現(xiàn)代軍用、民用超短波通信電臺,為了滿足其通信距離遠(yuǎn)的要求,其射頻功率輸出大,射頻功放一般工作在大電流、高功率狀態(tài),為了使功放電路安全可靠地工作,在功放電路設(shè)置了比較完善的功放保護自動控制電路,包括有高壓駐波比保護,機內(nèi)高溫保護和低電壓降功率保護電路,使發(fā)射機的射頻功放級在保證安全的前提下輸出大的射頻功率。
1 電壓駐波比功率保護電路
1.1 功用
當(dāng)發(fā)射機天線出現(xiàn)故障時,發(fā)射機輸出的射頻功率不能得到有效傳輸,會產(chǎn)生很大的發(fā)射功率,嚴(yán)重影
響功放級的安全。因此,發(fā)射機控制電路中設(shè)置高壓駐波比保護電路,在電壓駐波比高于一定值時,控制射頻功率輸出降低有效的保護功放電路,其電路如圖1所示。
1.2 電路原理
圖1是電壓駐波比功率保護原理電路。其工作原理由發(fā)射機功放輸出端的定向耦合器檢測輸出的反向功率電壓,經(jīng)功放穩(wěn)壓電源中的有關(guān)電路處理后,送至發(fā)射機控制電路XP1/12A,然后經(jīng)過反向功率檢測電壓補償電路,加至N20B放大器,經(jīng)過N20B加到N20A的同相輸入端,當(dāng)該輸入端電壓達(dá)到大約300mV時,(當(dāng)功放輸出和天線阻抗失配時,電壓駐波比大于2.5:1),N23A輸出電壓大于6.2V,使VD5穩(wěn)壓管和V3導(dǎo)通。V3導(dǎo)通使 VD6導(dǎo)通,這樣就使N23B同相輸入端的電平降低,N23B輸出端的電壓也降低,以致于加到模擬乘法器N24的Vx輸入端功率直流控制電壓降到某一電平,最終使射頻功放輸出功率降低到某一數(shù)值,射頻功放得以保護。
當(dāng)電壓駐波比不大于2.5:1時,反向功率檢測電壓較小,N23A輸出的電壓不足以使VD5導(dǎo)通,因此,VD6也因為反偏而截止,在N23B同相輸人端所加的只有正常的前面板設(shè)置的功率直流控制電壓,模擬乘法器Vx輸入端所加電壓也為正常值,發(fā)射機射頻功放正常輸出功率。
2 機內(nèi)高溫功率保護
雙頻段電臺在射頻功放級和功放穩(wěn)壓模塊都設(shè)置有溫度傳感器,當(dāng)機內(nèi)溫度超過65℃時,由監(jiān)控模塊微機控制風(fēng)機加速轉(zhuǎn)動;超過80℃時,由監(jiān)控微機控制發(fā)射機控制電路內(nèi)高溫降功率電路工作,使射頻輸出功率降低。機內(nèi)高溫降功率電路簡圖如圖2所示。
從圖2可以看出,機內(nèi)高溫降功率控制,實質(zhì)上就是將Tx(發(fā)射機)前面板功率調(diào)整電位器RP11設(shè)置的功率直流控制電壓,經(jīng)R168與D10某一路(或幾路)開關(guān)接通所連接的電阻(R175~178)進(jìn)行分壓處理,使送入模擬乘法器Vx端的電壓降低,從而使射頻輸出功率降低。
D10(MC14066)是一片四路模擬電子開關(guān),其控制端(A、B、C)接受監(jiān)控模塊微機通過發(fā)射機數(shù)據(jù)接口電路輸出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的控制。若溫度不斷升高,二進(jìn)制數(shù)就逐漸增大,從而使D10接通的電阻增多,射頻輸出功率就逐漸下降。
D端所控制的是機內(nèi)高溫指示電路。當(dāng)D端為高電平時(機內(nèi)高溫),V5導(dǎo)通,使VD9發(fā)光二極管指示高溫。
3 低電壓降功率
發(fā)射機控制電路內(nèi),設(shè)置有電源電壓監(jiān)測電路(在音頻處理電路圖上),一旦檢測到電源電壓降低,就使功率直流控制電壓降低,從而使射頻輸出功率降低。其電路簡圖如圖3所示。
從圖3可見,底座穩(wěn)壓電源輸出+3 0V(不穩(wěn)壓)電壓,經(jīng)監(jiān)控模塊后,送至發(fā)射機音控板模塊的XP2/4A。這個+30V電壓在RP10,R110,R113上產(chǎn)生壓降,取R113上的壓降(約1.51V),經(jīng)R114加至N19B電壓比較器的反相輸入端(設(shè)V2);發(fā)射機音控板內(nèi)+10伏(穩(wěn)壓)電壓經(jīng) R111(18k),R112(1.8k)分壓,取R112上的電壓(約0.87V)加到N19B的同相輸入端(設(shè)V3)。當(dāng)電源電壓正常時,調(diào)整 RP10使V2>V3,則N19B輸出低電平,這個電平接到D10/13(見圖2),使D10/1.2腳斷開,發(fā)射機正常輸出射頻功率;當(dāng)電源電壓降低時,R113上的電壓也降低,使V2<V3,N19B輸出高電平,這個電平使D10/1.2腳接通,將功率直流控制電壓經(jīng)R168和R175分壓后供給模擬乘法器VX輸入端,使VX降低,從而使發(fā)射機輸出的射頻功率降低。
圖3中的電容C52是保證確認(rèn)電源電壓降低時,才使N19B的V2<V3。而不穩(wěn)定的電源電壓波動則予以濾除。VD1和R114是保證N19B電壓比較器迅速翻轉(zhuǎn)工作而設(shè)置的,R115起正反饋作用,VD1為C52的快速放電提供通道。
4 結(jié)束語
射頻功放電路經(jīng)過實際應(yīng)用證明,該電路設(shè)計新穎,電路簡單實用,對射頻功放在大電流高功率狀態(tài)出現(xiàn)射頻阻抗失配、機內(nèi)溫度較高和電源電壓降低三種情況,能夠自動控制保護射頻功率放大電路,增加了電臺工作的可靠性和使用壽命。