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摘 要：本文通过对3DX-50kW发射机功放盒的工作原理的介绍，使维护人员对该发射机的功放工作原理更加熟悉，为对其进行维修提供理论指导。
关键词：发射机功放盒；D类开关放大器；死区时间
一、引言
广播发射机是将电能（多为交流）转化为高频载波信号的一种设备，现在全固化广播发射机输出的高频信号均采用多个功放盒进行合成，3DX发射机的功率合成与DX发射机的功率合成技术相同，也是用高频变压器（磁环）进行合成，3DX发射机功放盒与DX发射机的功放盒的工作有较大区别，现在就3DX发射机功放板原理及调试方法做一介绍。
二、射频放大器工作原理
RF放大器是D类开关放大器。8个MOSFET（并联成4对），被配置为全4角或桥。每个放大器分为两半，A部分和B部分。
功放导通时
功放关断时
模块的每一半由2对MOSFET串联组成。每一对MOSFET像开关一样交替关断和饱和导通。送到2对MOSFET的RF开关信号的相位相差180°，于是当上面一对开启时下面一对关闭，反之亦然。输出的RF电压在地和+300V供电电压之间切换。电流穿过磁环从+300V供电端流向高端到“低端”。
由于MOSFET是在关断（全断）和导通（全导通）之间快速切换，放大器的效率是很高的。开关信号是一个方波，它使晶体管非常快的通过功率消耗很高的线性区，减小了功放盒的功耗。放大器的低功耗提升了发射机的整机效率。
该功放板的P1-3/4/5/6、P1-9/10/11/12为两路B+（+300V）电源输入端，分别经过8A保险管给两部分功放供电。
P1-47为+12V输入端；一路经过三端稳压器（LM317）稳压到+5.5V后给集成块（U6、U8、U9、U10、U11、U12、U14、U15、U18）供电，U7供电为+12V。另一路+12V给U6供电，产生Q11/Q12的激励信号。
P1-49为-12V输入端；主要给A部分与B部分的高端推动管Q9/Q10（MNFT960T1）的栅极提供一个负偏压，使该管的栅极电压在-0.58V～4.67V之间。
P1-33/34为+210V输入端，经过1A保险管给Q12和Q11组成的推挽电路供电。
P1-1/2 、P1-13/14为B+（+300V）电源取样端；
P1-71 、P1-72分别为高频信号“桥A” 、“桥B”输入端，“桥A” 、“桥B”两路信号相位相差180度。
两路信号“桥A” 、“桥B”一路分别送到桥式放大器的A边和B边，另一路送到与非门U18死区时间检测器（74HCT03）。当“桥A” 、“桥B”两路信号的死区时间少于40ns即同时为高或低（防止桥式放大器两边同时导通）时输出为低电平，该低电平送到D触发器U9（74HCT74）的13脚（清除），使9脚输出低，到8-3编码器U15（74HC148）的11脚进行故障编码；8脚输出高，到功放故障显示并经过二极管CR36到U9（74HCT74）后通过封锁 “桥A” 、“桥B”两路信号关断模块。
“桥A”信号一路到D触发器U14（74HCT74）进行整形后送到驱动电路U6（IR2113S）产生载频方波，推动Q12和Q11交替导通，然后通过高频变压器T1，产生三组直流电压+VA1（+VA2）、VD、VH，其中+VA1（+VA2） 给桥式放大器的低端推动器U5（UC3710）和U2（UC3710）提供电源，+VA2 还通过LM317稳压到7.5V（Vout=1.25V*（1+R91/R90））后给桥式放大器的高端推动器的前级Q9和Q10提供电源，VD、VH分别给高端推动器U3（UC3710）、U4（UC3710）提供电源，桥式放大器的电源为+300V，放大后射频输出A 由P1-25/26/27/28/29/30、射频输出B经过由P1-17/18/19/20/21/22输出，两路输出到合成变压器。方波的峰—峰值幅度通过主变压器（或磁环）产生两倍的电源电压。一个电C59（0.15UF）串聯在变压器的绕组上避免将电压直接短路到地。
“桥A”信号另一路到U10和U11，通过放大后产生Q1、Q3、Q6、Q8的激励信号。
“桥B”信号到U10和U11，通过放大后产生Q2、Q4、Q5、Q7的激励信号。
P1-41 、P1-39为电缆连锁，静态时阻值为1M，若功放盒插到位，合电后P1-41 、P1-39均为0V正常，若功放盒没插到位，合电后P1-41 、P1-39为+5V，经过反相器U8（74HCT14）后则故障电平送到8-3编码器U15（74HC148）的2脚进行故障编码，调制编码器将产生一个关断命令到主控制器以防止磁环线圈烧断。发射机将被强行关机，直到电缆联锁恢复正常。
P1-57为功放导通指令，正常时为L，经过反相器U8（74HC14）后送到D触发器U9（74HCT74）时，主触发器将延迟这个导通信号，直到下一个桥B波形的下降沿。这样可以有效地保证模块在射频出现零交叉点时才关断，防止由功率合成器中射频感应电压导致高电势引起场效应管饱和导通，在下一个零交叉点后与门将给上端的MOS管提供驱动信号。当功放导通时TP17为低电平，U9输出5脚为高电平（控制），一路到显示灯，另一路到A、B“高端”与门控制端，使高频信号可以通过；U9输出6脚为低电平（控制非），一路到到A、B“低端”或门控制端，使A、B“低端”高频 信号全部通过；另一路到经过二极管到电压检测窗口比较器U7（LM339），用以检测功放电压是否正常，电压状态信号送到故障显示及通过8-3编码器U15（74HC148）1脚进行故障编码，U9的时钟信号为“桥B”经过反相，清除信号为U9-8脚输出，包括“死区时间”、“功放过温”、“B+A、 B+B过压/欠压”。
U1（TC622EAT）为温度传感器，R1为150K（R=0.5997×（t+273.15）2.13 12）时，温度的设置点为68℃，当温度超过设定值时，输出端为高电平，经过反相器U 8后送到故障显示及模块被关断，前面板的红灯亮起，并通过8-3编码器U15（74HC148）3脚进行故障编码，编码后的模块故障的信号送到调制编码器。
U7为功放电压窗口比较器，门限为+1V、+4V，当取样电压超出门限电压时输出低电平，经过D触发器一路到指示板，另一路到U15（74HC148）编码器。U15的3脚为过温、2脚为联锁、1脚为功放推动电压过压欠压、11脚为桥信号与功放电压，编码后由P1-51、P1-53、P1-55输出：
P1-51为调制编码故障0
P1-53为调制编码故障1
P1-55为调制编码故障2
P2为显示接口：
P2-1为功放故障显示（红）；
P2-2为地；
P2-3为功放合显示（绿）。
P1-63为功放复位、P1-43为钥匙模块复位，这两路复位信号进行功放故障的复位，
P1-45为钥匙功放关。
三、故障判断
若频繁损坏功放模块，可能是模块或模块插槽的问题，可以用互换法判断具体是模块还是插槽的问题，再根据情况进行处理。
若功放损坏：查保险管F3、F4及保险管对应的场效应管IRFP22N50A，进行更换；还有功放管栅极的1电阻值偏差过大也会引起烧功放管。
四、结束语
以上是哈里斯3DX-50kW发射机射频放大器电路的简单介绍、分析以及故障的判断方法，希望通过本文的介绍能起到抛砖引玉的作用，能对维护人员在进行故障的判断处理时提供帮助，为安全播出提供保证。由于作者水平有限，文中难免有不足之处，望大家多多指正。■
关键词：发射机功放盒；D类开关放大器；死区时间
一、引言
广播发射机是将电能（多为交流）转化为高频载波信号的一种设备，现在全固化广播发射机输出的高频信号均采用多个功放盒进行合成，3DX发射机的功率合成与DX发射机的功率合成技术相同，也是用高频变压器（磁环）进行合成，3DX发射机功放盒与DX发射机的功放盒的工作有较大区别，现在就3DX发射机功放板原理及调试方法做一介绍。
二、射频放大器工作原理
RF放大器是D类开关放大器。8个MOSFET（并联成4对），被配置为全4角或桥。每个放大器分为两半，A部分和B部分。
功放导通时
功放关断时
模块的每一半由2对MOSFET串联组成。每一对MOSFET像开关一样交替关断和饱和导通。送到2对MOSFET的RF开关信号的相位相差180°，于是当上面一对开启时下面一对关闭，反之亦然。输出的RF电压在地和+300V供电电压之间切换。电流穿过磁环从+300V供电端流向高端到“低端”。
由于MOSFET是在关断（全断）和导通（全导通）之间快速切换，放大器的效率是很高的。开关信号是一个方波，它使晶体管非常快的通过功率消耗很高的线性区，减小了功放盒的功耗。放大器的低功耗提升了发射机的整机效率。
该功放板的P1-3/4/5/6、P1-9/10/11/12为两路B+（+300V）电源输入端，分别经过8A保险管给两部分功放供电。
P1-47为+12V输入端；一路经过三端稳压器（LM317）稳压到+5.5V后给集成块（U6、U8、U9、U10、U11、U12、U14、U15、U18）供电，U7供电为+12V。另一路+12V给U6供电，产生Q11/Q12的激励信号。
P1-49为-12V输入端；主要给A部分与B部分的高端推动管Q9/Q10（MNFT960T1）的栅极提供一个负偏压，使该管的栅极电压在-0.58V～4.67V之间。
P1-33/34为+210V输入端，经过1A保险管给Q12和Q11组成的推挽电路供电。
P1-1/2 、P1-13/14为B+（+300V）电源取样端；
P1-71 、P1-72分别为高频信号“桥A” 、“桥B”输入端，“桥A” 、“桥B”两路信号相位相差180度。
两路信号“桥A” 、“桥B”一路分别送到桥式放大器的A边和B边，另一路送到与非门U18死区时间检测器（74HCT03）。当“桥A” 、“桥B”两路信号的死区时间少于40ns即同时为高或低（防止桥式放大器两边同时导通）时输出为低电平，该低电平送到D触发器U9（74HCT74）的13脚（清除），使9脚输出低，到8-3编码器U15（74HC148）的11脚进行故障编码；8脚输出高，到功放故障显示并经过二极管CR36到U9（74HCT74）后通过封锁 “桥A” 、“桥B”两路信号关断模块。
“桥A”信号一路到D触发器U14（74HCT74）进行整形后送到驱动电路U6（IR2113S）产生载频方波，推动Q12和Q11交替导通，然后通过高频变压器T1，产生三组直流电压+VA1（+VA2）、VD、VH，其中+VA1（+VA2） 给桥式放大器的低端推动器U5（UC3710）和U2（UC3710）提供电源，+VA2 还通过LM317稳压到7.5V（Vout=1.25V*（1+R91/R90））后给桥式放大器的高端推动器的前级Q9和Q10提供电源，VD、VH分别给高端推动器U3（UC3710）、U4（UC3710）提供电源，桥式放大器的电源为+300V，放大后射频输出A 由P1-25/26/27/28/29/30、射频输出B经过由P1-17/18/19/20/21/22输出，两路输出到合成变压器。方波的峰—峰值幅度通过主变压器（或磁环）产生两倍的电源电压。一个电C59（0.15UF）串聯在变压器的绕组上避免将电压直接短路到地。
“桥A”信号另一路到U10和U11，通过放大后产生Q1、Q3、Q6、Q8的激励信号。
“桥B”信号到U10和U11，通过放大后产生Q2、Q4、Q5、Q7的激励信号。
P1-41 、P1-39为电缆连锁，静态时阻值为1M，若功放盒插到位，合电后P1-41 、P1-39均为0V正常，若功放盒没插到位，合电后P1-41 、P1-39为+5V，经过反相器U8（74HCT14）后则故障电平送到8-3编码器U15（74HC148）的2脚进行故障编码，调制编码器将产生一个关断命令到主控制器以防止磁环线圈烧断。发射机将被强行关机，直到电缆联锁恢复正常。
P1-57为功放导通指令，正常时为L，经过反相器U8（74HC14）后送到D触发器U9（74HCT74）时，主触发器将延迟这个导通信号，直到下一个桥B波形的下降沿。这样可以有效地保证模块在射频出现零交叉点时才关断，防止由功率合成器中射频感应电压导致高电势引起场效应管饱和导通，在下一个零交叉点后与门将给上端的MOS管提供驱动信号。当功放导通时TP17为低电平，U9输出5脚为高电平（控制），一路到显示灯，另一路到A、B“高端”与门控制端，使高频信号可以通过；U9输出6脚为低电平（控制非），一路到到A、B“低端”或门控制端，使A、B“低端”高频 信号全部通过；另一路到经过二极管到电压检测窗口比较器U7（LM339），用以检测功放电压是否正常，电压状态信号送到故障显示及通过8-3编码器U15（74HC148）1脚进行故障编码，U9的时钟信号为“桥B”经过反相，清除信号为U9-8脚输出，包括“死区时间”、“功放过温”、“B+A、 B+B过压/欠压”。
U1（TC622EAT）为温度传感器，R1为150K（R=0.5997×（t+273.15）2.13 12）时，温度的设置点为68℃，当温度超过设定值时，输出端为高电平，经过反相器U 8后送到故障显示及模块被关断，前面板的红灯亮起，并通过8-3编码器U15（74HC148）3脚进行故障编码，编码后的模块故障的信号送到调制编码器。
U7为功放电压窗口比较器，门限为+1V、+4V，当取样电压超出门限电压时输出低电平，经过D触发器一路到指示板，另一路到U15（74HC148）编码器。U15的3脚为过温、2脚为联锁、1脚为功放推动电压过压欠压、11脚为桥信号与功放电压，编码后由P1-51、P1-53、P1-55输出：
P1-51为调制编码故障0
P1-53为调制编码故障1
P1-55为调制编码故障2
P2为显示接口：
P2-1为功放故障显示（红）；
P2-2为地；
P2-3为功放合显示（绿）。
P1-63为功放复位、P1-43为钥匙模块复位，这两路复位信号进行功放故障的复位，
P1-45为钥匙功放关。
三、故障判断
若频繁损坏功放模块，可能是模块或模块插槽的问题，可以用互换法判断具体是模块还是插槽的问题，再根据情况进行处理。
若功放损坏：查保险管F3、F4及保险管对应的场效应管IRFP22N50A，进行更换；还有功放管栅极的1电阻值偏差过大也会引起烧功放管。
四、结束语
以上是哈里斯3DX-50kW发射机射频放大器电路的简单介绍、分析以及故障的判断方法，希望通过本文的介绍能起到抛砖引玉的作用，能对维护人员在进行故障的判断处理时提供帮助，为安全播出提供保证。由于作者水平有限，文中难免有不足之处，望大家多多指正。■