PSM發(fā)射機高、低功率控制電路解析

一、概述

PSM發(fā)射機功率控制電路的主要功能是：自動(dòng)或手動(dòng)地對發(fā)射機的輸出功率進(jìn)行設置和調整;當發(fā)射機由于外在或內在的原因出現異常狀態(tài)或者發(fā)生故障時(shí)，它能夠自動(dòng)地封鎖高壓、降低功率，嚴重時(shí)甚至會(huì )關(guān)斷高壓，以此實(shí)現對人員和發(fā)射機設備的保護。

二、高、低功率控制信號

高、低功率控制信號分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩部分：手動(dòng)部分通過(guò)機器面板上的按鈕操作，通過(guò)兩個(gè)光電耦合器控制，其輸出為低電平有效。自動(dòng)部分通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)預置，預置高功率時(shí)開(kāi)關(guān)的3號和2號相連;預置低功率時(shí)開(kāi)關(guān)的1號和2號相連，其中2號為公共點(diǎn)，受復位信號的反信號控制。開(kāi)機時(shí)復位信號為高電平，其反信號為低電平，這就相當于光電耦合器輸出的低電平，可以自動(dòng)地確定高功率或者低功率運行。

三、高、低功率信號的產(chǎn)生

如圖1所示，是高、低功率控制電路中高、低功率信號產(chǎn)生的電路，其核心部件就是三態(tài)或非R/S鎖存器U26,該鎖存器的輸出由公共的使能端EN控制：當EN為高電平時(shí)，鎖定狀態(tài)被傳輸到輸出端;當EN為低電平時(shí)，輸出變?yōu)楦咦杩埂?/p>

圖1中，剛合電時(shí)，復位信號為高電平，即U26的R2和R3為1,由于沒(méi)有發(fā)生三次過(guò)荷故障，通過(guò)U28反饋回來(lái)的故障計數信號均為0,即U26的S2和S3為0,Q2和Q3為0.

等待復位電路電容充電結束，復位信號消失，變?yōu)?,此時(shí)U26的Q2和Q3維持為0,不會(huì )產(chǎn)生低功率鎖定和零功率閉鎖信號。當有低功率控制信號時(shí)，U26的Q1為1,Q2和Q3經(jīng)或非門(mén)U27,輸出為低電平，即產(chǎn)生低功率信號;同理，當有高功率控制信號時(shí)U27輸出高電平，即產(chǎn)生高功率信號。

四、故障計數信號的產(chǎn)生、影響及其消除

如圖2,U31是兩組單穩態(tài)多諧振蕩器集成塊4098B,是MOS集成電路，它的輸出脈沖寬度由時(shí)間常數元件RX和CX決定，RX是外接電阻，連接在電源正極和T2之間;CX是外接電容，連接在T1和T2之間。它用正、負觸發(fā)端輸入，并且可以從任何輸入脈沖邊沿觸發(fā)。其正觸發(fā)端是A,由輸入脈沖上升沿觸發(fā)，并由Q端輸出定時(shí)高電平脈沖;負觸發(fā)端是B ,由輸入脈沖下降沿觸發(fā)，并由B Q 端輸出定時(shí)低電平脈沖。

反之，A受低電平控制無(wú)效，Q輸出低電平，并不定時(shí);同理， B 受高電平控制無(wú)效， B Q 輸出高電平，也不定時(shí)。端是促使輸出脈沖翻轉的信號輸入端，可以充當清零端，該端輸入低電平時(shí)有效，反之，該輸入端高電平時(shí)對輸出沒(méi)影響。

U30是計數器74HC4017,它也是MOS集成電路，內含10個(gè)譯碼輸出和一個(gè)進(jìn)位輸出的5級約翰遜計數器，采取約翰遜計數器結構性能使器件高速工作并且免除尖峰輸出。RESET為清除(復位)端，為高電平時(shí)，強制輸出端Q 1~Q9為低電平，Q 0和COUT為高電平。CLK為時(shí)鐘計數輸入端。

ENA 為時(shí)鐘使能控制端，低電平有效，即當它為低電平且在C L K上升沿時(shí)進(jìn)行計數;當ENA 為高電平時(shí)，CLK被禁止，不計數。COUT為進(jìn)位輸出端，當計數到5時(shí)，C O U T變?yōu)榈碗娖?當計數到0或者清除時(shí)，COUT變?yōu)楦唠娖?，COUT可作為除以10的輸出端。

參照圖2,高功率運行下，當發(fā)射機輸出端的駐波比過(guò)大、調制器過(guò)電流或者高壓對地打火時(shí)，有關(guān)指示燈將會(huì )熄滅，經(jīng)過(guò)一系列反應，導致Y信號有0.5秒的低脈沖，分別給U31A的負觸發(fā)端和U30的時(shí)鐘輸入端，U31A的B Q 輸出100×10-6×106=100秒的低電平給ENA 和CLEAR,允許計數，這樣U30的Q1就會(huì )輸出一個(gè)高電平脈沖。100秒內三次這樣的故障時(shí)，U30的Q3就會(huì )輸出一個(gè)高電平脈沖，經(jīng)過(guò)與非門(mén)U28使圖1中的三態(tài)或非R/S鎖存器U26的S2=1,S3=0,而U26的R2=R3=0,故Q2變?yōu)?,Q3維持0,圖1中的控制工作指令的Z信號仍為1,之前的Q1不變?yōu)?,高功率信號變?yōu)榈凸β市盘?，同時(shí)低功率鎖定指示燈亮，發(fā)射機轉為低功率運行。

圖2中，以高、低功率信號為輸入的邊緣檢測電路是由四個(gè)異或非門(mén)U32組成的，不管輸入為1還是0,輸出總為1,當高、低功率轉換時(shí)，邊緣檢測電路的輸出要經(jīng)歷三級異或非門(mén)，傳輸并不及時(shí)，在此過(guò)渡暫態(tài)，輸出端會(huì )產(chǎn)生低電平脈沖，大約150納秒，這個(gè)信號就是邊緣檢測信號，也是邊緣檢測電路名稱(chēng)的由來(lái)。邊緣檢測信號傳遞給U31B的負觸發(fā)端，使B Q 輸出10×10-6×22×103=0.22秒的低電平給U31A的清零端，U31A的B Q 高電平，這樣U31A和U30均被復位，從機器面板上來(lái)看，就是故障計時(shí)指示燈熄滅了。

進(jìn)入低功率運行后，若在100秒內再連續發(fā)生三次過(guò)荷，經(jīng)過(guò)一系列反應，U26的Q3也會(huì )變?yōu)?,這樣Z信號就會(huì )變?yōu)?,封鎖工作指令，自動(dòng)斷高壓，同時(shí)點(diǎn)亮零功率封鎖指示燈，且不能自動(dòng)恢復。

五、總結

高、低功率控制電路是發(fā)射機功率控制電路的核心組成部分，它輸出的是一個(gè)高功率或低功率信號，來(lái)對發(fā)射機進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)控制。當高功率因過(guò)荷故障轉為低功率或當低功率因過(guò)荷故障斷高壓時(shí)，應該先人工復位解除功率限定，檢查過(guò)荷點(diǎn)無(wú)誤后按照正常程序開(kāi)機。