决策支援。
5 结束语
本文所提到的采集方法, 在我台150kW短波发射机的自动监测项目的工程试验中得到了验证, 并取得了良好的工程效果。同时, 该方法的采用也为在大功率短波发射机面对电磁信号干扰强和机房电磁环境复杂的情况下, 实现发射机运行状态信号的采集, 开辟了一条新的技术途径, 具有很好的参考和应用价值。
摘要：本文提出了一种利用光导管进行光状态信号的远距离传输和采集的技术, 大大简化了发射机系统中以发光二极管为代表的运行工况状态指示信号的采集和处理终端的设计。
关键词：大功率发射机,光电转换,POF光缆
参考文献
[1]童诗白.模拟电子技术基础.高教出版社, 2002.12.
[2]绪星.用光纤传输的RS-485接口电路设计应用.2002:2 (27-28) .
终端发射功率 篇2
使用大功率短波发射天线可以更加简单的对频率进行更换。一般情况下其分辨率往往不超过1赫兹, 其相位产生的声音非常小、而且非常容易控制, 自身带有外部同步激励器的有关接口。能很好的进行浮动载波这一任务, 并且能够出色完成, 这样一来电能的消耗就会大大的减少, 大大降低了能耗。运用循环调制的机制完成设计的任务, 且可以对每一块功放板的工作时间进行限制。
2 大功率短波发射天线的偏向发射的基本原理
首先要将时间与幅值这两个量转化为连续的模拟信号, 然后经过特殊的手段为传输给发射机, 然后增加直流, 使原来单一的音频信号转化成“音频+直流”的信号。在该模拟信号中, 音频信号和直流信号各有分工, 其中直流信号主要对载波的功率进行调节, 具体调节的方式为控制面板上的升降开关, 之后音频的信号就会进入直流信号中, 再通过取样、量化、保真以及编码等过程, 将音频和直流信号转化为特殊的数字信号, 再通过特殊手段对数字信号进行编排之后, 这种数字信号就可以根据使用者不同的要求去灵活的控制射频放射器上的开关。
在纯理想的状态下, 大功率短波发射天线载波经过A/D的转换器取样的“音频+直流”信号的直流部分只会激活18块“二进制”的射频放大器工作, 之后“二进制台阶”放大器将会全部停止工作:010010/000000。
在“音频+直流”中的音频信号传输到发射机的过程中, 经过A/D转换器进行取样的“音频+直流”信号中音频信号的部分会开始“二进制”放大器的工作, 当六块放大器全部进行工作时:010010/111111。
这时候, 若是音频信号继续增多, “二进制台阶”将会停止工作, 与此同时“大台阶”的射频放大器将会开始工作, 他的数字码位是:010011/000000, 在此时间段内, 10k W载波会逐渐达到全部调制, 处于正峰值的位置, 大台阶的射频放大器就会以两倍的形式打开, 在这个特殊的时间点内其数码是100100/000000。与此同时, “音频+直流”的模拟信号中音频所占的比重将会逐渐降低, 当低至某一数值时, 射频放大器模块就会停止工作。
其次是对DM10型进行幅度调节, 此发射机是共有48个射频模块, 每一个组成的模块都可以在非常短的时间内停止工作或者是开始工作, 音频模拟信号的调节主要是依靠全部射频模块输出电压的总大小, 输出电压的大小又是由工作量决定的, 在提供载波的过程中, 放大器的数目是保持不变的, 若是音频的信号变多, 放大器的数目也会增多, 同样的道理, 若是音频信号降低, 放大器的数目也会降低。其短时间内的变化值都会保持一致。
射频部分由振荡器、缓冲放大器、预推动级、推动级、推动电源调整器、射频状态指示、推动功率合成器、射频分配器、功率放大器、功率合成器、输出网络共10部分组成。振荡器产生一射频信号, 并经过缓冲放大器、预推动级。
通过以上的分析说明可以明白, 对数字调幅可以划分成三个步骤进行。第一步就是给模拟信号加入直信号, 经过A/D转换器之后变成“音频+直流”的模拟信号, 信号将会转变成为12比特的数字码。第二步是把12比特的数字码经过调制编码器进行特殊的编码之后, 对功放级进行调节。第三步是功放级既可以作为功率放大器, 又可以作为D/A转换器, 各个射频。主要有编码器去决定放大器模块的开关状态。
3 控制系统分析
控制部分由控制板、显示板以及开关仪表板共同组成。首先控制板的输入指令信号由三个主要部位提供, 显示板由故障检测?、过载检测的逻辑电路组成。其输出的逻辑信号一方面送到逻辑板, 另一方面供显示屏上26个双色指示灯去监视发射机的工作状态, 这些状态指示灯信号可作为遥控信号到外部接口板输出。即使发射机已被关掉, 但许多状态指示被“锁存”, 所提供的故障指示必须将它们复位后才能正常工作, 假如交流供电电源故障, 备份电池电源能使逻辑电路记忆当前的工作状态。当交流供电电源恢复时, 发射机能自动完成开机动作并恢复到停电前的工作状态。对外接口板的作用是提供遥控输入、状态输出和多用仪表输出, 同时, 还起遥控输入与发射机道路隔离作用, 以防偶然有干扰电压加到输入端, 以防损坏减至最小。使用人员可以借助“本地”或者是“遥控”两种办法进行发射机的调控和监视。运用微处理器进行调节, 主要的功能通过LCD显示。在显示中, 入射功率指示、反射功率指示、主整电压指示、电流电压指示、天线零位指示、网络零位指示、射频推动指示、功率等级设定、自动开关机时间显示、故障指示、载频指示、调幅度动态条状指示等。对于故障的报警和保护, 一旦发现问题, 系统可以准确的感知到, 并发出劲爆的信号, 将发生故障的信息及时进行保存, 可以浏览历史保存的信息, 每天可以提供最大上限为五次自动开关机, 有专门的系统对硬件进行保护, 与微处理器同步检测, 确保安全, 具有完善的防雷措施及相应的保护功能。
4 小结
大功率短波发射天线的偏向发射利用进口场效应管当做功放器件, 其优点是可以保持较高的工作效率, 而且可以长时间稳定工作, 过通道设计, 可以非常出色的完成日常工作。
参考文献
[1]陈晓坤, 邓小炎, 郭明月.统计模型在雷达技术中的应用研究[J].安徽大学学报 (自然科学版) , 2012 (01) .
[2]金亦然.硬同轴电缆过渡器的仿真设计[J].安庆师范学院学报 (自然科学版) , 2013 (03) .
[3]曾鹏, 陈雪平, 朱银兵, 胡东亮.基于磁天线的罗兰C测向误差分析[J].弹箭与制导学报, 2014 (03) .
[4]崔国恒, 曹可劲, 许江宁, 朱银兵.磁天线水下接收罗兰C信号可行性研究[J].弹箭与制导学报, 2013 (06) .
[5]晏勇.便携式超高频RFID读写器的FPGA实现[J].单片机与嵌入式系统应用, 2012 (10) .
终端发射功率 篇3
1 大功率短波调幅发射机概述
大功率短波调幅广播发射机是振幅调制为基本调制方式的发送装置。这种发射机的射频工作频率在短波波段(3.2～26.1 MHz)。大功率短波调幅发射机主要由激励器、开关电源以及接口电路等主要部件组成。激励器是对射频信号源头的一种表示。对于开关电源而言,其最为重要的作用就是将充足的电源提供给发射机,并且使大功率短波发射机因出现高温高压故障而引发损失的情况尽可能地避免或降低。
2 影响大功率短波调幅发射机功率的因素
目前广播电台使用的大功率短波调幅发射机都使用PSM技术来控制调制电压,然而长期面对高负荷工作,会导致功率模块中的滤波电解电容量逐渐产生降低的情况,电容容量便会出现不足。
2.1 IGBT栅极电阻产生的影响
PSM发射机功率模块由低压整流器、IGBT组成的电子开关和空转二极管DF等组成。其中IGBT的组成中涵盖了两只串联的晶体管,两个栅极均具备了场效应管的电压控制特性,对于输出端的晶体管统一称之为开关管,对于输入端的晶体管统一称之为保护管。当功率模块处于一种正常工作的状态中时,开关管能够对IGBT通过开关控制电路实施控制,而保护管一直未维持在导通的状态中。
IGBT能够对PSM功率模块中输出的电压实施控制,同时IGBT具备的开关特性又会因为响应栅极电容的再充电受到控制,栅极电容再充电会从栅极电阻受到控制,外部电阻RG会对IGBT的开关特性实施控制。
IGBT开关管中的输入的电容会在开关期间产生变化,并且会不断进行充电与放电,充放电的时间依据开关管导通与关闭期间因受到栅极电阻RG控制时栅极电流IG脉冲幅值的大小而变化。当栅极电阻RG阻值减小时,栅极峰值电流就会相应增加,而此时导通与关闭的时间就会相应缩短并且会降低开关的损耗。然而这时伴随栅极电阻阻值减小时,大电流切换的速度就会过快,那么就需要对产生的电流上升率di/dt予以一定的考虑。因为栅极驱动电路中会有杂散电感存在,快速导通以及关断开关管就会分别产生较高的dv/dt和di/dt,此时电磁干扰(EMI)也会大幅度增多,进而破坏IGBT的开关特性,也就令功率模块中输出的脉冲电压降低了占空比。
另一方面,如图1IGBT栅极电阻同开关时间关系图所示,栅极驱动电压VG处于同一时间宽度下的时候,当栅极电阻的阻值在28Ω时,IGBT导通的时间为1.2μs,而当栅极电阻的阻值在5Ω时,导通的时间为0.4μs,可见随着阻值的增加,导通的时间也会相应的变长,导致出现了较高的占空比。
在实际应用的过程中,对栅极电阻的要求一般为非谐振并且温度系数较小的电阻,此外,还建议对电阻之间进行并联处理。根据图1中的数据可以发现,当处于同一时间宽度的栅极驱动电压VG环境下,栅极电阻的取值增加时,占空比就会升高,导致IGBT功率模块中输出的电压值相应也会升高。
2.2 开关状态检测电路产生的影响
在每个功率模块上均会受控于两条光缆,其中的一条光缆能够对循环调制器中发出的“合”“断”指令信号进行接收;而另外一条光缆能够对这个功率模块工作的正常与否进行信息的传递。而开关状态监测电路能够实现对功率模块工作是否正常进行检测,图2即为其工作的原理图。
从图2可以知道当开通了保护管之后,保护管的输出端也就是A点所在的发射极,获得的输出电压将达到550 V。此处的电压会通过压控振荡器AD654外围处的电路CR1、R11、R12以及功率模块上的电阻R13 (204 kΩ),进而构成回路。图中的电压Vin就是电阻R1l与R13在550V电压中获得的分压,假如将A点当作参考点,那么Vin将是一个负的电压,那么计算下面的频率时,就需要加绝对值符号添加上:
通过相关平台的测试可以发现使用原有的工程模块以及控制板时测量并计算出Vin的值为-3.2 V,当采用了新的功率模块以及控制板时,测量并计算出Vin的值为-3.9 V,这种结果就会令AD654输出的矩形波频率fout从32 kHz上升到39 kHz。光发送器HFBR1521的发光依据就是AD654中输出的矩形波电压以及频率的变化规律,然后通过光缆将信号传输给光接收器HFBR2521。
从图3可看出,555电路会直接受到光接收器HFBR2521中输出矩形脉冲的控制。而555电路在图中被连接成了单稳态的触发器,可以通过负脉冲触发,在555电路中输出的高电平脉冲的宽度大致为11μs,并且要求输入端中触发负脉冲的宽度一定要比输出端低,电容330pF与电阻3.3 kΩ共同组成而来微分电路。依据图3可知,当外电升高时,就会令功率模块中整流输出的电压相应上升,甚至会超过额定的550 V,当Vin绝对值升高以后,就会令AD654中输出的矩形波脉冲频率fout相应升高,进而令传送到图2中HFBR2521里的光信号频率升高,最终令555电路输出状态信号中脉冲电压的平均值升高;而若是外电压降低,就会令555电路中输出状态信号脉冲电压平均值降低。48路555电路输出状态信号在进行了汇总之后,会经过二阶有源低通滤波器滤波,视为一个基准的电压,将其增加到48个比较器的同相端,进行A/D之间的转换。假使将升高555电路输出状态信号的平均电压,就会导致基准的电压随之升高。
从上述的分析中可以获知,外电电压同额定的电压相比若出现了偏高或偏低的情况,图2中输出的基准电压就会以外电压升级的比例进行升降;但是因为控制载波的信号是从自稳压电源中获取到的,所以通常情况下是不会同外电压升降的比例进行升降的。那么这种情况下,如果外电压升高,就会向少合PSM功率模块的方向倾向;反之若是电压降低,那么就会向多合PSM功率模块的方向倾向,继而使发射机高末屏压能够自动调整到或接近额定的数值。
本研究开始做的实验是固定外电电压的情况下对开关状态检测电路模块中电阻值从高值将为低值时,依据R13与R11之间对电压进行分压的关系,使得开关状态检测电路中取样电压Vin得到绝对值的升高,进而令压控振荡器AD654中输出的脉冲频率相应地升高,紧接着图2中555电路中输出的电压也随之升高,进而基准电压也随之升高,导致PSM功率模块向少合的方向倾向,最后使得发射机高末屏压出现不足的问题。
3 结语
通过上文的分析与研究,可以清楚地了解到影响大功率调幅广播发射机输出功率的主要原因。本文以短波发射机在实际的运行维护中经常出现的问题为依据,提出了栅极电阻与开关状态检测电路这两个方面对功率造成的影响,对此维护人员在PSM功率模块上机前要严格按要求进行检查和试验,为大功率短波调幅发射机的正常运行与工作提供保障。
参考文献
[1]符阿琳.短波发射机维护中的安全防护措施分析[J].西部广播电视,2014,(9):115.
[2]胡戈华,刘昕.新型短波发射机的监测与保护[J].通信与广播电视,2014,(2):16-22.
小功率电视发射天线最佳高度研究 篇4
关键词：电视发射天线,最佳高度,工作原理
电视广播之间进行信息传播,需要发射天线技术的支持,在广播和电视中,发射天线起着剧举足轻重的作用。对于广播电视发射天线技术而言,对以往信息传播出现的问题进行解决,防止信息在传播中途出现不稳定情况。对小功率电视发射天线高度进行科学设置,能够提升信息传播质量。因此,结合小功率发射天线工作原理,分析小功率发射天线高度设置的原则意义深远。
1.小功率发射天线的工作原理
广播电视台中,小功率发射天线技术原理本质,主要是借助接收广播或者电视台,向外发射电磁波,然后对这些信息进行接收,借助电线将这些信息转换成无线电波,将转换之后的信息向外发射。这时通过接收设备,例如录音机、无线耳机等对这些信息做出适当的处理。此后,便可以将信息传播给听众。在发射系统当中,天线属于核心设备,全部信息均是要借助天线进行接收或者传播,无线不需要发射电磁波设备相连接,只需要经过天调网络和相应设备对其进行适当处理,便可以对信息进行顺利接收[1]。
运行的主要流程为:天线先将广播或者电视台向外发射的信号进行接收,然后将这些接收到的信号进行转化,使其成为电磁波,最后借助馈线将这些内容进行传输,接收信息设备进行接收,这就是小功率发射天线的主要工作流程。
2.小功率发射天线高度确定原则和措施
针对一些人口相对集中到地区,如大型厂矿或者学校等。为了满足人们对电视节目的收看需求,经常要在这些区域设置一些小功率差转电台或者发射台。在具体实施过程中,因为资金或者管理等方面的原因,人们往往将发射天线在服务区的中心位置建筑物顶端设置。在这些位置上,施工不是十分方便,在过高的位置施工,施工人员的安全得不到保障。因此,并不能将发射天线设置在过高的位置上,通常情况下,将其设置在20m以下。如果周围存在高层建筑,可能会对信号质量带来一定的影响,造成“阴影区”的存在。在这种情况下,可以在屋顶适当的建设发射天线,在安全条件和施工条件等均允许的情况下,进了能的提高天线的高度,至少应当比附近高层建筑的高度再高出10m,从而减少“阴影区”的范围。对频道进行选择的过程中,需要选择米波范围内[2]。米波具备一定的绕射能力,可以从高层上绕过,进而避免“阴影区”出现。
在施工条件和安全条件均不允许的情况下,不能将小功率发射天线设置的过高,当天线在10m以下,并且周围存在高层建筑的阻挡,可以使用一些技术措施,这些措施有:
(1)将发射天线和高层建筑之间,架设相应的基础屏障网。架设这一金属网,起到的作用主要是对发射天线垂直方向的信号以及反射的部分信号进行吸收,促使高层建筑物垂直面不会产生反射,并且不会对建筑内居民带来影响。高层建筑内居民只需要在屋顶设立2-3m的接收电线,便可以接收到相应的信号。
(2)在发射天线的四周,如果存在高层建筑,可以在发射天线支撑杆上,距离发射天线下面0.23-0.7,水平方向设置相应的“十字反射天线”。这一“十字反射天线”的主要作用是将发射天线的垂直面信号反射到空间,进而让周围高层建筑物正好落在信号阴影区内。在这种情况下,高层建筑物就不会再产生反射信号,居住在高层建筑上层的居民也就不回受到辐射。同样,高层建筑上的居民,只需要设置2-3m的天线,就可以接受到电视信号。
3.电磁污染和发射天线高度、发射机功率的关系
电磁污染,主要指的是射频电磁场给人带来的伤害。人如果长期在一定强度的射频电磁波下生活,就可能出现“无线电作用综合证”,进而为人带来一定的危害。针对电磁污染方面的问题,国外研究的较早,特别是苏联研究的早[3]。这些学者认为,无线电波长期影响,会导致人体各个系统出现紊乱,主要表现是头晕、恶心,同时伴随着记忆力下降、多汗和脱发等问题。此外,部分电磁辐射,还会对人体内血液造成影响,我国对这方面内容的研究较少,仅仅对0.3-300GHz的微波辐射对人体的研究做出了相应的研究。
4.发射天线高度、发射方式、天线形式的关系
在高度相同的情况下,采用不同发射方式,所覆盖的方式存在这相对明显的差别。以20m高的发射天线为例,在没有任何遮挡的情况下。功率大小不同,发射方式不同以及服务距离关系如下表1所示:
从表中可以看出,如果发射天线高度不变。采用定向发射的方式要比不定向发射覆盖距离大出三倍。而发射方式主要取决于服务所处地区实际条件,针对平原地区而言,人口集中地方通常是全向发射。山区人口不是十分集中的地方,一般使用的是定向发射方式。发射天线的高度和天线结构也存在着一定的联系,在运行过程中,天线增益是不同,如果发射天线高度相同,对于不同形式的天线,覆盖的范围较大。而带来的增益越高,其所覆盖的范围就越大。
5.结束语
总而言之,对小功率电视发射天线最佳高度研究,认为在施工条件和安全条件均不允许的情况下,不能将小功率发射天线设置的过高,当天线在10m以下,并且周围存在高层建筑的阻挡。此外,天线高度和发射机功率以及电磁污染之间存在着一定的联系,同时发射天线高度和发射方式以及天线形式也存在着一定的联系。因此,对小功率发射天线高度进行设置,要对多种因素进行分析。
参考文献
[1]王帅.试论广播发射天线技术及应用[J].黑龙江科技信息,2015,11:39.
[2]李正武,罗文锋.高可靠多路国标地面数字电视系统简介[J].中国有线电视,2011,03:242-247.
终端发射功率 篇5
近几年来,随着我国经济的不断发展,第三产业蓬勃兴起,饮食店也越来越多,餐饮业油烟排放逐渐对环境造成越来越大的危害。2000年9月30日,国家环保总局发布《关于加强饮食业油烟污染防治监督管理的通知》要求全国各省、市、自治区、直辖市环境保护局(厅)和环境保护重点城市环境保护局将油烟污染问题列入正常环境管理工作范围[1]。现在几乎所有的餐饮店在环保部门的监督下都安装了油烟净化设备。考虑到该设备实际使用情况的复杂性,少量的环保部门工作人员面对如此多而分散的餐饮场所绝对无法有效监督该设备的使用[2]。针对这个问题,本文提出了实地实时采集油烟净化设备功率,通过GPRS把该功率参数到服务器后,对该设备做功率曲线拟合(和预先存放在服务器里该设备的典型功率曲线或证实过的历史功率曲线做对比),这样就能确知该地点的油烟净化设备是否在真正的使用。
1 设备功率监测终端构成
基于GPRS技术的设备功率监测终端主要有电源单元、GPRS模块、MCU、功率采集单元4部分组成,如图1所示。功率采集单元使用电压互感器和电流互感器采集油烟净化设备的电压参数和电流参数,通过CS5461芯片转换成功率参数。MCU采用STC89LV58RD芯片,首先,该芯片内RAM较普通单片机大,所以可以满足GPRS大数据量传输的要求;其次,该芯片工作电压为3.3V,所以可以满足GPRS模块I/O接口电压不得超过3.3V的限制[3]。GPRS模块使用西门子公司的MC55,该型模块集成了TCP/IP协议,可以直接与Internet连接,把STC89LV58RD的处理结果直接传输到环保部门的监测服务器上,不过电源单元比较复杂,因为CS5461需要+5V电压,STC89LV58RD需要3.3V电压,而MC55则需要4.2V电压。本终端采用3块不同输出电压的LM2576稳压芯片来完成3种电源的输出。
2 功率采集单元
CS5461/A是美国Cirrus Logic公司推出的带有串行接口的单相双向功率电能计量集成电路芯片。CS5461/A芯片转换精度高,可测量瞬时电流、瞬时电压、瞬时功率、电流有效值、电压有效值、功率有效值和电能计量,并且具有片内看门狗定时器与内部电源监视器该芯片,同时该芯片接口方便,器件本身形成双向串行接口,双向串行接口与内部寄存器阵列可以方便地与微单片机相连接[4]。
功率采集单元的具体电路,如图2所示。本文使用电压互感器T1和电流互感器T2来获取CS5461/A采集功率所需要的油烟净化设备的电压、电流信息。V1、V2是油烟净化设备的输入电压端,一般为220V交流电,通过R17限流后,在采样电阻R19上形成合适的采样电压。油烟净化设备的电流通过电流互感器在采样电阻R30转换为合适的电压,通过IIN+和IIN-输出到CS5461/A的模拟输入端,由此获得电压转换比例为2 000:1,电流转换比例为1 000:1,若CS5461/A获得的功率参数为X,则实际的功率就为X/(2 000*1 000)。实际使用时,CS5461/A被设置成每1s采集一次有效功率信息,单片机通过中断获取此功率信息。
3 GPRS模块
西门子公司的MC55模块来完成功率信息的无线传输,它适用于欧洲和亚洲的频段场的频段(900/1 800/1 900MHz),支持GSM/GPRS,模块内嵌TCP/IP协议,而且已经获得国内的无线电设备入网证。MC55模块有40个引脚,通过一个零阻力插座(zero insertion force,ZIF)连接器引出,以实现电源、SIM卡、模块控制口和串口等功能的引接以及数据、短消息的传输[5],其具体工作电路如图3所示。
MC55与单片机通过串行口TXD、RXD进行数据交换,异步串行口参数如下:8位数据位和1位停止位,无校验位,波特率在300bps～230kbps之间可选;J1为6脚SIM卡插座;ITG为MC55开关,CON连接单片机的通用I/O口;EMERG OFF为模块的紧急开关,COFF连接单片机的通用I/O口;SYNC为模块的工作状态脉冲输出接口,可通过三极管驱动发光二极管来指示模块的工作状态。
4 通信软件设计
MC55利用GPRS网络和Internet进行通信时,单片机传给MC55的AT命令如下[6]:
5 结论
基于GPRS技术的功率监测终端已经生产并使用。经过实际使用证明,该终端拥有良好的可靠性、实时性,切实减轻了环保部门的工作压力、降低了工作成本,提高了环保部门的工作效率。总之,该终端作为环境保护的辅助手段,具有一定的推广价值,该设计思想对相类似设计具有一定的借鉴作用。
参考文献
[1]牛晓明.饮食业油烟污染现状分析与对策[J].科技情报开发与经济,2006,16(1).
[2]严松,等.广元市饮食业油烟污染现状及防治对策[J].四川环境,2003,22(6):69-71.
[3]STC51RC/RD+系列单片机器件手册[EB/OL].http://www.mcu-memory.com/STC89C51RC.pdf,2006.
[4]Single Phase Bi-Directional Power/Energy IC[EB/OL].http://www.cirrus.com/en/product s/pro/detail/P1036.html/CS5461Product Data Sheet,2004.
[5]MG55I GSM/GPRS模块硬件说明书[EB/OL].http://telpower.jimdo.com/下载中心/MG55i GSM GPRS模块硬件说明书1.1.pdf,2009.
短波发射机功率放大器工作原理 篇6
关键词：短波发射机,激励器,功率放大器,工作原理
来自激励器的射频信号经过射频输入插座馈送到功率放大器, 信号经前置放大器和推动放大器放大后, 由功率分配器分配给八个输出放大器。经放大的各路功率信号在混合式耦合器合并在一起, 经保护电路馈送到谐波滤波器。
风机由插头N的AC 110V供电, 45V和24V电源是经过插头C从电源单元获得的。该组件上的接地螺钉与电源单元的0V相连, 插座D用于功率放大器与机内连接部分相连接。
1 前置放大器
前置放大器是一个屋尔曼放大器电路 (晶体管T101和T102采用共射——共基电路接法) 。有R109/R110调节该电路的静态电流。
2 100W推动放大器
推动器包括由晶体管T201和T202组成的推挽级。T203和T204提供基极供电电压, 静态电流可由R213调节。可通过寂静信号连接线关闭推动级。
3 功率分配器
来自推动器的功率信号在功率分配器中由变压器TR601至TR608分成八路输出信号, 并由电阻R601和R608进行平衡。
4 350W功率放大器
功率输出级由晶体管T301和T302按推挽接法进行工作。集电极峰值电压由二极管D301至D304进行测量, 然后馈送到保护电路。输出放大器每级均配备有供给两个功放管基极供电电源。R308用以调节静态电流。输出级也可通过寂静信号连接线进行关断。
5 高频功率合成器
各个功率放大级的输出信号由高频功率合成器中的变压器TR401至TR408耦合, 并由R401至R408加以平衡。这八路由温度继电器TH401至TH408保护以避免过热。TR409使高频功率合成器输出与50Ω匹配, 该变压器由风机加以冷却, 而风机由TH409控制通断。用于互调调节器的电压U (P—1) 3和用于控制静态电流的电压U (P—HF) 都从高频功率合成器输出分接出来。
6 功率放大器保护电路
保护电路综合功率放大器的各种信息, 完成功率放大器的保护。这些信息包对射频功率、各输出级所提取的直流电流以及各输出级晶体管的集电极峰值电压等信息进行综合。由输出级所吸取的直流电流 (从电源单元以U (I) 信号形式给出) 与射频输出功率相比较, 如果电流过大, 则经过ICA和ICB并通过报警信号线将各输出级关断0.8ms左右, 然后再次接通。如果相应的数值仍然超出许可的范围, 则将重复这一过程。各功率输出级晶体管的集电极峰值电压超过110V时也有同样的结果。
7 功率放大器寂静电路
该电路板装有一些开关晶体管, 这些开关晶体管用于使推动器或输出级正常工作或关断。正常工作时正信号进入引线506, 从而使T504和T502, T506导通, 如果出现报警信号或功率输出晶体管的集电极峰值电压高于110V, T503将导通并阻止输出级和推动级接通电源。推动器的基极电源由ICB稳压, 而各输出级的基极电源则是由ICA和T505调节的可变电源, 用以产生静态电流并根据输出功率确定输出级的工作点。为此, 利用来自混合式耦合器的电压U (P-HF) 控制T505。
全固态短波发射机体积比较小, 而且它的结构设计相对紧凑和高效可靠这些特点, 它的这些特点为它不间断和高可靠的运行奠定了一定的基础, 但是我们要想要保证发射机正常地运作的话, 还需要对它进行正常合理的有效维护。为了能够确保发射机更加安全的运行, 防止发射机发生故障和元件损坏的问题, 我们需要注意下面五个方面:
(1) 首先我们应保证发射机的正常工作环境温度, 要保证能够定期给发射机清理灰尘。
(2) 其次也要定期对发射机各方面的指标进行常规的检测。
(3) 再次就是机器往往在运行的过程中, 要确定工作人员不要随便拉出功放单元, 还有就是随便断开高频电缆连接线, 这样会造成工作异常, 严重了也会造成设备的局部损坏。
(4) 除了上面的我们还应该认真的做好常规检修维护记录, 这样会有利于预防故障隐患和减少设备故障。
(5) 还有呢就是一定要接好天馈线, 这样才能保证匹配良好 (驻波比小于2) 。
为了使发射机能够顺利地运行, 维护工作具有非常重要的意义。维护工作内容包括管理、调整、检修等多重含义, 是平时理论知识和实践经验的总和。
大家都知道在工作中只注重理论上的学习, 从而忽视对发射机的日常维护, 往往是不可能正确快速地调整机器, 确定故障部位的;然而只注重实际维护经验, 忽视理论的学习和研究, 虽然也能处理一些问题, 但具有一定的偶然性, 维护工作也只能停留在较低的水平上。
要想搞好维护工作, 一定要理论联系实际。用理论指导实践, 在实践中学习理论, 做到不断学习和总结, 才能提高维护水平。
(1) 要维护好发射机, 首先要掌握机器的工作原理和线路结构, 另外还要掌握那些主要元器件的作用与位置, 这样才能提高判断和排除故障的能力。
(2) 平时要对发射机每块电路板上测试点的电压和波形要做详细的记录, 把这些要作为原始技术数据, 为以后的维护检修积累资料。
(3) 当发射机出现故障时首先要仔细观察, 一定不要放过每一个疑点。用万用表测量时万用表笔要细, 以免发生短路扩大故障。
(4) 遇到发射机工作异常, 首先要沉着冷静, 然后综合故障出现的现象, 仔细分析并排除故障。切忌盲目行事, 以免造成更大故障。
(5) 工作人员在维护发射机的时候, 一定要掌握好发射机的正常工作状态, 能够科学地分析问题, 并且能够处理每一个故障, 还要做详细记录。只有这样不断的实践和总结, 才能提高维护水平。
参考文献
[1]刘洪才.现代中短波广播发射机[M].北京:中国广播电视出版社, 2003:96-99.
[2]刘洪才, 史存国.广播发射实用技术[M].中北京:国广播电视出版社, 2005:73-76.
影响短波发射机功率的因素探讨 篇7
海华MT2000型短波发射机的结构比较简单, 主要有开关电源、激励器及接口电路等几部分组成, 因此操作也相对容易。其中激励器是射频的主要源头, 能够产生一定频率的调制信号, 并发放到下一个功放单位, 且通过一定的方法处理, 能够完成整个信号的传输。开关电源是短波发电机的电力供应部件, 并能够保护短波发射机, 如果工作过程中出现高温或者高压, 开关电源就会发出警示, 避免继续操作出现故障而导致系统瘫痪。在更换功率模块和控制板时要进行对比测试, 通过对比测试可以发现, 更换后, 短波发射机的高模直流屏压出现供应不足, 从而影响短波发射机的输出电压。通过技术分析海华MT2000型短波发射机中功率模块输出电压的变化规律, 找出关键的影响因素, 这样才能有效消除故障。
2 短波发射机功率降低的因素
现阶段, 虽然广播电台能够通过PSM技术对短波发射机的电压进行有效调节, 可以保证短波发射机运行时输出功率的稳定性。但高负荷的工作状态会导致滤波电容量减少, 特别是如果长期处在这种状态下, 就会影响到短波发射机的正常使用。其影响因素主要有以下几种。
2.1 开关状态下电路检测对功率的影响
在海华MT2000型短波发射机的正常运行中, 有很多因素都能影响到短波发射机的功率, 这与其结构系统有很大关系。在功率模块的装置中, 主要由两条光缆组成, 装置通过这两条光缆对短波发射机进行功率的控制。其中一条光缆用于指令信号的发出, 另外一条则进行信息传递。第一条光缆在接受信息后, 根据分析发出指令, 第二条光缆接受指令, 才能进行正常的传递。这两条光缆之间分工明确, 互相配合。这样, 在开关模式下都能进行发射机功率的检测, 并能根据电压值的高低来判断功率的大小。输出的电压会随着外电电压的变化而发生相应的变化。当输出电压值升高时, 则脉冲频率增大, 相反, 输出电压值降低, 脉冲频率也就减小。同时, 脉冲电压平均值也会根据电压的变化发生相应的变化。但由于信号的来源是稳定电源, 所以一般情况下是不会随着电压的波动发生变化的。由于短波发射机的少合PSM功率模块, 会导致外电压偏高;相反外电压就会偏低。
2.2 栅极电阻对短波发射机功率的影响
在短波发射机正常的工作中, 栅极电阻对短波发射机功率的影响不容忽视。这部分装置既然比较简单, 但作用很大。其组成主要包括低压整流器和电子开关两个部分。其中, 电子开关是由两个晶体管以串联的形式进行连接组成的IGBT器件, 它的两个端口分别为输入和输出端, 分别承担保护作用和开关的作用。栅极电阻由于会影响到电容的充放电过程, 从而影响发射机的输电电压。一般情况下, 为了防止输出电压的干扰, 会在更换功率模块时使用膜电阻作为栅极电阻, 进行连接使用, 避免影响功率。
2.3 短波发射机功率模块故障
产生故障的原因:一般情况下, 短波发射机功率模块的故障原因主要有整流二极管、IGBT、供电接线柱和印制板等部件的损坏。这些部件以串联的形式连接, 其中任何一个环节出现故障会导致整个系统无法正常工作。
元器件影响:测试IGBT的瞬间会产生高压, 要确保不会损坏IGBT器件, 并通过模块改进降低电压。在功率模块还要保证快速二极管的正常运作, 避免出现故障。
功率模块改进措施:这部分的改进主要是针对快速二极管而言的, 由于快速二极管容易出现短路击穿问题, 应该谨慎计算保护值, 确保出现大的电流时能够断开开关, 停止工作, 避免过电流工作造成影响。为了更好地工作, 应该使用容量更大的快速二极管并以并联的形式进行连接, 这样二极管之间互不影响, 独立运行, 一个快速二极管损坏并不影响整体运行。
3 结语
在海华MT2000型短波发射机正常运行时, 由于技术含量很大, 影响因素也很多, 其中最主要的就是文章中列出的两种:开关状态下电路检测对功率的影响及栅极电阻的影响。此外, 还有很多小的因素也会影响短波发射机的功率。通过技术分析, 密切关注这两大因素的影响, 在出现故障时才能够及时解决, 避免了因短波发射机功率波动的影响而导致机器不能正常运行。此外, 要进行专业的技术培训, 全面了解每个模块的功能, 正确使用短波发射机进行发射。
摘要：短波发射机 (以海华MT2000型为例) 具有效率高、性能稳定等优点而被广泛地应用于各领域中, 尤其是在广播电台中。由于短波发射机技术问题很多, 在工作中可能会受很多因素影响而导致功率发生变化或发生故障从而影响短波发射机的正常运行。因此, 全面了解各因素对发射机功率的影响, 便于出现故障时能够及时进行技术分析, 保障短波发射机的正常工作。
关键词：短波发射机,功率,故障分析
参考文献
[1]韦小明.PSM 500 k W短波发射机高末屏压自升自降故障分析与维护[J].山西电子技术, 2010 (4) .
[2]莫磊.BGTB5141型短波发射机调制器过荷与ID217模块烧坏故障分析和改进措施[J].广播电视信息, 2014 (3) .