淺談MT2000型短波發射機原理及故障分析

摘要：本文對MT2000型短波發射機的組成和各單元的主要功能， 以及發射機的核心部分功放單元的原理進行詳細的分析和論述， 同時對一些發射機常見的故障進行分析。

關鍵詞：短波發射機;功率放大器;故障分析

1、前言

MT2000型短波發射機的主要組成部分有開關電源是由海華電子企業有限公司生產的一款全固態發射機，該發射機操作簡單，故障率低，抗干擾能力強，從而得到了廣泛應用。本文將對發射機的工作原理和常見故障進行簡要分析介紹。

2、MT2000型短波發射機的的原理及組成

MT2000型短波發射機的主要組成部分有開關電源、功放單元、激勵器單元以及諧波率單元和天線的選擇單元。如圖2-1所示：

電源單元輸入交流380V，輸出直流45V、24V和交流110V。其中45V供給功率放大器和激勵器，24V分別供給功率放大器、諧波濾波器、天線選擇單元等。交流110V為發射機各單元散熱風機供電。

通過鍵盤設置，激勵器會將完成對射頻信號的調制后，輸出至功率放大器。功率放大器將放大的信號輸出到諧波濾波器濾除諧波，之后通過諧波濾波器的檢測器檢測輸出后的大功率射頻信號，對完成檢測的正反功率取樣電壓指示其供給功率，并發送到激勵器中做出正反向的功率保護。最后使射頻信號在天線選擇單元的處理之后進入到天線，并輻射出去。

針對發射機設備，其所屬的所有單元功能如下所示：

2.1 激勵器

激勵器諧波發生器的其中一種類型，原理上利用了聲學特征，能夠使頻率始終保持在一個區間內，具體為3.2-26.1MHz，是一種載波信號，并且能夠同時于激勵器中產生調制信號，輸出調制信號，將其發送到下一級別的功放單元中，并由該單元放大處理信號。激勵器能夠同時控制正向和反向功率，并分段各頻率區間，同時還能輸出PTT信號，并做到實時報警，切換功率等級并切換工種，除此之外也能夠對輸出信號強度作出修改，并對工作狀態作出更改。

2.2 開關電源

開關電源在結構上分為開關電源一和開關電源二兩大部分，其中單元一包括輸入濾波、整流和軟啟動電路等，同時為了滿足發射機風機和激勵器的用電需求，單元一也提供交流110V和直流24V輸出;單元二包括全橋逆變電路、輸出整流和濾波電路等部分。

電源將380V/50Hz的市電經輸入濾波、整流、逆變、變壓隔離、輸出二次整流和濾波后，變為高品質的45V直流電，為發射機供電。

電源在運行過程中，若發生故障，系統將根據故障類型采取相應的保護措施，以保護用電設備以及電源本身。

2.3 功放單元

來自激勵器的射頻信號經過射頻輸入插座饋送到功放單元。激勵器輸出射頻信號經過5W前置放大器處理并經過100W驅動功率放大器放大之后，借助功率分配器將其平均分配至8個輸出放大器，在將各線路放大器分別作放大處理的的功率信號混合至耦合器，共同開展同相功率的合成，然后由檢測保護電路將信號饋送到諧波濾波器中，去除其諧波分量，而基波信號直接發送給負載。

2.4 諧波濾波器

對于諧波濾波器來說，它的最主要功能在于抑制諧波的產生，從而能夠一定程度地實現對電磁波的配諧工作，而其主要組成部分有諧波濾波板和繼電器切換板兩種，分別含8塊和1塊。

諧波濾波器通?？梢院侠淼貏澐植煌亩滩l段，使其成為8個具有連續性的小段，同時在經過激勵器處理后，分配到分段控制信號的繼電器設備中;諧波濾波板是一種橢圓函數濾波裝置，以對諧波抑制的兼顧為前提，在頻率分段中匹配50Ω內阻抗。

2.5 功率指示單元

功率指示單元用于顯示發射機的正常工作電壓、工作電流、輸出的正向功率和反向功率，功率值可從功率表的刻度盤直接讀取。通過天線選擇開關可選擇不同的配置天線或假負載。

3、功放單元原理分析

功放單元的組成部分總共包含6項，分別是前置放大器和推動放大器以及八路功率放大器3種放大器裝置、功率分配器裝置、八路合成器、保護電路。功放單元的基本工作原理如圖3-1所示

從激勵器發射而來的射頻信號數據，在經過射頻輸入插座饋送之后，會被發送至功放單元，對接收到的信號作放大處理，然后在功率分配器的運作處理下，將信號分配至八路，使每路功率完全相同，再分配至八路功率放大器，將信號功率放大到350W，采用八路功率放大器放大處理射頻信號后，然后由八路合成器作為保護工具，使信號最終被饋送到對應的諧波濾波器當中。

下面對功放的各個單元作簡單介紹：

3.1 5W前置放大器

功率5W的前置放大器是烏爾曼放大電路的一種。輸入阻抗是50Ω，而輸入的功率為100mW，輸入端由RC衰減網絡構成，如果有需要可以對電阻值進行更改，從而對衰減的幅度作出一定的調整。晶體管的T101與場效應管的T102組合后成為復合放大管，運用的方法為共基極電路接法。

3.2 100W推動放大器

100W的推動放大器主要是晶體管T201以及T202組成推挽放大電路，T203與T204能夠提供基極供電。改變R213數值，可調整T201、T202的靜態工作電流。在這之中，T201與T202處于靜態時，它們會保持在290mA-310mA之間工作，輸出阻抗會維持于125Ω，但輸出功率能達到100W。

3.3 功率分配器

基于來自推動放大器產生的功率信號等級，對功率開展分配處理的過程中，需要經8個不同等級的TR變壓器將信號分成從601-608的八路，并通過平衡電阻的方式平衡功率。

3.4 350W功率放大器

2kW發射機功率放大單元由8個完全相同的350W功率放大器并聯組成，晶體管T301、T302構成推挽放大電路。晶體管中，不同的偏置電壓需經不同的對應晶體管提供，并且利用某條線路實現提醒信號控制情況的價值，當此信號屬于高電平的時候，那么T301和T302就能夠保持正常的偏置電壓。對電阻R308數值作出調整，能夠實現對T301與T302靜態工作電流的調整。T301、T302的靜態工作電流正常值為60mA～80mA。

3.5 混合式耦合器

8路350W的功率放大器的輸出信號由混合式耦合器中的變壓器TR401至TR408耦合，并在平衡電阻R401到R408的作用下作出平衡。溫度繼電器TH401-TH408則主要用來對電阻溫度進行檢測并平衡。

3.6 功放保護板

保護電路的主要作用在于綜合不同的電流信號和晶體管輸出信息。通過輸出級所吸取的直流電流對比射頻輸出功率得到結果，當電流過大時，需要通過ICA與ICB并經報警信號線的方式對不同級別的輸出級進行短路操作，時間0.8ms，之后再接通。當相應數值超出了許可范圍，就對此過程不斷重復。不同功率的輸出級晶體管在集電極的峰值電壓如果超過110V，也會造成同樣的結果。

3.7 PA-靜噪電路

這一電路裝配很多開關晶體管設備，它們都被用于保持推動級或者輸出級能夠得以正常工作或關斷。當工作正常時，信號會進入到引線506中，使得T504與T506、T502得以導電，當發生報警信號，或者功率輸出的晶體管集電極的峰值電壓超過了110V，T503會導通并避免輸出級與推動級與電源接通。推動器的基極電源由ICB穩壓，但不同的輸出級點基極電源就主要通過ICA與T505調節可變電源，通過產生靜態電流同時按照輸出功率確定輸出級工作點。

3.8 功率合成器

功率合成器將耦合過來的8路功放輸出，合成一路輸出，起到功率放大作用，并進行阻抗變換，以配諧天線阻抗。

4、發射機的故障分析

4.1 功率放大器的常見故障

（1）溫度報警：發射機主機工作時，若出現溫度報警現象，這表明功率放大單元溫度過高。一般考慮為功率放大器內的散熱風機損壞或者電源AC110V無輸出。若散熱風機損壞，則更換散熱風機即可;若電源無AC110V輸出，則考慮電源部分出現問題。

（2）駐波比報警和不平衡報警：發射機主機工作時，若出現駐波比報警和不平衡報警，報警（ALARM）燈閃亮，并伴有8路平衡電阻中的某一路發燙現象，則說明與之相對應的350W板電路有故障。常見的故障是350W板某一路的MRF448管子燒壞或有元件虛焊。若MRF448管子燒壞，換掉即可;若有元件虛焊、脫焊，重新焊好。

（3）過載報警：當發射機的主機進入到工作狀態后，如果報警指示燈閃爍，證明此時設備已經過載，保護電路已經開始發揮其應有的作用。出現這種現象有以下幾種原因：

1）功率放大器輸出級有一路功率放大管損壞。處理：檢查功率放大器輸出級，將損壞功率放大管更換新管。

2）發射天線損壞，駐波比過大，開路或短路。處理：檢查天線及相關的電纜、插頭、天線及天線部件。檢查天線的駐波比是否≤2;維修天線。

3）電源故障：輸出電壓不對，不能輸出電流，輸出電壓不穩。處理：維修電源。

4.2 諧波濾波器的常見故障

根據故障現象，MT2000型發射機諧波濾波器常見故障有兩種。

（1）發射機的其中一個頻段反射出功率報警信息，其它的頻段顯示發射機工作正常，對于該故障的判斷是：在諧波濾波器的單元當中，有相應的濾波板或者繼電器發生故障。對于故障的排除：將發射機的諧波濾波器單元取出察看，能夠直接觀察到故障位置，更換損壞的電容元件。

（2）發射機反射功率發生報警，各頻段都不能正常發揮作用。對于此故障的診斷為：發射機諧波濾波器或者饋線、天饋線的匹配箱出現問題，應從發射機端開始逐步進行排查。對于此故障的排除：需將發射機的諧波濾波單元取出，當繼電器的切換板繼電器有所損壞時，能夠直接觀察到，此現象為繼電器損壞粘連，導致其他頻段無法選通，更換損壞的繼電器即可。

4.3 電源的常見故障

該型號短波發射機，它的電源所面臨的故障最有可能來自于以下情況：

（1）電源端不存在110VAC、45VDC輸出時：電源開關沒有任何反應，據推測可能是外電故障，也可能是電源的總輸入端的端口出現接觸不良問題。

（2）電源有110VAC 輸出，但無45VDC輸出：若電源有110VAC 輸出而無45VDC輸出，對于出現的問題，據分析最優可能的原因在于軟啟動板發生損毀，因為軟啟動板的損壞不影響110VAC的輸出。更換軟啟動板就可以使110VAC和45VDC正常輸出。

（3）電源有110VAC、45VDC輸出，但發射機不能正常工作：當電源能夠保110VAC和45VDC輸出，但此時的發射機卻不能做到進入正常工作狀態時，據推測造成這一情況的主要原因可能在于電源缺相，也很有可能是電源欠壓。

4.4 激勵器的常見故障

（1）激勵器出現沒電現象，一般考慮激勵器內的保險絲是否熔斷，若保險絲熔斷，更換新的保險絲即可。

（2）激勵器的顯示器上出現閃爍現象，則考慮電源出現故障。首先檢查保險絲是否熔斷，再對濾波器、整流橋、變壓器等進行逐一排查。

4.5 天線間相互倒灌現象

當不同的短波發射機天線距離很近的時候，可能導致極少數的頻段發生相互倒灌。若天線較近的兩部發射機開某兩個相近頻率時，發射機的入射功率會有所下降，同時反射功率會大大的提高， 甚至超過200w。為避免這種現象的出現，如果上頻率，建議調換設備，最大限度避免出現倒灌以影響整體性能的發揮，保證所有設備都能穩定正常工作。

5、小結

在日常工作中，我們需要掌握MT2000型發射機的工作原理和常見故障的處理，對發射機正常運行以及安全播出有著至關重要的意義，同時還能減少故障或把故障排除在萌芽狀態。

參考文獻

[1]石星.MT2000型短波發射機常見故障分析及處理

[2]海華電子企業有限公司.MT2000型2kW短波發射機培訓教材.

作者簡介：尼瓊（1980.06-），女，藏族，日喀則人，學歷：大專，職稱：工程師，研究方向：自動化系統。