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摘 要 本文简要介绍了SW100B短波发射机高频放大器工作原理，针对发射机运维中高频放大系统出现的典型故障进行了分析，对故障排查、处理过程进行了论述。
关键词 短波发射机 电子管 高频放大 整流滤波
中图分类号：TN83文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2015.04.019
SW100B Shortwave Transmitter High Frequency Amplifier
System Principle and Typical Failure Analysis
QIU Huaqia
（State General Administration of Press and Publication，
Radio and Television QiLiuYiTai， Yongan， Fujian 366000）
Abstract This paper briefly introduces the SW100B shortwave transmitter working principle of the high frequency amplifier， chance d for launch in the typical faults of high frequency amplifier system is analyzed， discusses the process of troubleshooting， processing.
Key words shortwave transmitter; tube; high frequency amplifier; rectifier filter
0 前言
SW100B短波发射机是航天部23所生产的大功率短波广播发射机。介于当时技术原因该发射机由PDM改制为PSM型发射机。该发射机音频系统采用PSM技术，高频系统采用自动调谐电路。工作频段范围具有自动跟踪频率功能，自动调谐过程中具有封锁音频信号，当发射机出现故障需要切断高周末级屏压或需切断输出高频信号时须封锁PSM。由于大功率发射机通常工作在高电压、大电流的环境，元器件老化，环境湿度过大，工作环境积尘都将导致器件绝缘降低;发射管由于内部极间距离较近，结构脆弱发生碰极短路也是常有的事;尤其是工作在高频放大系统的器件出现这样那样故障在所难免。在此，本文简要介绍了SW100B短波发射机高频放大系统工作原理，就笔者在运维中遇到的高频放大系统故障及处理方法进行了讨论。
1 SW100B发射机高频放大系统组成及其工作原理
1.1 SW100B发射机高频放大系统组成
系统由频率综合器C1、高频前置放大器B3、高频推动级B4、高末级放大器以及谐波滤波器B7、定向耦合器B5和一些其他辅助电路组成。
1.2 SW100B发射机高频放大系统工作原理
由频率综合器C1，产生发射机工作需要的高频载波信号，送到频率监控组合G1，经鉴别后送入高频前置放大器（简称宽放）B3进行放大。宽放的输出激励高频推动级（简称推动级）B4，高频推动级将进一步放大的高频载波信号送高末级放大器（简称高末级）。在没有调制的情况下，高末级放大器放大并输出功率为100kW的等幅载波信号;而在调制状态下，高末级放大器将放大并输出载波功率为100kW的调幅波信号。该调幅波信号，经谐波滤波器和定向耦合器，或直接送等效负载，或再经阻抗变换器送天线。以下分别对各主要组成部分进行介绍。
1.2.1 频率综合器C1
频率综合器的功能是产生频率为3.2MHz～26.1MHz工作频段的高稳定、高纯度的频率基准信号，作为高频放大设备的激励源。
1.2.2 高频前置放大器
高频前置放大器主要功能：一是对频综送来的频率为3.2MHz～26.1MHz、功率约50mw的高频信号进行放大，二是接受自动调谐组合G2的控制，当细调时，用改变增益的办法来改变高频前置放大器的输出大小，最终达到发射机满功率的输出要求。
1.2.3 高频推动级B4
该发射机推动级采用风冷四极管RS1072C和屏极网络等元件构成的屏调放大电路。高频前置放大器输出的高频信号（150Wp-p）送入高频推动级进一步放大，其输出激励高末级。推动级放大管工作在乙类状态，屏极效率约52%。屏压为+3kV并馈，帘栅压为+400V，由稳压电源供给。屏极网络采用电感调谐方式，它由可变真空电容器C414、C415主电感L410、L411构成。其中C414、C415、L410用于粗调，电感L411用于细调。电感L410为外圈固定部分，分三段共14圈，旁有簧片触点，不同频道短接不通圈数。L411为内圈可动部分，共6圈，间隔安装在L410的中心轴上。细调时是改变L411与L410之间的相对位置来改变其电感量的，这是一种非接触式的调整方式。L411的起始位置与水平成30？夹角，可调范围是向上来回转60€敖牵绺辛康淖艿鹘诜段г嘉？.4～8.4uH。本槽路线圈能满足宽频带范围使用，又克服了带电调谐时可能产生的打火问题，提高了工作的可靠性和稳定性。
推动级电路中，还有两个用于自动调谐的鉴相器B4.1和M3、M4、M6、M7，4个驱动装置。鉴相器接于隔直流电容器C413和屏极网络之间，电路大体相同。前者是比较推动级栅极电压与推动级屏极回路电流之间的相位，用于推动级细调;后者是比较高末栅极高频电流与高末屏极高频电压之间的相位，用于高末级的细调。它们均是将上述电压和电流之间的相位变比，转变为幅度和极性变化的误差信号，再经放大后送驱动装置调节可调元件实现自动调谐。（4个驱动装置的分工如下：M3调整电感L411;M4调整电感L410;M6、M7分别调整可变真空电容器C414、C415）。
推动级作用是在短波工作频率范围内输出1KW左右的功率，其次它还为高末级提供鉴相器信号和参与中和，改善放大器的稳定性。
1.2.4 高末级放大器
高末由发射四极管V2、屏极 槽路、自动调谐装置、帘栅电路和其他辅助电路组成。主要功能一是功率放大，即将推动级输出的功率为1KW左右的高频信号最后放大到100KW;二是实现屏极调幅，即将音频机柜送来的解调后的高压音频调制信号，去调制V2管的屏压，从而实现调幅。高末发射管V2是西门子公司生产的金属陶瓷四极发射管RS2054SK，超蒸发冷却，用于丙类放大，以便获得更大的输出功率和更高的效率。
高末管的典型工作状态是：直流屏压+11KV，屏流10.5A，帘栅压+900V，固定偏压-250V，灯丝电压为～15V，电流为180A。
高末管的灯丝供电电路，由稳定度为€？%的15KVA交流稳压器供给，经灯丝变压器T1变成～15VAC，初级抽头实现电压调整。为限制灯丝电压接通时过大的瞬时冲击电流，在初级电路中串有两个4.8mH的阻流圈。
高末管的直流偏压包括固定偏压和自给偏压两部分。其中固定偏压（-250V）由P机柜供给，由高频机柜X101接线板1点接入，经电阻R311、继电器K303接点和电感L951、L952加入。采用部分固定偏压是为防止无栅极激励时电子管因零偏压出现的导通损耗所必须的。自给偏压是电子管正常工作时，栅流在电阻R311（330 可调）上的压降形成的。此外，栅路中串接的电阻R312（5.6K ）用于帘栅极过流等故障时限制栅极激励之用（正常情况R312被继电器K303所短路）。另外偏压的0V端不是直接接地，而是接在与灯丝并联的电阻R950（22 ）中心可调端，目的在于减少交流灯丝电压引起的杂音。
高末级管的帘栅极电流电压+900V由帘栅模块供给，由X107接入，经电感L961加到帘栅极。这里L961（2.5H）为帘栅极调制电感、它的作用是产生帘栅自调，以实现屏极、帘栅极同调，从而获得良好的线性调幅特性。Cg2（26nF）是帘栅极到地旁路电容器，是特制的薄膜电容器，安装于V2的管座（B13）中，它的用途是使帘栅极处于高频地电位，减少屏极和栅极间的跨路电容器Cgla，减少帘栅两路间的反馈和直通，有利于减少寄生振荡的发生和实现宽带中和。一般要求电容器Cg2的容量大，引线电感尽可能小和承受较高耐压等。
高末级管的屏极直流高压采用并馈方式。C980为隔直流电容器。电感L965、L966和电容器C968等组成54KHz滤波器。从PSM输入的调制电压先经过它滤除调制频率的残波，再经两级高频滤波器后加到V2管屏极。这里的高频滤波器是防止高频回串，其中的高频阻流圈既要承受高电压，又要满足宽频带范围工作。
屏极槽路为双槽路，由真空可变电容器C981-C984和电感L981、L982组成。这两个电感线圈是用 28mm的紫铜管绕制成外径为346mm的等间距的空心大线圈，径向有三排瓷绝缘子（按120度分布）将它支撑在金属框架上。整个线圈装置安放在机柜下层靠前的左右两边各自的双层屏蔽箱内。工作时，线圈铜管用水冷却。换频时由驱动装置M9、M11带动的接触式弹簧夹头，按予置的位置与线圈内径向固定的相应连接片（共25片）滑动接触，不用的部分由M12、M13带动的短路棒短接。
此外，由电容器串B21和可变电容器C942组成的中和电容器，用于高末栅极 中和，调整其电容量大小可实现较宽频段内的中和，大大减少高末级屏极与栅极回路间的反馈和直通，以防止寄生振荡的影响。但它只对消除本波自激振荡有用，对高于或低于工作频率的寄生振荡，则用降低屏极阻抗和栅极输入阻抗的方法以及增加防振电路的方法等来解决，电路B15就是为此目的而设置的。
2 SW100B发射机高频放大系统常见故障分析
2.1 V1管栅阴碰极
故障现象：当发射机加灯丝预热状态时，SM1-6档（V1栅极偏压指示）指示为0V，SM1-10档 （V2栅极偏压指示）指示为-240V，测量可变电阻R321上端对地电压为-30V。
图1 V1栅极阴级碰极等效图
故障分析：如图1 V1栅极阴级碰极等效图虚线所示，发射机处于预热状态时，由于V1栅压表两端短接，因此V1栅压表SM1-6档指示为0V。又因为R322电阻滑动点对地短接，使-250V栅偏压回路并联阻值减小，即V2栅偏压电表SM1-10档指示比正常时（-250V）减小。
2.2 V1管栅极和帘栅极碰极
故障现象：当发射机加灯丝预热状态，V1管的帘栅电流Ig2严重反打，SM1-6档指示降低。
故障分析：如图2 V1栅极帘栅极碰极等效图所示，当电路正常时栅极回路、帘栅极回路的电流方向如实线所示，V1帘栅电流表的电流方向为A→B，当栅极帘栅极碰极时，发射机处于高压状态时，V1栅偏压加上，V1的帘栅压也加上，由于栅极帘栅极碰极，栅压通过帘栅电路构成回路，电流由地→V1帘栅电流表的B→V1帘栅电流表A端，使表头反打。同时，由于帘栅电路的并联，使得V1栅极回路的等效电阻值减小，从而导致V1栅偏压表指示降低。
图2 V1栅极帘栅极碰极等效图
2.3 V2管栅阴碰极
故障现象：播音中掉高压，显示26#（PSM过流）、29#（V2阳流过流）故障号，V2屏流Ia打满，灯丝预热状态，V1的栅流 表Ig1表反打，测量V2管栅极对地电压为0V（在确认C414，C415正常的情况下）。
图3 V2管栅极支路等效图
故障分析：如图3 V2管栅极支路等效图所示当电路正常时，电子由灯丝流向R312→R311→电流表→电源-250V。电流的方向与此相反，如图实线所示，V2栅流表正偏。若栅阴碰极则电流由地点位灯丝→R312→R311→电流表→电流-250V。如虚线所示则V2栅流表Ig1反打。栅极与地电位同相，故V2管栅极对地电压为0V（用万用表直接测栅极对地）。
2.4 V2管栅极自生偏压电阻R311开路
故障现象：预热状态，V1偏压指示正常，V2管偏压无指示，测量V2栅压对地为-10～-15V。
故障分析：如图3 V2管栅极支路等效图所示，播音当中由于R311开路使-250V栅偏压开路，栅极无负栅偏压。加高 压，屏极电流过大，显示26#、29#故障号。预热状态，V2栅偏压无指示。
2.5 V2管帘栅薄膜电容（C0）击穿
故障现象：播音中掉高压显示27#（V2帘栅流过流）故障号，重加高压，V2帘栅电流Ig2打满，掉高压，显示27#故障。
图4 V2帘栅薄膜电容作用等效图
故障分析： 关发射机，拆V2管帘栅极引线，用1000V摇表摇测V2管帘栅对地绝缘为0欧姆（图4 V2帘栅薄膜电容作用等效图）。
以上所叙述的故障处理方法都是更换对应的器件。由于篇幅所限对更换器件过程不做一一赘述。
3 小结
综述以上对SW100B型短波发射机高频放大系统工作原理和器件、功能、应用的分析;以及针对工作中遇到的典型故障，应用等效电路原理进行的分析、判断，目的是与同行对此类发射机快速处理高频放大系统故障进行探讨，希望与同行交流提高。
参考文献
[1] 广播电视发送与传输维护手册（第六分册）.广播电视技术手册编辑委员会.国防工业出版社，2000.
[2] 国家广电总局科技司主编.广播发射机新技术实用手册.中国广播电视出版集团，2010.
