PSM發(fā)射機(jī)高、低功率控制電路解析

一、概述

PSM發(fā)射機(jī)功率控制電路的主要功能是：自動(dòng)或手動(dòng)地對發(fā)射機(jī)的輸出功率進(jìn)行設(shè)置和調(diào)整;當(dāng)發(fā)射機(jī)由于外在或內(nèi)在的原因出現(xiàn)異常狀態(tài)或者發(fā)生故障時(shí)，它能夠自動(dòng)地封鎖高壓、降低功率，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)P(guān)斷高壓，以此實(shí)現(xiàn)對人員和發(fā)射機(jī)設(shè)備的保護(hù)。

二、高、低功率控制信號

高、低功率控制信號分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩部分：手動(dòng)部分通過機(jī)器面板上的按鈕操作，通過兩個(gè)光電耦合器控制，其輸出為低電平有效。自動(dòng)部分通過按鈕開關(guān)預(yù)置，預(yù)置高功率時(shí)開關(guān)的3號和2號相連;預(yù)置低功率時(shí)開關(guān)的1號和2號相連，其中2號為公共點(diǎn)，受復(fù)位信號的反信號控制。開機(jī)時(shí)復(fù)位信號為高電平，其反信號為低電平，這就相當(dāng)于光電耦合器輸出的低電平，可以自動(dòng)地確定高功率或者低功率運(yùn)行。

三、高、低功率信號的產(chǎn)生

如圖1所示，是高、低功率控制電路中高、低功率信號產(chǎn)生的電路，其核心部件就是三態(tài)或非R/S鎖存器U26,該鎖存器的輸出由公共的使能端EN控制：當(dāng)EN為高電平時(shí)，鎖定狀態(tài)被傳輸?shù)捷敵龆?當(dāng)EN為低電平時(shí)，輸出變?yōu)楦咦杩埂?/p>

圖1中，剛合電時(shí)，復(fù)位信號為高電平，即U26的R2和R3為1,由于沒有發(fā)生三次過荷故障，通過U28反饋回來的故障計(jì)數(shù)信號均為0,即U26的S2和S3為0,Q2和Q3為0.

等待復(fù)位電路電容充電結(jié)束，復(fù)位信號消失，變?yōu)?,此時(shí)U26的Q2和Q3維持為0,不會(huì)產(chǎn)生低功率鎖定和零功率閉鎖信號。當(dāng)有低功率控制信號時(shí)，U26的Q1為1,Q2和Q3經(jīng)或非門U27,輸出為低電平，即產(chǎn)生低功率信號;同理，當(dāng)有高功率控制信號時(shí)U27輸出高電平，即產(chǎn)生高功率信號。

四、故障計(jì)數(shù)信號的產(chǎn)生、影響及其消除

如圖2,U31是兩組單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器集成塊4098B,是MOS集成電路，它的輸出脈沖寬度由時(shí)間常數(shù)元件RX和CX決定，RX是外接電阻，連接在電源正極和T2之間;CX是外接電容，連接在T1和T2之間。它用正、負(fù)觸發(fā)端輸入，并且可以從任何輸入脈沖邊沿觸發(fā)。其正觸發(fā)端是A,由輸入脈沖上升沿觸發(fā)，并由Q端輸出定時(shí)高電平脈沖;負(fù)觸發(fā)端是B ,由輸入脈沖下降沿觸發(fā)，并由B Q 端輸出定時(shí)低電平脈沖。

反之，A受低電平控制無效，Q輸出低電平，并不定時(shí);同理， B 受高電平控制無效， B Q 輸出高電平，也不定時(shí)。端是促使輸出脈沖翻轉(zhuǎn)的信號輸入端，可以充當(dāng)清零端，該端輸入低電平時(shí)有效，反之，該輸入端高電平時(shí)對輸出沒影響。

U30是計(jì)數(shù)器74HC4017,它也是MOS集成電路，內(nèi)含10個(gè)譯碼輸出和一個(gè)進(jìn)位輸出的5級約翰遜計(jì)數(shù)器，采取約翰遜計(jì)數(shù)器結(jié)構(gòu)性能使器件高速工作并且免除尖峰輸出。RESET為清除(復(fù)位)端，為高電平時(shí)，強(qiáng)制輸出端Q 1~Q9為低電平，Q 0和COUT為高電平。CLK為時(shí)鐘計(jì)數(shù)輸入端。

ENA 為時(shí)鐘使能控制端，低電平有效，即當(dāng)它為低電平且在C L K上升沿時(shí)進(jìn)行計(jì)數(shù);當(dāng)ENA 為高電平時(shí)，CLK被禁止，不計(jì)數(shù)。COUT為進(jìn)位輸出端，當(dāng)計(jì)數(shù)到5時(shí)，C O U T變?yōu)榈碗娖?當(dāng)計(jì)數(shù)到0或者清除時(shí)，COUT變?yōu)楦唠娖?，COUT可作為除以10的輸出端。

參照圖2,高功率運(yùn)行下，當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出端的駐波比過大、調(diào)制器過電流或者高壓對地打火時(shí)，有關(guān)指示燈將會(huì)熄滅，經(jīng)過一系列反應(yīng)，導(dǎo)致Y信號有0.5秒的低脈沖，分別給U31A的負(fù)觸發(fā)端和U30的時(shí)鐘輸入端，U31A的B Q 輸出100×10-6×106=100秒的低電平給ENA 和CLEAR,允許計(jì)數(shù)，這樣U30的Q1就會(huì)輸出一個(gè)高電平脈沖。100秒內(nèi)三次這樣的故障時(shí)，U30的Q3就會(huì)輸出一個(gè)高電平脈沖，經(jīng)過與非門U28使圖1中的三態(tài)或非R/S鎖存器U26的S2=1,S3=0,而U26的R2=R3=0,故Q2變?yōu)?,Q3維持0,圖1中的控制工作指令的Z信號仍為1,之前的Q1不變?yōu)?,高功率信號變?yōu)榈凸β市盘?，同時(shí)低功率鎖定指示燈亮，發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)為低功率運(yùn)行。

圖2中，以高、低功率信號為輸入的邊緣檢測電路是由四個(gè)異或非門U32組成的，不管輸入為1還是0,輸出總為1,當(dāng)高、低功率轉(zhuǎn)換時(shí)，邊緣檢測電路的輸出要經(jīng)歷三級異或非門，傳輸并不及時(shí)，在此過渡暫態(tài)，輸出端會(huì)產(chǎn)生低電平脈沖，大約150納秒，這個(gè)信號就是邊緣檢測信號，也是邊緣檢測電路名稱的由來。邊緣檢測信號傳遞給U31B的負(fù)觸發(fā)端，使B Q 輸出10×10-6×22×103=0.22秒的低電平給U31A的清零端，U31A的B Q 高電平，這樣U31A和U30均被復(fù)位，從機(jī)器面板上來看，就是故障計(jì)時(shí)指示燈熄滅了。

進(jìn)入低功率運(yùn)行后，若在100秒內(nèi)再連續(xù)發(fā)生三次過荷，經(jīng)過一系列反應(yīng)，U26的Q3也會(huì)變?yōu)?,這樣Z信號就會(huì)變?yōu)?,封鎖工作指令，自動(dòng)斷高壓，同時(shí)點(diǎn)亮零功率封鎖指示燈，且不能自動(dòng)恢復(fù)。

五、總結(jié)

高、低功率控制電路是發(fā)射機(jī)功率控制電路的核心組成部分，它輸出的是一個(gè)高功率或低功率信號，來對發(fā)射機(jī)進(jìn)行手動(dòng)或者自動(dòng)控制。當(dāng)高功率因過荷故障轉(zhuǎn)為低功率或當(dāng)低功率因過荷故障斷高壓時(shí)，應(yīng)該先人工復(fù)位解除功率限定，檢查過荷點(diǎn)無誤后按照正常程序開機(jī)。