《電子技術(shù)應(yīng)用》
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射頻功放保護(hù)控制電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
摘要: 微波射頻網(wǎng)技術(shù)中心-提供微波射頻行業(yè)的基礎(chǔ)知識(shí)、設(shè)計(jì)應(yīng)用,、EDA技術(shù)、RFID技術(shù)、解決方案,、應(yīng)用案例,、論文、文摘,、使用維修等內(nèi)容,。
Abstract:
Key words :

  摘要:介紹了超短波通信電臺(tái)射頻" title="射頻">射頻功放功率保護(hù)控制電路的功用和工作原理,并給出了原理電路,。

  現(xiàn)代軍用,、民用超短波通信電臺(tái),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" title="功放電路">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(hù)自動(dòng)控制電路,包括有高壓駐波比保護(hù),,機(jī)內(nèi)高溫保護(hù)和低電壓降功率保護(hù)電路,,使發(fā)射機(jī)的射頻功放級(jí)在保證安全的前提下輸出大的射頻功率。

  1 電壓駐波比" title="電壓駐波比">電壓駐波比功率保護(hù)電路

  1.1 功用

  當(dāng)發(fā)射機(jī)天線出現(xiàn)故障時(shí),,發(fā)射機(jī)輸出的射頻功率不能得到有效傳輸,,會(huì)產(chǎn)生很大的發(fā)射功率,嚴(yán)重影

  響功放級(jí)的安全,。因此,,發(fā)射機(jī)控制電路中設(shè)置高壓駐波比保護(hù)電路,在電壓駐波比高于一定值時(shí),,控制射頻功率輸出降低有效的保護(hù)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(hù)原理電路,。其工作原理由發(fā)射機(jī)功放輸出端的定向耦合器檢測(cè)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(jī)控制電路XP1/12A,,然后經(jīng)過(guò)反向功率檢測(cè)電壓補(bǔ)償電路,,加至N20B放大器,,經(jīng)過(guò)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(shí),(當(dāng)功放輸出和天線阻抗失配時(shí),,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(hù)。

  當(dāng)電壓駐波比不大于2.5:1時(shí),,反向功率檢測(cè)電壓較小,,N23A輸出的電壓不足以使VD5導(dǎo)通,因此,,VD6也因?yàn)榉雌刂?,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(jī)射頻功放正常輸出功率,。

  2 機(jī)內(nèi)高溫功率保護(hù)

  雙頻段電臺(tái)在射頻功放級(jí)和功放穩(wěn)壓模塊都設(shè)置有溫度傳感器,當(dāng)機(jī)內(nèi)溫度超過(guò)65℃時(shí),,由監(jiān)控模塊微機(jī)控制風(fēng)機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng),;超過(guò)80℃時(shí),由監(jiān)控微機(jī)控制發(fā)射機(jī)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(jī)內(nèi)高溫降功率電路簡(jiǎn)圖如圖2所示。

 

  從圖2可以看出,,機(jī)內(nèi)高溫降功率控制,,實(shí)質(zhì)上就是將Tx(發(fā)射機(jī))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(kāi)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(kāi)關(guān),,其控制端(A,、B、C)接受監(jiān)控模塊微機(jī)通過(guò)發(fā)射機(jī)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(jī)內(nèi)高溫指示電路。當(dāng)D端為高電平時(shí)(機(jī)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(jī)控制電路內(nèi),設(shè)置有電源電壓" title="電源電壓">電源電壓監(jiān)測(cè)電路(在音頻處理電路圖上),,一旦檢測(cè)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(jiǎn)圖如圖3所示,。

  從圖3可見(jiàn),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(jī)音控板模塊的XP2/4A。這個(gè)+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(jī)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(shí),調(diào)整RP10使V2>V3,,則N19B輸出低電平,,這個(gè)電平接到D10/13(見(jiàn)圖2),使D10/1.2腳斷開(kāi),,發(fā)射機(jī)正常輸出射頻功率,;當(dāng)電源電壓降低時(shí),R113上的電壓也降低,,使V2<V3,,N19B輸出高電平,這個(gè)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(jī)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(shí),,才使N19B的V2<V3。而不穩(wěn)定的電源電壓波動(dòng)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?zhàn)饔茫琕D1為C52的快速放電提供通道,。

  4 結(jié)束語(yǔ)

  射頻功放電路經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明,,該電路設(shè)計(jì)新穎,電路簡(jiǎn)單實(shí)用,,對(duì)射頻功放在大電流高功率狀態(tài)出現(xiàn)射頻阻抗失配,、機(jī)內(nèi)溫度較高和電源電壓降低三種情況,能夠自動(dòng)控制保護(hù)射頻功率放大電路,,增加了電臺(tái)工作的可靠性和使用壽命,。

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