文│贵州省广播电视局六四五台 田甜

摘要：本文研发了一种高频功率放大器模块测试平台，通过分析高频功率放大 器模块的工作原理，阐述了测试平台的检测原理、结构设计和测试方法，并介绍了 实际应用的情况。

关键词：中波发射机 高频功率放大器模块 测试平台 检测方法

1 引言 

    DAM 中波发射机在使用过程中，高频功率放大器模 块的损坏是必然的。因没有专业的检测仪器，无法直观判 断高频功率放大器模块修复后的状态是否良好，这使得高 频功率放大器模块损坏后只能在本机上进行修复。而修复后， 在本机进行测试时，却存在如下问题：一是修复的高频功 率放大器模块上机测试时，如果仍然存在故障，只能重新 拆下进行修复，然后再次上机测试，反复在发射机上进行 插拔，对发射机高频功率放大器母板插槽及功率放大器模 块本身的插头都会造成磨损，严重时，甚至会导致高频功 率放大器模块或发射机功放母板彻底损坏，直接影响播出 安全；二是反复的拔插和上机测试会增加检修人员的劳动 强度，降低检修维护效率，无法有效及时处理故障；三是 在反复上机测试的过程中，也会给检修维护人员的安全带 来一定的隐患。

    基于以上原因，结合实际工作的需求以及理论分析， 并查阅相关资料，本文提出了设计一个高频功率放大器模 块测试平台（以下简称“测试平台”）的设想。

2 高频功率放大器模块工作原理 

    高频功率放大器模块主要由电缆连锁 / 保险开路检 测电路、射频放大电路以及高频功率放大器模块开、关 控制电路三个部分组成，各部分工作原理如下。

 2.1 电缆连锁 / 保险开路检测电路工作原理

    “电缆连锁 / 保险开路检测信号”在发射机调制编码 板上产生并进行处理，通过合成母板将“电缆连锁 / 保险 开路信号”送到高频功率放大器模块的 XS1-35/36 引脚 上，由 XS1-37/38 返送回调制编码板。如果高频功率放 大器模块拔出或未与母板插槽连接好，电缆连锁信号将断 开，发射机不能开机，同时发射机面板上的电缆连锁指示 灯亮红灯。电缆连锁检测电路主要用于检测高频功率放大 器模块是否与发射机接触良好而设计。保险开路检测电路 包括射频驱动保险管开路检测电路（F3、F4）和直流电 源保险管开路检测电路（F1、F2)，主要用于检测高频功 率放大器模块上的射频保险和直流电源保险是否正常。 

2.2 射频放大电路工作原理 

    每个高频功率放大器均采用 N 沟道的功率 MOS 场 效应管接成桥式电路，工作于丁类开关放大状态。高频 功率放大器由两个半桥电路组成。A 半桥包括 V1 和 V3， B 半桥包括 V2 和 V4。电路激励方式设计为激励信号正 半周时，A 半桥 V1 管导通，V3 管截止，B 半桥 V4 管 导通，V2 管截止；激励负半周时，A 半桥 V1 管截止， V3 管导通，B 半桥 V4 管截止，V2 管导通，每对场效应 管轮流导通截止。每路的输出都是方波信号，但两路方波 的相位相差 180°。除预推动级高频放大器采用半桥电路， 其余（推动级和功放级）全部采用全桥电路。

2.3 高频功率放大器模块开、关控制电路原理 

    DAM 中波发射机工作时，预推动级和推动级的高频 功率放大器模块总是处在开通状态，但功放级则不同，当 在不同的输出功率及调制度时，有的处于开通状态，有的 处于关断状态。高频功率放大器模块控制电路简化原理 如图 1 所示。由 XS1-45/46 送入的来自调制编码板上的 TTL“低”电平控制信号，会使 PNP 型三极管 V5 导通、 NPN 型三极管 V7 截止，T1 线圈次级绕组的下层 1 端被 接地，射频驱动使场效应管 V3 的栅级为正电压，并使之 导通，二极管 VD7 对场效应管栅级上的射频电压进行整流， 同时点亮 DS3 绿灯，表明高频功率放大器 V3 开通；来 自调制编码板上的 TTL“高”电平控制信号，使三极管 V5 截止、V7 导通，此时，T1 线圈次级绕组的下层 1 端 与地断开，场效应管 V3 上的射频驱动信号由三极管 V7 经过 VD7，被钳位到二极管的电压降上，场效应管 V3 关闭。 因此，高频功率放大器能够正常工作，除了需要射频激励 信号、直流电源，还需要模块的开、关控制信号。

3 测试平台的设计及结构 

3.1 设计要求 

第一，具备独立的射频信号源。在测试高频功率放 大器时，无须外接射频激励信号。第二，拥有完善、安全 可控的供电电源。使用测试平台进行测试时，在保证设备 安全和人身安全的同时，能够为高频功率放大器模块提供 直流工作电源。第三，测试平台具有良好的操控性，能够 选择测试高频放大器的输入或输出，包括高频功率放大器 的 A、B 两路输入、输出波形。第四，具备良好的通用性， 同时满足对不同生产厂家、不同功率等级的高频功率放大 器模块的测试。第五，设计、布局合理。 

3.2 测试平台结构设计 

3.2.1 测试平台结构组成

    如图 2 所示，测试平台主要由稳压电路、激励器、缓 冲放大器、高频功率放大器、功放输出负载和开关电源 A 等部分组成。稳压电源中，开关电源 A 输入为 220VAC， 输出为 +40VDC、+30VDC 和 -5VDC 的电源。+40VDC 是功率放大器测试时使用的工作电源；+30VDC 为缓冲放 大器的工作电源，同时，利用 LM7805 构成稳压电路输出 +5VDC，作为激励器的工作电源。激励器主要用作缓冲放 大器和高频功率放大器的射频激励源。采用 DAM-100 中 波发射机上使用的缓冲放大器，作为不同功率等级、不同 生产厂家发射机上高频功率放大器正常工作时所需的射频 激励信号。在对高频功率放大器进行测试时，对高频功率 放大器的输入激励信号和导通 / 关断进行控制。功放输出 负载用于吸收高频功率放大器的输出功率。 

3.2.2 测试平台结构原理 

    测试平台采用 220V 交流供电，通过电源控制开关 S1 后，由开关电源 A 输出 +30VDC、+40VDC 和 -5VDC。 其中，-5VDC 用作控制高频功率放大器模块导通 / 关断 的控制信号。由激励器产生一个 1000Hz 的恒定激励信号， 经缓冲放大器放大后，A 路输出接入缓冲放大器输出负载，B 路输出通过拨钮开关 S2 控制，当拨钮开关 S2 接到 1 端时，B 路输出接入缓冲放大器输出负载；当拨钮开关 S2 接到 2 端时，缓冲放大器 B 路输出接入高频功率放大 器的 A、B 两路输入。高频功率放大器 A、B 两个输入端 输入的射频信号受控于两个拨钮开关 S3、S4：当 S3 接 到 2 端时，高频功率放大器的 B 路接入射频信号；当 S4 开关接到 2 端时，高频功率放大器的 A 路接入射频信号； 当 S3、S4 都接入 1 端时，高频功率放大器的 A、B 两输 入端都无射频信号输入；当 S3、S4 都接入 2 端时，高频 功率放大器的 A、B 两输入端均接入射频信号。高频功率 放大器的输出直接接到功放输出负载。 

4 测试平台电路原理设计 

4.1 测试平台工作电源的设计 

    测试平台上使用的开关电源选用南京金宁星拓生产 的 开 关 电 源， 型 号 为 XT-100G30， 输 入 为 220VAC， 输出为 +30V、+40V 和 -5V 电源。测试平台接线原理 如图 3 所示，开关电源输出的 +40V 经电源转接板 X1 的 2 脚，送到高频功率放大器 X3（23、24、25、26 和 29、30、31、32）的插槽上；开关电源输出的 +30V 由 电源转接板 X1 的 3 脚送出，经电阻分压器后，由电阻分 压器输出 +12V，送到高频功率放大器 X3（35、36、37、 38）的插槽上，用作高频功率放大器电缆连锁 / 保险开 路检测信号。X1 的 5 脚送出的 +30V 送给稳压电路，由 稳压电路输出的 +5V 电源送到 X2 电源转接板上，由 X2 电源转接板分两路送出。其中，X2 的 2 脚送出的 +5V 电压经开关 S5 控制，用作高频放大器关断控制信号；X2 的 4 脚送出的 +5V 电压给激励器，用作工作电源；X1 的 7 脚送出的 +30V 到缓冲放大器插槽 X4 的 1、2、3、 4（并联）和 7、8、9、10 脚（并联），用作预推动供电 保险电路工作电源；X1 的 9 脚送出的 +30V 到 X4 的 41、 42、43、44 脚（并联），用作缓冲放大器放大电路工作 电源。开关电源输出的 -5V 电源，送到电源转接板 X1 的 12 脚，再由 X1 的 11 脚送出 -5V 电源，由开关 S5 控制，用作高频放大器关断 / 导通控制信号。

 4.2 测试平台射频通路的设计 

    测试平台的射频信号由激励器产生，该激励器采用 成品激励源，能产生 1000Hz 的恒定激励信号，工作电源为 +5V 直流电源。其内部是由可重复触发器集成电 路（74LS123）、D 型触发器集成电路（74LS74）和外 围电路构成的多谐振荡器。由该激励器产生一个幅值为 5Vpp 的方波射频信号，送到 X4 的 15、16、17、18 脚 （并联），为缓冲放大器正常工作提供射频信号，该射频 信号经缓冲放大器放大、滤波后，由 X4 的 49、50（并联） 和 53、54 脚（并联）输出两路幅值为 23Vpp 的正弦波 信号，其中 A 路输出接入缓放输出负载，B 路输出通过 拨钮开关 S2 控制，当拨钮开关 S2 接到 1 端时，B 路输出 接入缓放输出负载；当拨钮开关 S2 接到 2 端时，B 路输 出接入高频功率放大器的 A、B 两路输入。高频功率放大 器 A、B 两个输入端输入的射频信号受控于两个拨钮开关 S3、S4。功放 A 输入信号接入端口为 X3 的 49、50 脚（并 联）；功放 B 输入信号接入端口为 X3 的 53、54 脚（并 联），该两路射频信号经高频功率放大器放大电路放大后， 由 X3 的 1、2、3、4（并联）和 7、8、9、10 脚（并联） 输出，该输出直接送给功放输出负载。图 3 中，J1、J2 为高频功率放大器 A、B 两路输入射频信号测试端口；J3、 J4 为高频功率放大器 A、B 两路输出信号测试端口。 

4.3 测试平台测试高频功率放大器模块的使用方法 

    当检测高频功率放大器上 IRFP 场效应管栅极波形、 幅值（即高频功率放大器 A、B 两路输入信号）时，将高 频功率放大器模块及缓冲放大器模块插入测试平台的对 应插槽上，合上电源开关 S1，将开关 S2、S3、S4 和 S5 均打到 2 端，将双综示波器的两只探笔分别接入测试平 台上的 J1、J2 两个测试端口，调整示波器参数，通过观 察示波器上的波形及参数，判断高频功率放大器 A、B 两路 射频输入是否正常。 

    当对高频功放输出信号进行测试时，合上电源开关 S1，将 S5 高频功率放大器导通 / 关断控制开关打到 2 端， 让高频功率放大器处于导通状态，将双综示波器的两只探 笔分别接入测试平台上的 J3、J4 两个测试端口，控制开 关 S3 和 S4，对高频功率放大器 A、B 两部分放大电路进 行测试，调整示波器参数，通过观察示波器上的波形及参 数，判断功率放大器模块是否良好。 

5 结语 

    实践证明，测试平台可以对台站使用的不同生产厂家、 不同功率等级的发射机高频功率放大器模块进行测试，解 决了功率放大器模块修复后必须上机测试的难题，提高了 工作效率，减少了维护人员的工作负担，为保证发射台的 安全播出奠定了良好的基础。