射频功放保护控制电路的设计与应用

2010-11-14 16:31:24来源: 电子工程师

  现代军用、民用超短波通信电台,为了满足其通信距离远的要求,其射频功率输出大,射频功放一般工作在大电流、高功率状态,为了使功放电路安全可靠地工作,在功放电路设置了比较完善的功放保护自动控制电路,包括有高压驻波比保护,机内高温保护和低电压降功率保护电路,使发射机的射频功放级在保证安全的前提下输出大的射频功率。

  1 电压驻波比功率保护电路

  1.1 功用

  当发射机天线出现故障时,发射机输出的射频功率不能得到有效传输,会产生很大的发射功率,严重影

  响功放级的安全。因此,发射机控制电路中设置高压驻波比保护电路,在电压驻波比高于一定值时,控制射频功率输出降低有效的保护功放电路,其电路如图1所示。


      1.2 电路原理

  图1是电压驻波比功率保护原理电路。其工作原理由发射机功放输出端的定向耦合器检测输出的反向功率电压,经功放稳压电源中的有关电路处理后,送至发射机控制电路XP1/12A,然后经过反向功率检测电压补偿电路,加至N20B放大器,经过N20B加到N20A的同相输入端,当该输入端电压达到大约300mV时,(当功放输出和天线阻抗失配时,电压驻波比大于2.5:1),N23A输出电压大于6.2V,使VD5稳压管和V3导通。V3导通使 VD6导通,这样就使N23B同相输入端的电平降低,N23B输出端的电压也降低,以致于加到模拟乘法器N24的Vx输入端功率直流控制电压降到某一电平,最终使射频功放输出功率降低到某一数值,射频功放得以保护。

  当电压驻波比不大于2.5:1时,反向功率检测电压较小,N23A输出的电压不足以使VD5导通,因此,VD6也因为反偏而截止,在N23B同相输人端所加的只有正常的前面板设置的功率直流控制电压,模拟乘法器Vx输入端所加电压也为正常值,发射机射频功放正常输出功率。

  2 机内高温功率保护

  双频段电台在射频功放级和功放稳压模块都设置有温度传感器,当机内温度超过65℃时,由监控模块微机控制风机加速转动;超过80℃时,由监控微机控制发射机控制电路内高温降功率电路工作,使射频输出功率降低。机内高温降功率电路简图如图2所示。


      从图2可以看出,机内高温降功率控制,实质上就是将Tx(发射机)前面板功率调整电位器RP11设置的功率直流控制电压,经R168与D10某一路(或几路)开关接通所连接的电阻(R175~178)进行分压处理,使送入模拟乘法器Vx端的电压降低,从而使射频输出功率降低。

  D10(MC14066)是一片四路模拟电子开关,其控制端(A、B、C)接受监控模块微机通过发射机数据接口电路输出的二进制数据的控制。若温度不断升高,二进制数就逐渐增大,从而使D10接通的电阻增多,射频输出功率就逐渐下降。

  D端所控制的是机内高温指示电路。当D端为高电平时(机内高温),V5导通,使VD9发光二极管指示高温。

  3 低电压降功率

  发射机控制电路内,设置有电源电压监测电路(在音频处理电路图上),一旦检测到电源电压降低,就使功率直流控制电压降低,从而使射频输出功率降低。其电路简图如图3所示。

  从图3可见,底座稳压电源输出+3 0V(不稳压)电压,经监控模块后,送至发射机音控板模块的XP2/4A。这个+30V电压在RP10,R110,R113上产生压降,取R113上的压降(约1.51V),经R114加至N19B电压比较器的反相输入端(设V2);发射机音控板内+10伏(稳压)电压经 R111(18k),R112(1.8k)分压,取R112上的电压(约0.87V)加到N19B的同相输入端(设V3)。当电源电压正常时,调整 RP10使V2>V3,则N19B输出低电平,这个电平接到D10/13(见图2),使D10/1.2脚断开,发射机正常输出射频功率;当电源电压降低时,R113上的电压也降低,使V2<V3,N19B输出高电平,这个电平使D10/1.2脚接通,将功率直流控制电压经R168和R175分压后供给模拟乘法器VX输入端,使VX降低,从而使发射机输出的射频功率降低。


      图3中的电容C52是保证确认电源电压降低时,才使N19B的V2<V3。而不稳定的电源电压波动则予以滤除。VD1和R114是保证N19B电压比较器迅速翻转工作而设置的,R115起正反馈作用,VD1为C52的快速放电提供通道。

  4 结束语

  射频功放电路经过实际应用证明,该电路设计新颖,电路简单实用,对射频功放在大电流高功率状态出现射频阻抗失配、机内温度较高和电源电压降低三种情况,能够自动控制保护射频功率放大电路,增加了电台工作的可靠性和使用寿命。

关键字:射频功放  控制  电路原理

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2010/1114/article_2713.html
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