數字延時模塊在DX600發射機的應用及調整方法

魏宏林

數字延時模塊在DX600發射機的應用及調整方法

魏宏林

（作者單位：國家新聞出版廣電總局953臺）

數字延時模塊PDU15F-20主要用于DX400發射機外部射頻同步調整和輸出模數取樣信號調整。通過闡述其工作原理，結合實際電路詳細介紹其調整方法。

數字延時模塊；PDU15F-20；工作原理；調整方法

在DX600中波發射機中，共有3個地方用到數字延時模塊，射頻源板、外部射頻接口板、驅動編碼板。其中，射頻源板用到的是PDU16F-3數字延時模塊（用英文表示為6-BIT Programmable Delay Line），而外部射頻接口板和驅動編碼板上用到的是PDU15F-20數字延時模塊（用英文表示為5-BIT Programmable Delay Line）。 其 中，PDU16F-3數 字延時模塊，6表示有6位可編程邏輯控制輸入端，3表示每個步長延遲3ns；而PDU15F-20數字延時模塊，5表示有5位可編程邏輯控制輸入端，20表示每個步長延遲20ns。兩種型號的數字延時模塊工作原理相近，本文著重介紹PDU15F-20數字延時模塊的工作原理和在DX600發射機外部射頻接口板射頻同步電路中的工作原理和調整方法。

1　數字延時模塊PDU15F-20工作原理

數字延時模塊PDU15F-20也被稱為五位可編程延時線，共有25=32個數字延時臺階，每個臺階的延時時間為20ns，總的延時時間為640±11.0 ns，有反相和同相2種輸出模式，延時精確，輸入和輸出可以完全嵌位在TTL電平上。數字延時模塊的延時量取決于A1、A2、A3、A4、A5輸入控制端的電平，其中A1、A2、A3、A4、A5是高電平有效。其延時計算公式是：

TA=T0+Tinc×∑Ai （1）

式（1）中：TA是總的延時量，T0是信號固有的延時量，Tinc是延時量增加的最小步長（根據選擇的模塊型號不同，可以在0.5ns和20ns間），∑Ai是2i之和（i=1、2、3、4、5）。

如果模塊正常工作，使能端EN要保持在低電平，當使能端EN變為高電平，輸出端OUT變為低電平。一般情況下，要使數字延時模塊PDU15F-20正常工作，需要2個EN端都為低電平，IN接輸入信號，A1、A2、A3、A4、A5是5位二進制輸入電平信號。OUT是正相輸出端，是反相輸出端。其中A1、A2、 A3、A4、A5這5個輸入端和OUT之間的關系見表1。

2　數字延時模塊PDU15F-20在DX600中波發射機射頻同步電路工作原理和調整方法

數字延時模塊PDU15F-20在DX600發射機外部射頻接口板的射頻同步電路的運用是具有代表性的，所以通過分析此電路，進一步說明數字延時模塊的作用和調整方法。

表1　數字延時模塊PDU15F-20功能表

2.1射頻同步電路的定義和作用

射頻同步電路的功能是通過本地的或者遙控的方式調整數字延時線，以便使外部射頻信號與并機網絡的電流取樣信號達到同步，如圖1射頻同步電路框圖所示，由T4射頻電流取樣線圈（鐵氧體芯電感）反饋過來，作為與射頻激勵信號同步的合成器電流取樣信號，在進行VSWR調整期間，從發射機接口板來的“電壓駐波比高電平”（VSWR-H）輸入信號對U15射頻同步開關進行驅動，使那個同步的合成器電流取樣信號替代射頻激勵源。對功率放大器模塊實行保護。這樣將安全地緩沖了射頻放大器模塊，直到VSWR調整完畢。

2.2數字延時模塊PDU15F-20在射頻同步電路中的作用分析

圖2中，合成器輸出的射頻輸出電流取樣信號通過CR1和CR4被箝位到TTL電平上，然后又通過反相器U3轉換成用于激勵數字延時線的一個方波信號。這個信號到達可編程數字延時模塊U4，它以數字方式根據二進制的輸入信號改變信號的相位，以20納秒的步進遞增來改變一個TTL輸入信號的延時。數字延時模塊的粗調是通過BIT5的電平來控制繼電器K1的通斷來實現的，通過BIT5作用在Q4的柵極，使得Q4源極和漏極導通接地，繼電器K1動作，這樣射頻同步輸出就發生了180°翻轉，輸出就被相移180°。數字延時模塊的細調是由直接進入數字延時模塊U4的第A1、A2、A3、A4、A5位完成的。

圖1　射頻同步電路框

圖2　PDU15F-20數字延時模塊調整電路圖

其中，LSB（Least Significant Bit）最低有效位包括了BIT0、BIT1、BIT2、BIT3四位數字開關，MSB（Most Significant Bit）最高有效位包括了BIT4、BIT5兩個數字開關。如果LSB的1端和15端閉合，則BIT0的輸入為1，高電平有效，數字相位調整模塊PDU15F-20的A1端輸入為1，則此時U4輸出的射頻輸出電流取樣信號延時20納秒。如果LSB的2端和15端閉合，則BIT0的輸入為0，低電平無效，數字相位調整模塊PDU15F-20的A1端輸入為0，則此時U4輸出的射頻輸出電流取樣信號不延時。同樣，BIT1、BIT2、BIT3、BIT4的工作原理與BIT0一樣。而BIT5的工作原理和BIT1、BIT2、BIT3、BIT4不同，如果BIT5輸出為高電平1，則高電平作用在Q4的柵極，使得Q4源極和漏極導通接地，繼電器K1動作，這樣射頻同步輸出就發生了180°翻轉，輸出就被相移180°。如果BIT5輸出為低電平0，則低電平作用在Q4的柵極，不能使得Q4源極和漏極導通接地，繼電器K1不動作，射頻同步輸出沒有發生相移180°。

同步射頻調整由一個10位波段指示發光二極管DS7提供正常指示。如果BIT1、BIT2、BIT3、BIT4和BIT5輸入是邏輯高電平，反相器就輸出一個邏輯低電平并加到對應發光二極管的陰極上，使指示器發出紅光。如果輸入BIT1、BIT2、BIT3、BIT4和BIT5輸入是邏輯低電平，反相器就輸出一個邏輯高電平并加到對應發光二極管的陰極上，指示器不發光。

2.3數字延時模塊PDU15F-20在射頻同步電路中的調整方法

為了保證發射機在電壓駐波比、網絡駐波比、天線駐波比發生的情況下不出現模塊損壞的情況，要將外部射頻輸入信號和同步射頻信號的相位進行調整，使其相位一致。具體調整方法如下。

2.3.1開啟發射機

檢查發射機無任何問題；按下高功率按鈕，開啟發射機，輸出射頻功率200 kW；檢查發射機表值和工作狀態是否正常。

2.3.2波形測試

示波器外殼接地后，加電；將示波器兩探針CH1、CH2分別掛接外部射頻接口板TP9（外部射頻）和TP10（同步射頻）測試點上，如圖1射頻同步電路框圖所示，調整示波器時基，顯示1～2個射頻周期波形。

2.3.3調整

觀察TP9和TP10在示波器顯示的兩個方波的幅度及相位，外部射頻幅度為+5 V左右，射頻同步幅度為+4 V左右，如果相位差別較大，用無感螺絲刀調整（LSB）十六進制撥碼開關S1，使1T4高頻變壓器把次級合成銅棒耦合來的高頻電流信號進行延時，若相位相差特別大，可調整（LSB）S2，并且DS7頻段指示（10段發光二極管）相應的指示燈亮；使兩個波形相位最大限度的接近即可，使2個波形上升沿對齊。

2.3.4記錄

在值班日志，檢修日志上記錄調整后的二進制撥碼開關S1、S2位置及DS7多段指示燈；儀器使用記錄單。

3　總結

數字延時模塊在DX600發射機網絡并機、模數轉換和駐波比保護中都起著重要的作用，其調整需要有一定的實踐工作經驗，只有明白數字延時模塊的工作原理和調整方法，并在實踐中加以合理運用，才能使發射機穩定正常工作。本文介紹了數字延時模塊在DX600發射機外部射頻接口板射頻同步電路中的應用和調整方法，其他電路的分析和調整方法可以借鑒此電路的分析方法。

［1］國家新聞出版廣電總局無線電臺管理局.廣播電視發送與傳輸維護手冊10-4分冊（DX型大功率中波發射機）［S］.2003.

［2］夏建生，王仲奕.實用電子元器件與電路基礎［M］.第3版.劉曉暉，等譯.北京：電子工業出版社，2014.

［3］張久全.電子元器件速查與計算手冊［M］.北京：機械工業出版社，2012.