TSW2500型500kW短波发射机板卡的研发与调试

党若晚

（国家广播电视总局五九四台 陕西 咸阳 712000）

0 引言

TSW2500型500 kW短波发射机具有运行稳定、操作方便的优势。在其较高的自动化控制系统基础上，可以实现远程的遥感监控，是目前使用较为先进和可靠的发射机之一。而且在发射机的综合机箱中，还集合了输入、输出线，控制系统和子系统之间也可以利用继电器和滤波器来进行连接，避免了在发射机运行过程中，控制信号不会受到电磁环境的干扰。因此，其成了我国现阶段大功率短波发射机进行对外广播的主要机型之一[1]。但是由于TSW2500型短波发射机是从国外引进，外界产商为了防止技术泄露，并没有补充过多的技术资料，发射机内部的控制系统部分，也缺少详细的资料介绍，所以只有通过技术人员自己探究分析才能进一步明确发射机的原理和调试方法。

1 TSW2500型500kW短波发射机控制系统构成

该型号发射机的控制系统主要由中控系统（简称ECOS2）、马达控制器（简称MC）、顺序控制器（简称SC）3个重要部分构成。控制系统的作用主要体现在以下两点：其一是根据工作需要，依照正确的顺序来开启、关闭发射机；其二是在机器发生故障时，通过控制系统开启必要的封锁保护，防止由于局部故障引发连锁反应时的故障问题。

控制系统中的YCS06、YCS07型模拟板卡主要是用来采集机器中发生的模拟测量信号。通常情况下模拟信号的发生，主要是通过SCI03型的滤波板进行滤波处理后，再发送到YCS06、YCS07型模拟板中进行集中处理，再次经由YCS04板和YCS08马达控制器板进行准确计算，并将结果发送到ECOS2的显示处理器中，见图1。

1.1 ECAM中央控制系统分析

中央控制系统是发射机组成的核心部分。当然控制系统除去ECOS2这个核心以外，还由上述的两个低层控制器组成，主要功能是来控制硬件开关。MC主要是由YCS08板卡和接口板构成，而SC则是由YCS04板卡和接口板构成的。中控系统的构建主要是建立在微处理器的基础之上，而微处理器则是通过上述两个低层控制器的信号传输与发射机相互交流。如果中央控制系统出现问题，则可以利用SC来对发射机进行单独操控[2]。中央控制系统主要是通过控制指令来激活低层控制器，而低层控制器在接收到中控系统的指令后，则会自动开启发射机的优化调谐程序，并执行相应的操作。

一般情况下，可以通过3种方式来对发射机进行操作指令的输入。比如通过本地化的控制，利用遥控单元和计算机接口来进行控制。在输入相应的开关指令后，通过事件执行流程的原则，通过中控系统将指令信号输入到控制器中，而控制器也就是MC和SC控制器。

1.2 顺序控制器系统分析

顺序控制器SC主要接受来自中央控制系统的命令，并且将命令合理执行。主要是控制发射机的开关，然后连接到安全系统。运行过程中，顺序控制器会遵循发射机的运行状态，来自动激活部分指令和动作，比如水泵、风机就可以由顺序控制器自动激活。此外，当发射机在运行中出现故障时，SC系统也会自动执行一些保护性操作，用来降低故障所引发的系统影响，如高周打火光敏保护。

1.3 马达控制器系统分析

MC系统原理主要是通过马达的驱动对电感和电容来进行调整，以此来完成以下功能：首先对系统中的所有MP，也就是对马达位置单元进行控制。交流电机一般在运行时转速一定，而且结构简单，所以常常会作为短调节范围的元件进行使用。而直流电机中，转速通常不固定，但工作适应性较高，所以可以作为灵敏元件使用。

2 发射机在测试前的准备工作

顺序控制系统和PSM控制系统的各个控制板，都可以利用转接板的方式在发射机上进行模拟的功能测试。

（1）根据测试工作完整地检查设备。①首先必须要检查控制板卡焊接是否出现问题，焊点是否结实；②要保证集成块方向一致；③LED指示灯检查，正负端接口是否正确，指示灯能否正确亮起；④对各个控制板上的逻辑芯片进行检查校验，确定是否能正确执行逻辑编程。

（2）将控制板连接发射机控制系统套箱。①要先保证发射机状态呈关机状态，并且要断开控制系统的电源，防止误接入对系统造成破坏；②备份控制板插入到控制系统的套箱卡槽后，要拧紧固定螺丝，确保其稳定；③如果需要临时性测试新开发的控制板，技术人员可以利用转接板的方式来对测试点的电压进行测量[3]。

（3）对控制板进行加电，然后合上相应的控制系统电源，升起灯丝，再开始功能测试。

3 对顺序控制系统的调整

3.1 对YCS01板卡进行测试

3.1.1 分析线路原理

YCS01板有32路输入信号，然后通过光耦隔离器件CNY17二型将外部的输入信号转化为二进制的输入信号，再由面板上的LED指示灯进行信号输入。在MC14584节点处有由施密特触发器构成的反相器，主要功能是提供减噪抗噪的能力。而SN75471节点，主要是外围驱动器，主要功能是实现逻辑与门[4]。

3.1.2 测试方法

当发射机升灯丝到加高压过程中，观察对应的YCS板中的LED指示灯是否亮起。比如在观察YCS01板卡的信号指示灯时，可以通过LED序号灯的显示情况来判定控制板的情况，序号灯17亮起时代表短路、18亮起时主电源出现故障、22亮起时射频打火等。

3.2 对YCS02板卡进行测试

3.2.1 线路原理分析

YCSO2板卡在进行测试时，需要根据光耦隔离器传输电压信号进行判断。A121板卡或者A122板卡会将光耦隔离器传输的电压信号进行继电器动作。促使面板上的32路LED指示灯各路输出，出现故障时进行报警指示。

3.2.2 具体测试办法

首先对各个测量点的电压值进行检测；保证电压值正常后，启动发射机开机，注意观察YCS02板的指示灯面板，如果有5V的信号输入到YCS02板中的某一通路端子，相应的LED指示灯也会亮起，这也就表明通路正常，见图2。

3.3 YCS03数据采集板测试

3.3.1 线路原理分析

YCS03板卡，也即数据采集板PL35，数据输入板中的PL23和PL27的门开关检测信号，都是经过PL35数据采集板之后，再通过顺序采集板发送给PL39，也即YCS04板卡。

数据采集板YCS03板卡助威YCS04顺序控制器提供输入或者输出信号。当顺序控制器板YCS04通过8位并行的数据总线以软件的方式来读写YCS03板卡中的二进制数据和指示灯的显示状态。

YCS03板卡的输入信号会分成两路，其中一路会将信号发送到存储端中的8个信息存储器之中，然后这8个信号存储器会通过数据总线再发送给YCS04板卡，这样可以保护软件；而另外一路的信号会送到RPLD逻辑处理器件中，在EPLD器件中可以实现逻辑保护运算。

3.3.2 测试办法

在发射机开机时，根据YCS03板卡的指示灯信号来判断其是否正常工作。

4 对PSM控制系统测试调控

主要对PSM控制系统中的YCP02、YCP16控制板进行测试调整。

4.1 YCP02控制板测试方法

（1）保证电源模块的电压正常；（2）通过示波器来观测时钟信号的发射器是否正常；（3）利用示波器连接YCP15控制板中的X2-A10和X1-A32的两端口。闭合PSM系统电源，然后让系统自运行并开始自检，技术人员观测示波器上是否存在1 kHz的信号显示以及幅度在1.8V的正弦波；（4）当自检通过之后，YCP16控制板中的LED显示面板会出现ALG，显示PASS的提示。

4.2 YCP16控制板卡测试调整方法

YCP16板卡是作为PSM系统的控制核心，提供的主要功能就是参与对系统的控制和保护、数据采集。图3中为YCP16板卡对外控制式的流程框架。

在初期对于YCP16板卡的调试使用当中遇到了许多问题。在对YCP16板卡进行静态调试，通电之后，音频向量转到A/D转换器中，OPM向量和PAMP数据转入了工作模式。BITE的模拟信号可以测试YCP16板。所有功率模块平均输出电压运输到YCP16板，YCP16产生的PS2和VABLOCK传输到各单元中。在板卡上的所有指示灯并没有正常亮起。在技术人员排除了PCB板线路可能出现的问题之后，还可能出现的问题就是在板路中的发光二极管。全面检查过后发光二极管并没有问题，再次将二极管的正负极进行调整，再进行焊接，二极管就可以正常运行了，但是板卡运行还是有问题，最后找出关键芯片内部运行电压的问题，导致指示灯无法正常显示工作。

不过在更换了芯片，问题依旧存在，在结合到板卡的工作原理图进行综合查证的情况下，技术人员又怀疑到可能是购买的芯片质量问题，所以又通过面包板来构建了一个实验检测回路，图4为芯片SN75472P检测电路图。

具体使用的检测方法就是通过使用1A、1B，或者也可以使用2A、2B的接口，使用引线来连接到5 V或者是地端接口处，随后技术人员通过观察1Y或者2Y的接口输出端二极管是否亮起，这样就可以了解到是否是芯片出现了质量问题。在经过了检查之后，确实发现了SN75472P芯片中存在质量问题，在更换了正常的芯片之后，发光二极管就开始正常工作了。在确定YCP16板卡静态调整好之后，就准备开始进行上机试验了。

在将板卡装备到发射机上后，再插上转接板就可以开始对板卡的测试了。在开启发射机电源，自检系统Pass之后，就对系统开启高压测试。技术人员发现功率只能加到300 kW左右，经过查找问题之后发现A67芯片出现了异常，在更换之后就能提升足够的功率。在技术人员分析YCP16板卡的电路简图的基础上（图5为YCP16板卡的电路简图），对出现的故障进行简要的分析图例，因为A67芯片出现异常之后，可能会导致D0—D3的信号出现异常情况；如果D信号输出的其中一路到达A22和A23通路处当作输入信号，则可能会导致A22/A23在给YCP04板卡输出信号的过程中出现RAMP的异常情况。

RAMP数据又是具有调制模式特征参数的数字音频信号乘积，会用于控制发射机瞬时功率大小。通常正常的情况下，RAMP的值大致都会在2 048，所对应出现的屏压也在13.7 kV，功率为500 kW。而因为芯片A67出现了异常问题，所以也让RAMP信号发生了异常问题，对应的功率值也产生了一定变化，进而出现了功率不足的问题。技术人员在更换了A67之后，便可以将系统升足了功率，然后通过使用1 kHz的音周来当作冲击试验，调整之后经过了不同幅度的冲击测试，板卡都经过了测试。在对YCP16板卡进行了较为成功的调试之后，今后就可以与进口板卡之间进行较为良好的功能转换，满足研发技术要求[5]。

5 结语

综上所述，我国有关发射机的研究还需要不断完善，TSW2500型500 kW发射机中的板卡对整个系统有十分重要的作用，但由于早期我国技术较为落后，一直进口板卡，这对于花销和后期维修方面都不合算。因此我国相关技术人员通过不断努力研发出的TSW2500型500 kW短波发射机板卡，在测试方法的分析中，由于技术水平和专业知识的理解尚有不足，分析测试过程中难免会出现疏漏，相关技术人员可以根据实际情况自行完善[6]。