【摘要】DX10KW中波发射机具有循环调制的功能，该功能由循环调制编码电路负责实现。该电路控制着发射机功放系统的“大台阶”和“二进制位小台阶”共48块功放模块，同时对功放模块实现故障自动检测和自动替换的功能。
【关键词】电路功能;编码原理;单元电路;故障检测
DX10KW循环调制编码电路使RF功放模块可以轮流等几率工作，从而降低了热负荷并均匀化，提高了RF功放模块（特别是功放管）的使用寿命。该电路将来自模数转换器的12位数字音频信号编码为控制功率的“开/关”控制信号，实现了对48个功放模块进行的开启和关闭，使发射机产生相应的调制电平。循环调制编码电路采用的主要器件为可编程逻辑器件EPM240和EP1C6Q240，驱动模块DS0026（或LM5111），电路由电源电路、数字音频信号数据电路、倒相驱动电路、电缆联锁电路和功放关闭电路构成。
一、电路功能
循环调制编码电路将12位数字音频信息变换为控制RF功放模块“开/关”的控制信号，实现了对载波的调制，同时通过调制B-电源的作用使RF功放模块开/关时间得到了补偿，它的平顶功能提高了失真度的指标，具有补码技术实现了对故障RF功放模块的自动替换。
1.控制功率放大器模块。受循环调制编码电路控制的RF功放模块共有48只，其中42只被称作“大台阶”功放，每个“大台阶”功放提供相等的电压输出供给功率合成器;还有6只被称作“小台阶”功放，分别提供“大台阶”功放输出电压的1/2、1/4、1/8、1/16、1/32和1/64。A/D转换器输出的高6位码为42只“大台阶”功放的控制信号，这6位码对应的十进制数即为开通的“大台阶”功放模块的数量。“小台阶”功放由A/D转换器输出的低6位控制。
2.“调制B-”电源对功放模块开/关时间进行补偿。功放模块的开/关时间依赖于模块的负载，即开通模块的总数量。若一个模块开通比另一个模块快时，将会使输出包络产生“尖峰”或“缺口”， “调制B-”电源就是用于减少这种现象的出现，通过控制RF功放模块的开/关时间来减少低噪声输出。开/关时间由工作的模块数而定，在低功率电平（包括调制负峰）只有几个“大台阶”导通时，每个功放负载很轻。当有更多的模块加入工作时，模块的负载电流变大，因而必需使所需的开/关时间变快。在高功率电平上，模块的开通与关闭对负载电流影响变小，因而开/关时间应稍缓。为减少噪声输出，B-电压要随着输出增加而更负，它随“音频+直流”信号作非线性变化。在10kW、M=1时，B-电压为-2V～-6V变化，其中-2V对应M=1的负峰、-6V对应M=1的正峰。B-电源实际是功放的动态偏置。
3.平顶功能。当所有的“大台阶”功放（42只）均已导通，而调制信号还继续增加时，与最后一个台阶序号数加1（即43号）相对应的只读存贮器的输出端由低变高。把它送到6只“小台阶”的控制端，使“小台阶”全部导通。这样虽然调制信号还增加，而合成的射频输出已到最大值，即射频功率已被箝位到最大值，直到调制信号降下来为止。如果不这样处理，最后一只“大台阶”（42号）与6只“小台阶”将会交替导通，使射频输出顶部呈现63/64的锯齿交错，而带来难听的声音。
4.补码功能。当个别少数射频功放故障时，循环调制编码电路将给它封锁控制信号，同时将控制信号“1”送给其它空闲的功放模块，这不会给调制包络带来失真和噪音，也不影响机器的运行，三大指标不受影响，输出功率维持不变。功放故障时，循环调制编码自动进行“补码”，即对故障模块的控制信号通过循环调制编码电路退出，然后控制电路开通空闲功放模块。如37、38、39、40、41、42等模块，因为这些功放模块在平时不工作。补码工作即使在机器运行中也能自动进行，无须停机。
二、编码原理
数字音频信号由12位数字流组成。12位码被称为B1～B12，每位码都是二进制形式。 B1是MSB（最高有效位），B12是LSB（最低有效位）。12个比特位分成两组二进制数据编码：B1～B6控制“大台阶”RF功放模块，“大台阶”RF放大模块打开的总数可以通过转换二进制数为十进制数计算得到;B7～B12控制“二进制台阶”RF功放模块，分别对应1/2台阶～1/64台阶。例如“011010001101”最后六位“001101”控制二进制模块开关，这里的1/2台阶和1/4台阶模块是关，1/8、1/16台阶是开，1/32台阶是关，1/64台阶是开。前面六位“011010”码是控制42个“大台阶”功放模块，这六位二进制码一定要先进行编码，对应于第一位“大台阶”没有RF功放模块开通，对应于第二位“大台阶”有2只模块保持开通，依此类推。如果将前六位二进制化为十进制数，就可以知道有多少功放模块“开通”。在本例中二进制数“011010”对应十进制数26，因此有前面26只“大台阶”模块“开通”。在这些大台阶开启的数量确定的同时进行单步移位，约每30秒钟大台阶循环一遍。
三、单元电路
1.供电电源。循环调制编码电路的供电电源来自直流稳压电源的B+和B-，其中B+电源是固定的+5.3V电压，B- 是随“音频+直流”信号变化的调制电源。
B+电源经保险丝由电容滤波后，再由齐纳二极管稳压到+5V。所有的集成电路都由+5V电源提供工作电压。
已调制的B-电源通过下拉电阻供给驱动器集成块DS0026（或LM5111）输出。RF模块的打开和关闭的时间由模块上的电阻决定。为补偿此打开或关闭时间的变化，其控制电路的定时是随调制度变化的。这个主动偏移电压由已调制B-电源从直流稳压电源模块直接给出。
2.数字音频信号数据电路。来自A/D变换电路的12位数字量由电阻分压网络提供上拉和下拉功能，送到锁存器（集成可编程逻辑器件）的输入端。由锁存器输出的数据信号低六位被送入二进制台阶数据锁存器，二进制台阶数据锁存器的输出端将信号送到倒相驱动器。高六位大台阶数据存入循环移位寄存器，随着数字功率控制信号的增加，二进制台阶会继续按二进制增加的序列开通并使发射机的射频输出慢慢增加，当下一个“大台阶”开通时会使二进制台阶再一次全部关闭。因此发射机的射频输出会突然跌落近似一个“大台阶”，然后“二进制台阶”再顺序开通并增加射频输出。
模数转换电路来的“数据选通-L”信号在控制所有功放模块开关切换的同时，更新下一周期的数字音频开关信号。 “数据清零-L”信号用来清除所有编码板上的锁存器，使功放模块全部关闭。因此“数据清零-L”信号也可以被叫作“关功放”信号。
3.倒相驱动电路。倒相/驱动器电路将TTL电平转换到适当的电压值，以便控制RF放大模块的开/关。MOS时钟信号驱动器DS0026 （或LM5111）用来给出RF放大器的开/关控制输入信号。上拉（电流输出源）晶体管的集电极连接到B+电源（+5V），而下拉（电流吸收源）晶体管的发射极连接到地端。输入到反相/驱动器的逻辑高电平信号引起下拉晶体管导通，RF功率模块控制电压被下拉到低于已调制B-电源值， RF功放模块被开启。输入到反相/驱动器的逻辑低电平信号引起上拉晶体管导通，RF功放模块控制电压被上拉到B+电源值， RF功放模块被关闭。
4.电缆互锁电路。当在调制编码电路与功率合成器母板（包括二进制合成器）间有任何一条连线未接上，有任意一个“大台阶”或“小台阶”模块未安装上，直流稳压电源与调制编码电路之间的电缆未接上时，电缆互锁电路能给出“功放关闭”信号，使数据锁存器输出清零信号，关闭功放。电缆互锁故障将引起控制电路关闭发射机，并且在故障排除前不允许发射机开机。
5.功放关闭电路。当发生电缆互锁故障，控制电路收到电源开启重置信号，因故障保护导致控制电路来的“功放关闭”信号，输出检测电路和模拟输入电路送来“功放关闭”信号时，功放关闭电路将所有数据锁存器输出的逻辑信号变为“0”。在这个条件下功放功率电源可以启动，但是没有射频功率从发射机输出。
四、故障与排除
循环调制编码电路常出现的故障现象是指示灯报红色显示“功放关闭”。该故障多是来自控制电路、输出检测电路和模拟输入电路送来的“功放关闭”信号造成的，因此出现该故障现象时，首先要用逻辑测试笔或电压表检查它们的输入和输出逻辑电平来排除这些外来因素。
如果排除是外来信号导致“功放关闭”故障，那么最有可能的原因是电缆互锁造成的。可能的原因有：检查功放模块是否被取出或没有正确的插在其插座上;检查功放模块上的短路线有没有开路的;是否调制编码电路到合成器板的电缆开路或插头座松动;调制编码板较大，上面具有很多很小的贴片器件，焊接的过程中是否存在虚焊，调制编码电路中有很多电路是相同的，可以用比较电压的方法来判断故障的所在。
五、结束语
循环调制编码电路是DX10KW中波发射机的重要组成部分，本文对它的技术结构组成和原理进行了深入的剖析，给出了其发生故障时解决的建议，希望可以给发射台的同行们提供一定的帮助，提高技术水平和维修质量。
