在有線電視RF射頻信號傳輸/分配系統(tǒng)中,為了補(bǔ)償線路損耗和降低系統(tǒng)噪聲,需要正確地使用CATV干線放大器。目前廣泛使用的干線放大器采用的是飛利浦588/788系列放大模塊。本文通過分析干放的結(jié)構(gòu)及基本工作原理,希望對同行維修和調(diào)試工作有所補(bǔ)益。
一、干線放大器基本構(gòu)成與原理,
1.整體布局
干線放大器一般采用鑄鋁全金屬屏蔽外殼,它具有一個RF射頻輸入口,兩個RF射頻輸出口(阻抗均為75Ω)。配有三個防雨高頻連接F頭,另外一個螺紋接口用于外接220V市電。其內(nèi)部方框圖見圖1。采用60V‘交流集中供電時,此口用專用螺紋金屬堵頭封死不用。殼內(nèi)上半部為高頻放大區(qū),左下部安裝電源變壓器,右下部為橋式整流和穩(wěn)膻線路分布區(qū)。高頻參考地為底座上邊沿。電源地在穩(wěn)壓塊連接凸臺處。盒蓋密封時,屏蔽網(wǎng)橡膠線接點(diǎn)應(yīng)選在電源地處,外殼內(nèi)部分布圖見圖2。
2.EQ均衡器
均衡器為干放之關(guān)鍵線路。常采用SJ-B 75Ω 200dB可調(diào)衰減器。
它三而圍有金屬片支架(見圖3),其背面有一銅鉚釘,為衰減器內(nèi)部接地處。即衰減器高頻主地。均衡器電原理罔見圖4。為了展寬頻帶,可用三回路并聯(lián)諧振回路實(shí)現(xiàn)(如圖5所示)。為了減小分布電容,應(yīng)將并聯(lián)諧振回路接在中點(diǎn),回路的高頻地喧靠近上邊沿(單面板時),見圖6。
平衡變壓器B有兩種繞法,見圖7,(a)繞法不易安裝。另外帶寬有限;(b)繞法易安裝,帶寬也很寬。磁芯型號為TSK6.5×3×3×1.5,材料為R2K。
3.ATT可調(diào)衰減器
應(yīng)注意SJ-B 75Ω 200dB外金屬殼中點(diǎn)應(yīng)面向上邊沿高頻地。它與EQ線路相結(jié)合,可靈活解決電平平坦問題。
4.溫度補(bǔ)償電路
單面板550C采用無源熱敏電阻溫補(bǔ)電路,如圖8。也可用四腳直通插頭跳過該線路。雙面板750B采用PIN二極管V99和LM358運(yùn)放的自動溫度補(bǔ)償線路,見圖9。
5.放大模塊
為了散熱。模塊底面涂有散熱硅脂。放大模塊在單面板上安裝時,應(yīng)使用眺線使高頻良好接地。因模塊輸入輸出均處于零電平,故可不用電容隔離,直接用跳線代替。跳線設(shè)計應(yīng)符合電磁場TEM波傳輸原理。國產(chǎn)模塊耗電流為210mA,進(jìn)口模塊電流為300mA,模塊供電為直流。電壓為24V。國產(chǎn)模塊最大輸出電平102dBμV(550MHz系統(tǒng))。
6.后置EQ固定均衡
其原理《電子報》曾有專文介紹。不再多述。應(yīng)注意并聯(lián)諧振回路接地點(diǎn)應(yīng)靠近上邊沿。后置均衡器一般為8~10dB,電原理圖見圖lO、圖11。也可用4腳直通插頭跳過該線路。
7.一分支FZl10/二分配FP204選擇插片一分支FZllO捅片
見圖12,二分配FP204插片見圖13。
早期的FP204捅片的阻抗匹配線圈為1.5匝/3.5匝,后用電橋法發(fā)現(xiàn),1.5匝/4.5匝為最佳選擇。插片均為單面印制板。FP204插片輸入匹配線圈1.5匝應(yīng)夾繞在4.5匝正中間。二分配FP204插片若采用小面積分布高頻地線,則C可不接,因其分布電容能很好地滿足要求。FZ110設(shè)計與理論略有差異。所用雙孔磁芯與均衡器所用的磁芯相同。
8.供電扼流圈
初期多采用510Ω電阻法匹配扼流圈,見圖14。后用電橋法檢測,發(fā)現(xiàn)它在高頻600MHz處有吸收點(diǎn)。
后期多用阻尼扼流圈,線路見圖15,其對高頻呈高阻開路狀態(tài),無吸收點(diǎn)。阻尼電阻為75Ω 1/8W小電阻,夾繞在第三和第四圈之間,產(chǎn)生耦合阻尼。電阻兩引腳都焊在扼流圈兩端。此扼流圈高頻插損小,制作容易。適用于1000MHz以下的高頻扼流圈。
9.供電
60V交流供電時,采用30/40/50/60V:28V變壓器,容量為15VA,初級有四擋電壓可選。電源布線應(yīng)盡量與電磁波傳播方向垂直,必要時采用長跳線擴(kuò)大高頻接地面積。
220V市電供電時,變壓器次級輸出電壓為28V。經(jīng)四只1N4007橋式整流。一只50V/1000μF電解電容濾波后,輸出+33V直流電壓,再經(jīng)穩(wěn)壓塊LM7824穩(wěn)壓供+24V/200~400mA直流輸出。高頻旁路電容用字標(biāo)103。
二、干放的調(diào)試
對于588/788系列模塊來說,只要輸入阻抗為75Ω,干放輸入就是匹配的。從模塊插件上取下模塊,用一個1/8W 75Ω小電阻插在模塊輸入口排插上,用電橋測試干放輸入反向損耗,調(diào)整參數(shù),使帶內(nèi)反射損耗達(dá)到要求。
干放輸入端口的反射損耗為干放調(diào)試參數(shù)定型關(guān)鍵。關(guān)于輸出反射損耗測試,《電子報》2006年第30期有專文提及,請讀者參考。
三、干放使用
1.若采用60V AC集中供電時,首先應(yīng)選定供電電壓擋位。為安全起見,未調(diào)試干放之前,擋位應(yīng)處于60V擋位。因?yàn)榇藭r初次級電壓比為60/28,降壓比最大;待確認(rèn)了干放供電電壓過低時,再依次選擇較低的電壓擋位,提高變壓器次級電壓。使之滿足LM7824的穩(wěn)壓輸出條件,以免導(dǎo)致LM7824穩(wěn)壓塊輸入電壓過高而燒毀。
2.應(yīng)使干放輸出電平達(dá)到設(shè)計上限(國產(chǎn)模塊為102dBμV)。還應(yīng)靈活發(fā)揮前置、后置均衡電路的作用。使傳輸特性平坦。
3.檢查橡膠密封圈和屏蔽網(wǎng)橡膠線是否完好到位。擰緊密封螺栓,以防雨防潮。如有條件,最好將干放機(jī)殼接地防雷。