RF功放中保護控制電路的設計

現(xiàn)代軍用、民用超短波通信電臺，為了滿足其通信距離遠的要求，其射頻功率輸出大，射頻功放一般工作在大電流、高功率狀態(tài)，為了使功放電路安全可靠地工作，在功放電路設置了比較完善的功放保護自動控制電路，包括有高壓駐波比保護，機內高溫保護和低電壓降功率保護電路，使發(fā)射機的射頻功放級在保證安全的前提下輸出大的射頻功率。

　　1　電壓駐波比功率保護電路

　　1．1　功用

　　當發(fā)射機天線出現(xiàn)故障時，發(fā)射機輸出的射頻功率不能得到有效傳輸，會產生很大的發(fā)射功率，嚴重影

　　響功放級的安全。因此，發(fā)射機控制電路中設置高壓駐波比保護電路，在電壓駐波比高于一定值時，控制射頻功率輸出降低有效的保護功放電路，其電路如圖1所示。

　　1．2　電路原理

　　圖1是電壓駐波比功率保護原理電路。其工作原理由發(fā)射機功放輸出端的定向耦合器檢測輸出的反向功率電壓，經功放穩(wěn)壓電源中的有關電路處理后，送至發(fā)射機控制電路XP1／12A，然后經過反向功率檢測電壓補償電路，加至N20B 放大器，經過N20B加到N20A的同相輸入端，當該輸入端電壓達到大約300mV時，（當功放輸出和天線阻抗失配時，電壓駐波比大于 2．5：1），N23A輸出電壓大于6．2V，使VD5穩(wěn)壓管和V3導通。V3導通使VD6導通，這樣就使N23B同相輸入端的電平降低，N23B輸出端的電壓也降低，以致于加到模擬乘法器N24的Vx輸入端功率直流控制電壓降到某一電平，最終使射頻功放輸出功率降低到某一數(shù)值，射頻功放得以保護。

　　當電壓駐波比不大于2．5：1時，反向功率檢測電壓較小，N23A輸出的電壓不足以使VD5導通，因此，VD6也因為反偏而截止，在N23B同相輸人端所加的只有正常的前面板設置的功率直流控制電壓，模擬乘法器Vx輸入端所加電壓也為正常值，發(fā)射機射頻功放正常輸出功率。

　　2　機內高溫功率保護

　　雙頻段電臺在射頻功放級和功放穩(wěn)壓模塊都設置有溫度傳感器，當機內溫度超過65℃時，由監(jiān)控模塊微機控制風機加速轉動；超過 80℃時，由監(jiān)控微機控制發(fā)射機控制電路內高溫降功率電路工作，使射頻輸出功率降低。機內高溫降功率電路簡圖如圖2所示。

　　從圖2可以看出，機內高溫降功率控制，實質上就是將Tx（發(fā)射機）前面板功率調整電位器RP11設置的功率直流控制電壓，經R168與D10某一路（或幾路）開關接通所連接的電阻（R175～178）進行分壓處理，使送入模擬乘法器Vx端的電壓降低，從而使射頻輸出功率降低。

　　D10（MC14066）是一片四路模擬電子開關，其控制端（A、B、C）接受監(jiān)控模塊微機通過發(fā)射機數(shù)據(jù)接口電路輸出的二進制數(shù)據(jù)的控制。若溫度不斷升高，二進制數(shù)就逐漸增大，從而使D10接通的電阻增多，射頻輸出功率就逐漸下降。

　　D端所控制的是機內高溫指示電路。當D端為高電平時（機內高溫），V5導通，使VD9發(fā)光二極管指示高溫。

　　3　低電壓降功率

　　發(fā)射機控制電路內，設置有電源電壓監(jiān)測電路（在音頻處理電路圖上），一旦檢測到電源電壓降低，就使功率直流控制電壓降低，從而使射頻輸出功率降低。其電路簡圖如圖3所示。

　　從圖3可見，底座穩(wěn)壓電源輸出＋3 0V（不穩(wěn)壓）電壓，經監(jiān)控模塊后，送至發(fā)射機音控板模塊的XP2／4A。這個＋30V電壓在RP10，R110，R113上產生壓降，取R113上的壓降（約1．51V），經R114加至N19B電壓比較器的反相輸入端（設V2）；發(fā)射機音控板內＋10伏（穩(wěn)壓）電壓經 R111（18k），R112（1．8k）分壓，取R112上的電壓（約0．87V）加到N19B的同相輸入端（設V3）。當電源電壓正常時，調整 RP10使V2＞V3，則N19B輸出低電平，這個電平接到D10／13（見圖2），使D10／1．2腳斷開，發(fā)射機正常輸出射頻功率；當電源電壓降低時，R113上的電壓也降低，使V2＜V3，N19B輸出高電平，這個電平使D10／1．2腳接通，將功率直流控制電壓經R168和R175分壓后供給模擬乘法器VX輸入端，使VX降低，從而使發(fā)射機輸出的射頻功率降低。

　　圖3中的電容C52是保證確認電源電壓降低時，才使N19B的V2＜V3。而不穩(wěn)定的電源電壓波動則予以濾除。VD1和R114是保證N19B電壓比較器迅速翻轉工作而設置的，R115起正反饋作用，VD1為C52的快速放電提供通道。

　　4　結束語

　　射頻功放電路經過實際應用證明，該電路設計新穎，電路簡單實用，對射頻功放在大電流高功率狀態(tài)出現(xiàn)射頻阻抗失配、機內溫度較高和電源電壓降低三種情況，能夠自動控制保護射頻功率放大電路，增加了電臺工作的可靠性和使用壽命。