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大功率短波发射机统一控制系统设计原理与应用
万皓
（国家新闲出版广电总局2021台，黑龙江齐齐哈尔161000）
摘要：本文对新一代TSW2500型短液发射机统一控制系统功能进行深入的分析，详速了新产品在自动化控制方面的突出优点，极大地提高发射机运行稳定性和效率。
关键词：发射机；统一控制系统；应用；效率 1概述
最新研制的统一控制系统（UnifiedControlSystem）是新一代 TSW2500型500kW短波发射机控制系统。该系统由短波控制系统（TXW9100）、脉冲阶梯调制控制系统（TXW9000）和模拟信号测量系统（TXW9003)组成。由于旧版本控制系统集成度较低，分离原件较多，备件数目庞大，发射机出现问题后，不能迅速判断故障点，造成
发射机维护任务重，效率低下。为了解决此类问题，特研制了新一代发射机统一控制系统来保证发射机正常运行。该系统集成度非常高，采用FPGA技术，将旧版本发射机的30多块控制子板和模拟信号取样板卡的控制系统改造成仅仅由短波控制系统、脉冲阶梯调制系统和模拟信号测量系统三个自控制系统的单元，并集成了射频信号合成器功能，实现发射机控制系统的最简化，为减轻维护工作量，减少备件库存和提高发射效率做出了突出贡献。
2统一控制系统构成单元和功能分析
2.1短波控制系统概述及在发射机的应用。短波控制系统(TXW9100)用于短波发射机控制系统。创新的机架设计，操作灵活，可扩展，可稳定应用于所有统一控制系统（UCS）系列产品。
集新型DRM调制器、射频激励器、控制系统等多种功能于一体，短波控制系统（TXW9100)可满足任何AM（调幅）广播发射机或线性放大发射机的需求：不仅能够分析所有射频级信号，还能检测运行故障。除了具有射赖激励器功能，该产品能接收并解调发射信号，可替代阿姆贝尔公司以往生产的激励器和解调器，并应用于新一代短波发射机中。
作为新一代短波发射机的主要控制设备，短波控制系统（TXW9100)能产生高稳定性射频信号，无需通过辅助原件，就能直接、快速地对取样信号进行射频测量。它不仅能满足所有短波信号传输的音频特性需求，还能提供静音检测、THD测（谐波失真）测量、滤波器等功能。短波控制系统（TXW9100)具有一个嵌人式DRM 调制器，满足所有DRM广播的特性需求。TXW9100设计独特，具有充足余，可用于性能扩展。该系统还包括一台工业用计算机，能够操作和控制所有发射机元件。人机界面能用于本地控制，也可通过 TCP/IP以太网连接用于远程控制。
2.2脉冲阶梯调制器系统综述。脉冲阶梯调制器系统(TXW9000）可通用于整个阿姆贝通脉冲阶梯调制器（PSM）系列产品。该调制器能灵活应用于目前和未来短波发射机和高压电源设备的PSM系统。
统一控制系统的脉冲阶梯调制器集成高压电源和调制器功能，能实现对每一个功率模块的管理和控制。其专用光线接口板能够接人96块功率模块，经过主从配置，该调制器能够实现无限数量的模块接人。
高压调制器。根据参考信号和前馈控制，该系统能精确计算开关功率模块的数量以满足PSM系统所需要的膜间高压值。输人的参考信号具有范围宽，处理速度快的优点，使调制频率不仅适用于广播发射机，也能应用于脉冲系统或直流电源。
功率模块管理。严谨的逻辑算法保证每个功率模块负担均衡负载，并产生极小纹波。每个模块的状态信息可实时显示在人机操作界面，便于维护和故障排除。该调制器具有的额外接口，可作为模拟信号测量，监测，数字信号接口和互锁信号接口使用，完备了统一控制系统系列装置的功能和应用范围。
2.3模拟信号测量系统综述及应用。模拟信号测量系统
Nen HMI look for
nience and more analysi
TXW9001 (UCS SW)
@ TXW9001 (UCS SW redundant)
@ TXW9003 (UCS ASM) O TW900 (UCS PSM)
图1短波控制系统外观
表1TXW9003背面板接口指示含义
名
/l emoding paueg Gx inpat Cuxoutpart RAO Interonnectios Bu
8F-Sp AmalogAquistion NON
文
通用编入编出楼口时解输入接口时解输出模口参考值互联总统楼口射领楼口备用射额换口模系数范传输技口监控表口
信息，也可做其它科学应用。经过改进的模拟信号测量系统不仅能监控高频信号、模拟量和数字量信号，也可根据需要释放互锁信号。该系统具有更快速的互锁释放功能从而有效保护了发射机电子管和腔体，延长其使用寿命(表1)。
TXW9003具有监控数据的重要作用，其模拟接口板中的快速数据采集通道可以检测发射机的告警和故障。信号调值可通过软件操作，轻松设定。通过人机界面可观察到所有实时信号状态。
模拟接口。远程数据数据采集卡能够测量8路电气隔离模拟信号和8路非电气隔离模拟信号。通过高低阔值比较器，可直接监控信号高低阔值，在几微秒内触发互锁信号。经过过滤和数字化处理后的模拟信号，可经过现场可编程门阵列（FPGA)再做深入处理和传送
射频接口。另有4个射频输入接口能处理3M到26M赫兹频率范围的高频信号，还能用于计算驻波比或是触发发射机连锁事件，并通过LVDS（低压差分信号）或者USB（通用串行总线）接口在主系统中对数据进行抽样和处理。
数字接口。两个VHDCI接口用于获取数字信号。每个VHDCI 接口具有16路输人和16路驱动输出信道。16路输出信道不仅能当做输人信道使用，也可以用于发射机连锁。
3结论
本文对发射机统一控制系统(UCS)功能进行了详细的分析，并闸述了该系统三个功能单元在TSW2500型500kW发射机应用进行说明，经过改进的发射机统一控制系统对发射机的稳定运行提供了保障，也提高了备件管理效率，节省了维护费用。
参考文献
[1]Ampegon Unified Control System Manual Book.Switerland:2015
(TXW9003)用于各种测量应用。其专用远程数据采集卡不仅能传送
万方数据