RF功放中保護(hù)控制電路的設(shè)計(jì)

現(xiàn)代軍用、民用超短波通信電臺(tái)，為了滿足其通信距離遠(yuǎn)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(shè)置了比較完善的功放保護(hù)自動(dòng)控制電路，包括有高壓駐波比保護(hù)，機(jī)內(nèi)高溫保護(hù)和低電壓降功率保護(hù)電路，使發(fā)射機(jī)的射頻功放級(jí)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(hù)電路

　　1．1　功用

　　當(dāng)發(fā)射機(jī)天線出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)射機(jī)輸出的射頻功率不能得到有效傳輸，會(huì)產(chǎn)生很大的發(fā)射功率，嚴(yán)重影

　　響功放級(jí)的安全。因此，發(fā)射機(jī)控制電路中設(shè)置高壓駐波比保護(hù)電路，在電壓駐波比高于一定值時(shí)，控制射頻功率輸出降低有效的保護(hù)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(hù)原理電路。其工作原理由發(fā)射機(jī)功放輸出端的定向耦合器檢測(cè)輸出的反向功率電壓，經(jīng)功放穩(wěn)壓電源中的有關(guān)電路處理后，送至發(fā)射機(jī)控制電路XP1／12A，然后經(jīng)過(guò)反向功率檢測(cè)電壓補(bǔ)償電路，加至N20B 放大器，經(jīng)過(guò)N20B加到N20A的同相輸入端，當(dāng)該輸入端電壓達(dá)到大約300mV時(shí)，（當(dāng)功放輸出和天線阻抗失配時(shí)，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(dǎo)通。V3導(dǎo)通使VD6導(dǎo)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(hù)。

　　當(dāng)電壓駐波比不大于2．5：1時(shí)，反向功率檢測(cè)電壓較小，N23A輸出的電壓不足以使VD5導(dǎo)通，因此，VD6也因?yàn)榉雌刂?，在N23B同相輸人端所加的只有正常的前面板設(shè)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(jī)射頻功放正常輸出功率。

　　2　機(jī)內(nèi)高溫功率保護(hù)

　　雙頻段電臺(tái)在射頻功放級(jí)和功放穩(wěn)壓模塊都設(shè)置有溫度傳感器，當(dāng)機(jī)內(nèi)溫度超過(guò)65℃時(shí)，由監(jiān)控模塊微機(jī)控制風(fēng)機(jī)加速轉(zhuǎn)動(dòng)；超過(guò) 80℃時(shí)，由監(jiān)控微機(jī)控制發(fā)射機(jī)控制電路內(nèi)高溫降功率電路工作，使射頻輸出功率降低。機(jī)內(nèi)高溫降功率電路簡(jiǎn)圖如圖2所示。

　　從圖2可以看出，機(jī)內(nèi)高溫降功率控制，實(shí)質(zhì)上就是將Tx（發(fā)射機(jī)）前面板功率調(diào)整電位器RP11設(shè)置的功率直流控制電壓，經(jīng)R168與D10某一路（或幾路）開(kāi)關(guān)接通所連接的電阻（R175～178）進(jìn)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(kāi)關(guān)，其控制端（A、B、C）接受監(jiān)控模塊微機(jī)通過(guò)發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)接口電路輸出的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的控制。若溫度不斷升高，二進(jìn)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(jī)內(nèi)高溫指示電路。當(dāng)D端為高電平時(shí)（機(jī)內(nèi)高溫），V5導(dǎo)通，使VD9發(fā)光二極管指示高溫。

　　3　低電壓降功率

　　發(fā)射機(jī)控制電路內(nèi)，設(shè)置有電源電壓監(jiān)測(cè)電路（在音頻處理電路圖上），一旦檢測(cè)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(jiǎn)圖如圖3所示。

　　從圖3可見(jiàn)，底座穩(wěn)壓電源輸出＋3 0V（不穩(wěn)壓）電壓，經(jīng)監(jiān)控模塊后，送至發(fā)射機(jī)音控板模塊的XP2／4A。這個(gè)＋30V電壓在RP10，R110，R113上產(chǎn)生壓降，取R113上的壓降（約1．51V），經(jīng)R114加至N19B電壓比較器的反相輸入端（設(shè)V2）；發(fā)射機(jī)音控板內(nèi)＋10伏（穩(wěn)壓）電壓經(jīng) 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(shè)V3）。當(dāng)電源電壓正常時(shí)，調(diào)整 RP10使V2＞V3，則N19B輸出低電平，這個(gè)電平接到D10／13（見(jiàn)圖2），使D10／1．2腳斷開(kāi)，發(fā)射機(jī)正常輸出射頻功率；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，R113上的電壓也降低，使V2＜V3，N19B輸出高電平，這個(gè)電平使D10／1．2腳接通，將功率直流控制電壓經(jīng)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(jī)輸出的射頻功率降低。

　　圖3中的電容C52是保證確認(rèn)電源電壓降低時(shí)，才使N19B的V2＜V3。而不穩(wěn)定的電源電壓波動(dòng)則予以濾除。VD1和R114是保證N19B電壓比較器迅速翻轉(zhuǎn)工作而設(shè)置的，R115起正反饋?zhàn)饔茫琕D1為C52的快速放電提供通道。

　　4　結(jié)束語(yǔ)

　　射頻功放電路經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明，該電路設(shè)計(jì)新穎，電路簡(jiǎn)單實(shí)用，對(duì)射頻功放在大電流高功率狀態(tài)出現(xiàn)射頻阻抗失配、機(jī)內(nèi)溫度較高和電源電壓降低三種情況，能夠自動(dòng)控制保護(hù)射頻功率放大電路，增加了電臺(tái)工作的可靠性和使用壽命。