全固态中波发射机功放板的业余设计与制作
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啊全固态中波发射机功放板的设计与制作
庄涛潢川中波转播台【摘要】近几年,新型全固态数字(DAM)中波发射机以其高效率、高质量、高稳定性的优点逐步取代老式电子管发射机。众所周知,发射机的功放部分是整机故障率相对较多的部分,基于这个原因,新型数字发射机的功放部分采用多只功放模块组合的的设计方式,给发射机功放部分的维修提供的极大的方便。发射机经过几年的使用后,由各种原因的造成的功放板损坏逐步增多,有的功放板严重损毁直至报废,需要昂贵的费用从厂家购买。鉴于此,本着从长远性、经济性、方便性考虑,通过对功放板的原理、结构、材质及市场可行性分析,决定业余设计制作功放板,通过几个月的努力,最终制作成功,并在发射机中正常使用。以下是功放板的具体制作过程与制作体会,与同行业余爱好者同分享。
【关键词】全固态发射机功放板设计制作
1 原理图的绘制及PCB板的生成
本项目的设计采用美国Altium公司开发的Protel DXP设计软件,此软件是一款功能强大、既经济又实用的全方位电路设计软件,可通过互联网下载或向软件经销商购买。功放板参照的是哈尔滨广播器材有限公司生产的DAM25KW数字循环调制中波发射机功放板。由于原理图的设计与PCB板的生成是一项即专业又繁琐的过程,所以原理的绘制及PCB板的生成在这里只作简要叙述。
1.1原理图绘制
依照发射机厂家提供的功放板原理图,在Protel DXP中打开文件及子菜单→创建→原理图,在原理图编辑区进行原理图的绘制,根据原理图的大小、结构,首先在原理图编辑区构思出大概的轮廓,以避免整体布局不合理而造成返工。利用软件自带强大的元件库进行元件的搜索及放置;用绘图栏和编辑栏进行原理图的绘制和编辑修改。在绘制功放板原理图时,有一个小技巧,就是利用原理图的对称性,首先绘制原理图左半部分,而后复制镜像右半部分,再修改左右不一样的部分,这样可以节约时间。
原理图绘制完成以后,要对原理图的设计进行检查,看是否有不
符合电气规则的设计,这可以
利用Protel DXP自带的检测
功能自动检查;其次还要产生
网络表和元件表,最后确定存
盘路径后存盘。(如图一)为
使用Protel DXP绘制功放板
原理图屏幕截图。图一原理图设计屏幕截图
1.2 PCB板的生成
在Protel DXP中打开文件及子菜单→创建→PCB文件,在PCB 板编辑区里,导入功放板原理图,使用软件的自动布线功能生成PCB 板的最初雏形,然后再进行手工设置,使布线形态、元件标号、元件位置、过孔、特殊位置尺寸达到设计要求。由于功放板使用的是双层
印刷版,可以使用板层编辑工具来调整板型,板型编辑工具在Design/Board Shape里面。需要特别指出的是,电路板设计是一项绝对尺寸的操作,在尺寸上不得马虎,否则做出的板子,元件无法正确
的放入,尤其是插入式功放板,
在设计时,一定要严格按照功放
板插口尺寸进行设计,并进行反
复的检查,确保无误。PCB板的
生成比较复杂,这里不再赘述。
(如图二)使用Protel DXP生成
PCB板屏幕截图。图二PCB板生成屏幕截图
1.3 PCB文件的导出
在完成了PCB板的生成后,
还要设置PCB板的显示模式、图
件默认、颜色配置,定义电路板
物理边缘的电路板形状特征。电
路板形状预览,最后导出符合
PCB板生产商的要求的印刷线路
板(如图三)图三PCB板的导出屏幕截图
2 覆铜板的制作及装配
2.1覆铜板的制作
PCB板设计成功后,就要做成品的印刷线路板了,由于功放板在高压、高温、大功率下工作,因此对它的电气性能及印制板材质要求
很高。目前,国内生产PCB印刷线路板的厂家比较多,我们联系了深圳一家比较有实力的生产厂商,提出了我们对生产功放板的要求,
并将原理图、PCB板文件以及发
射机厂家原装功放板寄给他们,
先期生产了少量的几块电路印制
板,等待试验成功后再大批量定
做。(如图四)为PCB板成品板。图四PCB成品板
2.2 功放板的装配
2.2.1元器件的选择
功放板组装的成功与否与元器件的选择有很大的关系,尽量选择成熟的正品器件,关键器件尤为重要,各器件参数、大小、形状严格按照原功放板上器件的设计标准。
2.2.2 特殊器件的制作
功放板上的大部分器件都能在电子市场上购买到,不易购买的器件包括散热片和推动变压器,散热片可以从报废的功放板上拆下,经过改造后使用,使用效果一样。最难解决的器件是高导磁推动变压器,因为此器件体积小、件引脚多,拆下的磁环线圈不能使用,需要重新
绕制,推动变压器有八个引脚,
(如图五)磁环变压器分四个绕
组,其中一个绕组是射频输入耦
合线圈,它是由两个线圈线串绕图五推动变压器绕线而成
而成,线圈4的末端与线圈8的始端相连;线圈1、2的末端相连作为7端;线圈5、6的末端相连作为3端。弄懂了推动变压器绕线原理后,就可以绕制变压器了,使用0.3mm高强度漆包线,合成六股长度约15cm,拧和在一起,在磁环上绕四圈,(如图六-A),将其中的两根作为线圈4和线圈8,头尾相接,另外两头作为线圈的输入端(如图六-B),线圈的两端按顺序分别为1、2、3、4和5、6、7、8,正好与电路板引脚序号相吻合。
图六-A 线圈绕制图六-B线圈绕制
2.2.3元件的安装
元器件准备齐全后,就可以进行安装了,为了保证板子的装配效果,使用低熔点焊锡,中等功率的电烙铁,这点很重要。为了避免安装过程中各器件相互影响,安装的先后顺序为阻容器件、二极管、小功率三极管、光电耦合器、电感、推动变压器、场效应管(P350或P450)、散热片,最后安装发光二极管,因为是双面覆铜板,所以在焊接焊盘时,尽量采用双面焊接的方法,防止脱焊漏焊。
在整个器件的安装中,最麻烦的还是推动变压器的安装,因为引脚较多,容易混淆,一个引脚安装错误就可能造成严重的后果,因此要特别小心,磁环引线不要太长,否则堆在线路板上容易造成短路或