自动电平控制电路的应用

【故障现象】面板显示正常,电源正常,遥控或面板按键不起作用。

【故障处理】检查确认控制单片机87C51损坏。更换。

如没有单片机87C51更换。可用如下方法:现代HSS-100CT控制单片机87C51内程序存储器没有加密,可用找一块好的87C51单片机,用87C51仿真开发机读出的内控制程序,用程序写入器固化到空白87C51单片机内程序存储器中。

216　去复用器电路故障

【故障现象】收不到信号。或反复搜索信号。

【故障处理】打开菜单栏,检查接收参数不正确。但无法用遥控器设置更改参数。用测试程序检查,电可擦只读存储器24C16N损坏。电可擦只读存储器24C16N 在电路板上8脚全部焊接,由于集成块体积较小,更换时只需焊上集成块8脚电源端、4脚接地端、6脚SCL总线、5脚总线SDA 总线即可工作。

217　CPU电路故障

【故障现象】图像信号出现马赛克。

【故障处理】使用检测程序,“DRAM FALL”。更换CPU系统随机存储器。

218　主板电路故障

一台正常工作的接收机,必须由正常的时钟电路提供正确的时钟信号,在检修中还可测试各时钟频率。例如程序参考时钟(PCR)频率数值为27MHz。在去复用器和视频/音频解码器上都可测试到。传输数据流开始是一个同步字节,接着是程序识别,它使译码器能辨认数据包中的程序。参考时间也伴随每一程序流传输,因此可测试到作为同步时基的27MHz系统时钟。此外MC68340的外接振荡器频率为31686MHz。MCU87C51的振荡器频率为111059MHz。可作为检测点。去复用器和Q PSK解码板共用16MHz的时钟频率。(续完)

(收稿日期:2000—04—13)

《西部广播电视》2000年第7期

自动电平控制电路的应用

龚　强

(贵州电视台,贵阳市　550002)

摘　要:本文介绍了自动电平控制(ALC)的作用;射频放大器自动电平控制电路的组成;重点介绍了在分米波段常用于电压控制衰减器的PIN二级管正、反向偏置时的工作情况及电压控制衰减器具体电路。

关键词:自动电平控制(ALC)　电压控制衰减器　PIN二极管

自动电平控制(ALC)电路是电视发射机必不可少的辅助电路。

自动电平控制(ALC)的作用是当放大器输入电平在较大范围内变化时,输出电平基本不变,即放大器输出保持在一个相对恒定的电平上。

为保证整机输出功率稳定不变,ALC 取样电路应设置在整机输出端。为充分利用各级放大器晶体管的使用效率,不致因输入信号的变化或其它因素引起放大器的增益变化而使放大器进入非线性状态,在保证整机噪声系数的前提下,要求把受控电路置于输入端,使增益环路加大,控制灵敏度提高。

由于从取样到受控电路进入控制状态需

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要一定时间,虽然时间较短,但当输入信号或放大器的增益发生变化时,也将会使放大器进入非线性状态,尤其对末级放大器的影响最为严重。对于末级放大器采用电子管的电视发射机,瞬间超负荷功率易造成谐振腔打火,腔体薄膜击穿,末级放大器不能正常工作;而对于全固态电视发射机,末级放大

器所选用大功率晶体管的线性输出功率都不太富裕,只能满足额定输出功率下的线性要求,在输入信号变化较大的情况下,还有可能击穿大功率晶体管的基射结。因此,在设计整机的自动电平控制电路时,不仅要考虑到输入信号的影响,而且还要考虑通道增益的变化。为保证发射机整机输出功率稳定,在射频放大器链中设置自动电平控制电路尤为必要。

射频放大器自动电平控制电路(ALC )主要由耦合器、选频滤波器、峰值检波器、直流放大器和电压控制衰减器组成。如图1。

取样电压从射频晶体管功放输出端的耦

合器中取出,送到选频滤波器进行选频,即选出发射频道的图像载频,并抑制带外干扰及伴音电平对ALC 控制电压的影响,然后送到峰值检波器中检波,最后经直流放大器稳定放大后去控制衰减器。为确保电平控制环路正常工作,不致因失控而使通道产生非线性失真甚至烧毁功放管,必须考虑在电压控制衰减器与晶体管功放之间串入一个限幅器。

在分米波段常用PIN 二极管电压控制衰减器实现电平控制。其形式大都是将PIN 二极管直接串联或并联在电路中。由于该二极管在外加电压下所呈现的阻抗不是纯阻,有电抗分量存在,所以,对电路的连接匹配影响甚大。

11PIN 二级管在正向偏置时的工作情况,如图2。

当PIN 二极管处于正向状态时,电子从N 层注入到I 层,空穴从P 层注入到I 层。由于I 层中存在复合现象,扩散至I 层的载流子浓度随进入I 层的深度而降低。随正向偏压的增加,I 层中空穴和电子浓度不断提高,逐渐趋于大致相等的状态,这时I 层的电阻率大为下降,呈现一个小电阻,改变正向偏流可改变其电阻值。PIN 二级管的电阻R f 与正向电流I 的关系可用下面经验公式计算。

R f =K a/I

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式中,I ———正向电流(mA ),K a ———比例系数,与I 层电阻率和总面积有关,一般在

20～50之间。

当电流I 在0～几毫安内变化时,R f

在几Ω～10k Ω范围内变化。

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21PIN 二极管在反向偏置时的工作情况外加反向偏压后,外加电场与内建电场

一致,总的电场加强,空间电荷变宽。当外加电压足够高时,整个I 层被耗尽,呈穿通状态,此时二极管等效为一个小电容,阻抗很高,可视为开路。

正向偏置时,用作衰减器的PIN 二极管I 区很薄,I

区的电导可用直流偏流来改变,使该器件成为一个随偏流而变化的线性电阻。

由图3可知,电压控制衰减器用的PIN 二极管的电阻变化范围较宽,有一定的线性区域,在理想情况下,斜率为一常数,可对射频信号的衰减量进行线性控制。

图3　PIN 二极管电阻变化特性

为了获得宽的频带,小的电压驻波比,小的插入损耗和大的动态范围,常设计成反

射型PIN 二极管电压控制衰减器。

图4中D 是3dB 耦合器,1端为输入端,2端为耦合端,3端为直通端,4端为隔离端,Z 1和Z 2是2端和3端所接PIN 二极管在外加电压下呈现的阻抗。

图4　反射型PIN 电压控制衰减器原理图

当在全匹配状态,即Z 1=Z 2=50Ω(3dB 耦合器的特性阻抗)1端的输入信号U i <0°,分配到2端和3端分别为1/2U i

<0°和1/2U i <-90°,4端无输出。

当在全反射状态,即Z 1=Z 2=0和∞,2端的信号1/2U i <0°反射到1端和4端,3端信号1/2U i <-90°同样反射到1端和4端,在1端口两反射信号反相相减,相互

抵消,在4端口两反射信号同相相加:

U 出=U i /2<-90°+U i /2<-90°=U i <-90°

由此可见在理想情况下,2端和3端全反射时,4端输出信号等于1端的输入信号,只是在相位上滞后90°。

当0Z o 时),Г=Z o /Z (当Z

2端反射到4端的信号:

U 2反=Г/2U i <-90°。

3端反射到4端的信号:

U 3反=Г/2U i <-90°。

则4端输出为:

U 出=U 2反+U 3反=Г/U i <-90°。

该电压控制衰减器的输入与输出之比为:L (dB )=20lg Г<-90°

从上式可知,4端输出电平的大小取决于2端和3端的反射系数。反射越大,输出越大。

以上只是考虑PIN 二极管在正偏情况下呈现纯阻这一特性,在精确计算中还应计入串联电感L S 和壳体电容C P 的影响:

由于PIN 二极管随电流变化,阻抗随之相应变化,以R f =50Ω为限,对于这种反射型电压控制衰减器有两个特定的工作状态,如图5

当PIN 二极管中电流小于I o 时,射频微分电阻R f >50Ω,即Z >Z o ,随电流减少,R f 增大。当PIN 二极管中电流电阻R f <50Ω,即Z

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