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摘 要：TSW2500型发射机是THALES公司生产的500KW短波发射机，模拟信号板是用来对发射机运行模拟参数的采样和处理。
关键词：TSW2500型发射机模拟参数采样处理
中图分类号：TN838
TSW2500型发射机的模拟板用来对发射机运行模拟参数进行采样和处理，并将处理结果通过发射机显示器进行显示。所有测量值通过该板都被转换到10V的满刻度值。此外，还包含一些额外的测量电路：用于灯丝调压器控制THYRO-P、电池监测以及±15V直流电源监测。
1 I/O信号
下列是监测信号：VfilV1/VfilV2（高前/高末灯丝电压）；IaV1/VaV1（高前屏流/屏压）；Ig1V2/Vg1V2（高末栅流/栅压）；Ig2V2/Vg2V2（高末帘栅流/帘栅压）；IaV2/VaV2（高末屏流/屏压）；入射功率；反射功率；反射系数；屏级功耗APD；PHI1；PHI2。
所有测量电阻的选取都是按以下方式进：在测量电路输入端获得的取样电压范围为0.9～1.2V。所有电路都采用平衡输入方式来避免接地环路对取样信号造成影响，除了IaV2取样电路的输入阻抗Rin=1kΩ外，所有电流取样电路的输入阻抗都为100Ω，而所有电压取样电路的输入阻抗为1kΩ。由于部分信号是调制信号，因此采用滤波电路以得到稳定的平均值，并显示在屏上。系统采用补偿电路实现对分压器测量值和分流器测量值进行误差补偿，电路的调整是通过插在滤波器和输出缓冲器中间的各电位器完成。模拟输出信号须送往几个部分，因此每个输出通过电压跟随器退耦以避免彼此影响。信号被送往以下系统：中央控制系统、顺序控制器、模拟参数显示、信号记录器和马达控制器。电流测量电路带有瞬态检测器，这样能迅速判断过流。这些瞬态检测器的输入信号都没有经过相应的滤波器。去信号记录器的信号也不经过滤波处理。
2 测量电路
2.1 灯丝电压
VfilV1和VfilV2的测量电路是相同的，它们都以一个真均方根值（TRUERMS）运算模块作为核心电路，以保证直流和交流电压都能被正确测量、校准和显示。
信号通过平衡输入放大器（放大倍数V=1）后，再被放大5倍并输入到真均方根值运算模块中，其输出送到一个fg=3Hz的二阶低通滤波器。滤波器放大倍数V=1，且在50Hz时最小衰减46dB。后级电路结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=1.38～2.8。之后通过4个缓冲器后分别连接到以下电路（系统）：中央控制系统、顺序控制器、模拟参数显示和信号记录器。
2.2 电流测量
信号通过平衡输入放大器（放大倍数V=2）后，输入到一个fg=3Hz的三阶低通滤波器。滤波器的放大倍数V=1，在40Hz时最小衰减值大于60dB。后级电路结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=4.15～5.8。之后先通过缓冲器连接到以下电路：中央控制系统、顺序控制器和模拟参数显示。另外Vg1V2和IaV2两个信号还送到了马达控制器，作为自动调谐控制信号。IaV2电路还有一个无缓冲的额外输出，送到模拟数据采集板上的屏耗（APD）监测电路。在进行此处理的同时，信号在经过输入放大器之后经过放大后（放大倍数V=2.5）给信号记录器。这就确保了在有调制信号时，即使调制度m=1也可以获得全部信息。当过流（如达到2×In）时，也可以获得更多信息。在经过输入放大器之后信号直接送给瞬态检测器。该电路不可调，且被设计成对已调制信号不响应（m=1，梯形调制，调制频率为5kHz）。
2.3 电压测量
VaV2电压信号通过平衡输入缓冲放大器（放大倍数V=1）后，输入到一个fg=3Hz的三阶低通滤波器。滤波器的放大倍数V=1，且在40Hz时最小衰减值大于60dB。后级电路结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=8.3～11.5。之后通过缓冲器连接到以下四个电路：中央控制系统、顺序控制器、模拟参数显示和连在后面的马达控制器。测量电路提供一个无缓冲的额外输出，送到模拟数据采集板上的屏耗（APD）监测电路。在送往滤波电路的同时，还送往一个放大倍数V=5的无滤波功能的电路，该电路用于信号记录器，其信号直接从输入级之后取得。信号通过平衡输入放大器（放大倍数V=1）后，输入到一个fg=4.8kHz的RC低通滤波器，用于抑制干扰。并结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=8.3～11.5。
2.4 入射功率
入射功率检测器的输出电平为8.0V（在额定功率时R1>1MΩ）。经过分压器处理后，在YCS07板输入放大器处的输入信号电压为0.9V。经过放大倍数为1.014的输入级，当发射机输出1.2倍的额定功率时，本级输出电压为1.0V（最终处理后的代表P+的输出电压为10V）。为了得到调制信号的平均值，后面接了一个fg=3Hz的三阶低通滤波器，在40Hz处最小衰减大于60dB。紧跟着滤波器后的是一个放大系数V=8的放大器，为了补偿射频测量链路中的误差和频率响应，放大后的信号使用一个乘法器根据输出功率校正值CPFD信号按以下公式进行校正：K1#=0.625×（1±0.1）Ref±0.2×K1（→6.25V±0.625±2.0V）。该公式对应着D≥±2.4dB的频率响应补偿，以及一个±0.8dB的对整个曲线进行补偿的校正。真实校正值“K1”是来自于马达控制器的一个±10V信号。随后的信号被放大2倍后得到信号“V+”，该信号分别用于计算反射系数并经过平方后得到与功率“P+”成比例的电压值，这一电压通过5个缓冲器分别送到以下电路：中央控制系统（ECAM）、顺序控制器、模拟参数显示、信号记录器和马达控制。送到屏极损耗监测电路的信号没有经过缓冲器。
2.5 反射功率
反射功率检测器的输出电平为8.0V（在1/3额定功率时R1>1MΩ，对应VSWR=2.0）。经过分压器（Rin=1kΩ）处理后，在YCS07板输入放大器处的输入信号电压为0.9V。经过放大倍数为1.014的输入级，当发射机VSWR=2时，本级输出电压为1.0V。为了得到调制信号的平均值，后面接了一个fg=3Hz的三阶低通滤波器，在40Hz处最小衰减大于60dB。紧跟着滤波器后的是一个放大系数V=8的放大器，为了补偿射频测量链路中的误差和频率响应，放大后的信号使用一个乘法器根据反射功率校正值CPRV信号按以下公式进行校正：K2#=0.625×（1±0.1）Ref±0.2×K2（→6.25V±0.625±2.0V） 该公式对应着D≥±2.4dB的频率响应补偿，以及±0.8dB的对整个曲线进行补偿的校正。真实校正值“K2”是来自于马达控制器的±10V信号。随后的信号被放大2倍后得到信号“V-”，该信号分别用于计算反射系数并经过平方后得到与功率“P-”成比例的电压值，电压通过5个缓冲器分别送到以下电路：中央控制系统（ECAM）、顺序控制器、模拟参数显示、信号记录器和马达控制。送到屏极损耗监测电路的信号没有经过缓冲器。直接从输入放大器取得的信号经过5倍的放大后送到信号记录器。
3 计算电路
3.1 反射系数
全功率的反射系数r取决于V+和V-：r=V-/V+。为获得r=0.5的显示（此时对应于VSWR=3，V-的测量只用来衡量VSWR=2），用于指示的反射系数采用公式r=0.66*V-/V+来计算。为防止除数为0，系统在入射功率小于20kW时将采用一个固定的常数值加入除数中。这一电压通过4个缓冲器分配到以下电路：中央控制系统、顺序控制、模拟参数显示和信号记录器。
3.2 屏极功率损耗APD计算功能
屏极功率损耗是采用Va，Ia，P+和P-的值来计算的。发射机的实际输出功率为：Pout=P+-P-。这些参数用来得到P+和Pout#=0.5×P+-0.055×P-。P-则根据下列公式再第一步进行处理：Pout#=0.5×P+-0.055×P-。
将Va和Ia两个信号（都来自于YCS06）相乘以便计算输入功率：Pin=Va×Ia。随后根据发射机实际情况，通过调整电阻来调整参数n（n≤1），得到实际的输入功率：Pin#=n×Va×Ia。
信号Pout?和Pin?相减后，经过放大系数V=4.8的放大后，得到与损耗功率成比例的电压：Pv=（Pin#-Pout#）×4.8。
10V对应于0.5×Pnominal的功率损耗。这一电压通过缓冲器输入到5个电路：中央控制系统（ECAM），顺序控制，模拟参数显示，信号记录器和马达控制。
4 鉴相器的相位处理功能
来自驱动级鉴相器的信号PHI1为±4V范围的信号，对应着±100?的相位测量范围。马达控制器需要的控制信号为V=0～10V的电压值，其中0?对应于5V电平。为了消除因调制对信号造成的影响，信号在通过平衡输入放大器后由一个三阶低通滤波器进行滤波，滤波器在40Hz时最小衰减大于60dB。随后的放大器（放大系数V=2）进行补偿和频率校正，补偿范围为：±0.16×K3。其中校正系数K3是来自马达控制器的±10V的信号，校正范围为±20?。整个测量范围±100?并非必需的。在下列电路中被限制为±60?，对应±5V的电压信号，该信号被增加5V后转换为马达控制需要的0～10V信号。信号被限制为-5V并在校正后取半压，然后在随后的放大器再被放大（放大系数V=2），最后通过+10V的限幅后经输出缓冲器送到马达控制器。
来自末级鉴相器的信号PHI2为±4V范围的信号，对应着±100?的相位测量范围。马达控制器需要的控制信号为V=0～10V的电压值，其中0?对应于5V电平。
为了消除因调制对信号造成的影响，信号在通过平衡输入放大器后由一个三阶低通滤波器进行过滤，滤波器在40Hz时最小衰减大于60dB。随后的放大器（放大系数V=2）执行补偿和频率校正，补偿范围为：±0.16×K4。其中校正系数K4是来自马达控制器的±10V的信号，校正范围为±20?。
整个测量范围±100?并非必需。在下列电路中被限制为±60?，对应±5V的电压信号，该信号被增加5V后转换为马达控制其需要的0～10V信号。信号被限制为-5V并在校正后取半压，然后在随后的放大器再被放大（放大系数V=2），通过+10V的限幅后送到马达控制器。马达控制的输出缓冲前面有一个fg=8Hz的附加RC低通滤波器，用来抑制从保持切换到采样时产生的调制干扰。
5 结束语
通过对TSW2500型发射机的模拟信号板的分析，理解和掌握该发射机的模拟信号监测、计算、控制原理，有助于提高维护水平和处理故障的能力，提高了安全传输发射任务的保障能力。
参考文献：
[1]张学田.广播电视技术手册[M].北京：国防工业出版社.
[2]马场清太郎（日）.运算放大器应用电路设计[M].北京：科学出版社.
作者简介：李梁（1980.5-），男，浙江人，本科（在读工程硕士），工程师，工作岗位：发射机房副主任，负责电台发射机的维护及技术开发工作。
作者单位：国家新闻出版广电总局831台，浙江兰溪 321106
关键词：TSW2500型发射机模拟参数采样处理
中图分类号：TN838
TSW2500型发射机的模拟板用来对发射机运行模拟参数进行采样和处理，并将处理结果通过发射机显示器进行显示。所有测量值通过该板都被转换到10V的满刻度值。此外，还包含一些额外的测量电路：用于灯丝调压器控制THYRO-P、电池监测以及±15V直流电源监测。
1 I/O信号
下列是监测信号：VfilV1/VfilV2（高前/高末灯丝电压）；IaV1/VaV1（高前屏流/屏压）；Ig1V2/Vg1V2（高末栅流/栅压）；Ig2V2/Vg2V2（高末帘栅流/帘栅压）；IaV2/VaV2（高末屏流/屏压）；入射功率；反射功率；反射系数；屏级功耗APD；PHI1；PHI2。
所有测量电阻的选取都是按以下方式进：在测量电路输入端获得的取样电压范围为0.9～1.2V。所有电路都采用平衡输入方式来避免接地环路对取样信号造成影响，除了IaV2取样电路的输入阻抗Rin=1kΩ外，所有电流取样电路的输入阻抗都为100Ω，而所有电压取样电路的输入阻抗为1kΩ。由于部分信号是调制信号，因此采用滤波电路以得到稳定的平均值，并显示在屏上。系统采用补偿电路实现对分压器测量值和分流器测量值进行误差补偿，电路的调整是通过插在滤波器和输出缓冲器中间的各电位器完成。模拟输出信号须送往几个部分，因此每个输出通过电压跟随器退耦以避免彼此影响。信号被送往以下系统：中央控制系统、顺序控制器、模拟参数显示、信号记录器和马达控制器。电流测量电路带有瞬态检测器，这样能迅速判断过流。这些瞬态检测器的输入信号都没有经过相应的滤波器。去信号记录器的信号也不经过滤波处理。
2 测量电路
2.1 灯丝电压
VfilV1和VfilV2的测量电路是相同的，它们都以一个真均方根值（TRUERMS）运算模块作为核心电路，以保证直流和交流电压都能被正确测量、校准和显示。
信号通过平衡输入放大器（放大倍数V=1）后，再被放大5倍并输入到真均方根值运算模块中，其输出送到一个fg=3Hz的二阶低通滤波器。滤波器放大倍数V=1，且在50Hz时最小衰减46dB。后级电路结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=1.38～2.8。之后通过4个缓冲器后分别连接到以下电路（系统）：中央控制系统、顺序控制器、模拟参数显示和信号记录器。
2.2 电流测量
信号通过平衡输入放大器（放大倍数V=2）后，输入到一个fg=3Hz的三阶低通滤波器。滤波器的放大倍数V=1，在40Hz时最小衰减值大于60dB。后级电路结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=4.15～5.8。之后先通过缓冲器连接到以下电路：中央控制系统、顺序控制器和模拟参数显示。另外Vg1V2和IaV2两个信号还送到了马达控制器，作为自动调谐控制信号。IaV2电路还有一个无缓冲的额外输出，送到模拟数据采集板上的屏耗（APD）监测电路。在进行此处理的同时，信号在经过输入放大器之后经过放大后（放大倍数V=2.5）给信号记录器。这就确保了在有调制信号时，即使调制度m=1也可以获得全部信息。当过流（如达到2×In）时，也可以获得更多信息。在经过输入放大器之后信号直接送给瞬态检测器。该电路不可调，且被设计成对已调制信号不响应（m=1，梯形调制，调制频率为5kHz）。
2.3 电压测量
VaV2电压信号通过平衡输入缓冲放大器（放大倍数V=1）后，输入到一个fg=3Hz的三阶低通滤波器。滤波器的放大倍数V=1，且在40Hz时最小衰减值大于60dB。后级电路结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=8.3～11.5。之后通过缓冲器连接到以下四个电路：中央控制系统、顺序控制器、模拟参数显示和连在后面的马达控制器。测量电路提供一个无缓冲的额外输出，送到模拟数据采集板上的屏耗（APD）监测电路。在送往滤波电路的同时，还送往一个放大倍数V=5的无滤波功能的电路，该电路用于信号记录器，其信号直接从输入级之后取得。信号通过平衡输入放大器（放大倍数V=1）后，输入到一个fg=4.8kHz的RC低通滤波器，用于抑制干扰。并结合误差补偿调整将信号放大到10V，其放大倍数V=8.3～11.5。
2.4 入射功率
入射功率检测器的输出电平为8.0V（在额定功率时R1>1MΩ）。经过分压器处理后，在YCS07板输入放大器处的输入信号电压为0.9V。经过放大倍数为1.014的输入级，当发射机输出1.2倍的额定功率时，本级输出电压为1.0V（最终处理后的代表P+的输出电压为10V）。为了得到调制信号的平均值，后面接了一个fg=3Hz的三阶低通滤波器，在40Hz处最小衰减大于60dB。紧跟着滤波器后的是一个放大系数V=8的放大器，为了补偿射频测量链路中的误差和频率响应，放大后的信号使用一个乘法器根据输出功率校正值CPFD信号按以下公式进行校正：K1#=0.625×（1±0.1）Ref±0.2×K1（→6.25V±0.625±2.0V）。该公式对应着D≥±2.4dB的频率响应补偿，以及一个±0.8dB的对整个曲线进行补偿的校正。真实校正值“K1”是来自于马达控制器的一个±10V信号。随后的信号被放大2倍后得到信号“V+”，该信号分别用于计算反射系数并经过平方后得到与功率“P+”成比例的电压值，这一电压通过5个缓冲器分别送到以下电路：中央控制系统（ECAM）、顺序控制器、模拟参数显示、信号记录器和马达控制。送到屏极损耗监测电路的信号没有经过缓冲器。
2.5 反射功率
反射功率检测器的输出电平为8.0V（在1/3额定功率时R1>1MΩ，对应VSWR=2.0）。经过分压器（Rin=1kΩ）处理后，在YCS07板输入放大器处的输入信号电压为0.9V。经过放大倍数为1.014的输入级，当发射机VSWR=2时，本级输出电压为1.0V。为了得到调制信号的平均值，后面接了一个fg=3Hz的三阶低通滤波器，在40Hz处最小衰减大于60dB。紧跟着滤波器后的是一个放大系数V=8的放大器，为了补偿射频测量链路中的误差和频率响应，放大后的信号使用一个乘法器根据反射功率校正值CPRV信号按以下公式进行校正：K2#=0.625×（1±0.1）Ref±0.2×K2（→6.25V±0.625±2.0V） 该公式对应着D≥±2.4dB的频率响应补偿，以及±0.8dB的对整个曲线进行补偿的校正。真实校正值“K2”是来自于马达控制器的±10V信号。随后的信号被放大2倍后得到信号“V-”，该信号分别用于计算反射系数并经过平方后得到与功率“P-”成比例的电压值，电压通过5个缓冲器分别送到以下电路：中央控制系统（ECAM）、顺序控制器、模拟参数显示、信号记录器和马达控制。送到屏极损耗监测电路的信号没有经过缓冲器。直接从输入放大器取得的信号经过5倍的放大后送到信号记录器。
3 计算电路
3.1 反射系数
全功率的反射系数r取决于V+和V-：r=V-/V+。为获得r=0.5的显示（此时对应于VSWR=3，V-的测量只用来衡量VSWR=2），用于指示的反射系数采用公式r=0.66*V-/V+来计算。为防止除数为0，系统在入射功率小于20kW时将采用一个固定的常数值加入除数中。这一电压通过4个缓冲器分配到以下电路：中央控制系统、顺序控制、模拟参数显示和信号记录器。
3.2 屏极功率损耗APD计算功能
屏极功率损耗是采用Va，Ia，P+和P-的值来计算的。发射机的实际输出功率为：Pout=P+-P-。这些参数用来得到P+和Pout#=0.5×P+-0.055×P-。P-则根据下列公式再第一步进行处理：Pout#=0.5×P+-0.055×P-。
将Va和Ia两个信号（都来自于YCS06）相乘以便计算输入功率：Pin=Va×Ia。随后根据发射机实际情况，通过调整电阻来调整参数n（n≤1），得到实际的输入功率：Pin#=n×Va×Ia。
信号Pout?和Pin?相减后，经过放大系数V=4.8的放大后，得到与损耗功率成比例的电压：Pv=（Pin#-Pout#）×4.8。
10V对应于0.5×Pnominal的功率损耗。这一电压通过缓冲器输入到5个电路：中央控制系统（ECAM），顺序控制，模拟参数显示，信号记录器和马达控制。
4 鉴相器的相位处理功能
来自驱动级鉴相器的信号PHI1为±4V范围的信号，对应着±100?的相位测量范围。马达控制器需要的控制信号为V=0～10V的电压值，其中0?对应于5V电平。为了消除因调制对信号造成的影响，信号在通过平衡输入放大器后由一个三阶低通滤波器进行滤波，滤波器在40Hz时最小衰减大于60dB。随后的放大器（放大系数V=2）进行补偿和频率校正，补偿范围为：±0.16×K3。其中校正系数K3是来自马达控制器的±10V的信号，校正范围为±20?。整个测量范围±100?并非必需的。在下列电路中被限制为±60?，对应±5V的电压信号，该信号被增加5V后转换为马达控制需要的0～10V信号。信号被限制为-5V并在校正后取半压，然后在随后的放大器再被放大（放大系数V=2），最后通过+10V的限幅后经输出缓冲器送到马达控制器。
来自末级鉴相器的信号PHI2为±4V范围的信号，对应着±100?的相位测量范围。马达控制器需要的控制信号为V=0～10V的电压值，其中0?对应于5V电平。
为了消除因调制对信号造成的影响，信号在通过平衡输入放大器后由一个三阶低通滤波器进行过滤，滤波器在40Hz时最小衰减大于60dB。随后的放大器（放大系数V=2）执行补偿和频率校正，补偿范围为：±0.16×K4。其中校正系数K4是来自马达控制器的±10V的信号，校正范围为±20?。
整个测量范围±100?并非必需。在下列电路中被限制为±60?，对应±5V的电压信号，该信号被增加5V后转换为马达控制其需要的0～10V信号。信号被限制为-5V并在校正后取半压，然后在随后的放大器再被放大（放大系数V=2），通过+10V的限幅后送到马达控制器。马达控制的输出缓冲前面有一个fg=8Hz的附加RC低通滤波器，用来抑制从保持切换到采样时产生的调制干扰。
5 结束语
通过对TSW2500型发射机的模拟信号板的分析，理解和掌握该发射机的模拟信号监测、计算、控制原理，有助于提高维护水平和处理故障的能力，提高了安全传输发射任务的保障能力。
参考文献：
[1]张学田.广播电视技术手册[M].北京：国防工业出版社.
[2]马场清太郎（日）.运算放大器应用电路设计[M].北京：科学出版社.
作者简介：李梁（1980.5-），男，浙江人，本科（在读工程硕士），工程师，工作岗位：发射机房副主任，负责电台发射机的维护及技术开发工作。
作者单位：国家新闻出版广电总局831台，浙江兰溪 321106