دانلود گزارش کارآموزی فرستنده های رادیویی توان بالا بااستفاده ازتکنولوژی نیمه هادی شرکت نصیرموج گسترش

فرستنده های پرقدرت رادیویی NASIRساخت جهاد دانشگاهی خواجه نصیرالدین طوسی با بهره گیری کامل از قطعات نیمه هادی وبدون استفاده از لامپ های خلا ساخته می شوند.

لذا این فرستند هادارای طول عمربسیار زیادی هستند ونیاز به تعویض دوره ای عناصرفعال پرقدرت نظیرلامپ ندارند.

علاوه برآن ولتاژهای استفاده شده دراین فرستنده ها نسبتا پایین بوده ومشکلات ناشی از ولتاژهای بالادرهنگام نصب وراه اندازی وهمچنین هنگام نگهداری وتعمیرات درآنها وجود ندارند.راندمان بالای ابن فرستنده ها مرهون استفاده از تکنولوژی سوئیچینگ است وباعث می شود اولا مصرف برق آنها مقرون به صرفه باشد‘ثانیا گرمای تولید شده توسط آنهادرهنگام کارکمترازفرستنده های لامپی باشد.مزیت اخیرباعث می شود ایستگاههای فرستنده نیاز کمتری به سیستم های خنک کننده مفصل وگرانقیمت داشته باشند.

ازآنجا که درمقایسه با لامپها ‘عناصرنیمه هادی درترکیب های مختلف تقویت کنند ه ها نمی توانند قدرت بسیار بالایی راتولید کنند ‘لازم است که طراحی فرستنده ها ی مبتنی برنیمه هادی به صورت ماژولار صورت گیرد ودرنهایت قدرت تولیدی توسط ماژولها به روشی با هم ترکیب گرد.این امرسبب می شود که در صورت خرابی یک یا چند ماژول ‘فرستنده ها از کار نیفتد وقدرت خروجی فرستنده بکلی قطع نشود.درنتیجه فرستنده با قدرتی کمتر از مقدار نامی کارکرده وشنودگان همواره صدارادریافت کنند.درحالی که اگر دریک فرستنده لامپی ‘یکی از لامپ های مسیر قدرت خراب شده یا عمرش به پایان برسد ‘فرستنده خاموش می شود واین امری است که ازدیدگاه گردانندگان سازمانهای صداوسیما درهیچ کشوری قابل قبول نیست.

حسن دوم طراحی ماژولاردراین است که می توان ماژولهای قدرت را به تنهایی حفاظت کردودرصورت بروز خرابی فقط ماژول خراب را برای تعمیرازفرستنده خارج کرد.مزیت سوم طراحی ماژولار که بیشتر برای تولیدکنندگان اهمیت دارد ‘امکان تولید قدرتهای بالاتر با ترکیب جدیدی ازفرستنده های کم قدرت تر است .
در این نوشتار سعی داریم به معرفی ساختار واجزای تشکیل دهنده فرستنده های نصیر بپردازیم .

در این نوشتار سعی داریم به معرفی ساختار واجزای تشکیل دهنده فرستنده های نصیر بپردازیم .

تاریخچه شرکت نصیرموج گسترش آغازکار رادیو باآغاز کارنخستین فعالیت های ارتباطات دوربردازراه امواج درهم آمیخته است این بخش ارتباطات پدیده های فیزیکی وفنی بسیارپیچیده ای داردکه ازهمان ابتدافوق العاده مشکل بودبه کارگرفت اختراع رادیو وسرعت شکوفایی آن همچون تمامی نوآوری های هم عصرمان نشان می دهد که جامعه ی علمی پیش ازسال1914درفراسوی رقابتهای گوناگون وبه رغم هماوردیهای منافع صنعتی و ملی مباد له ی اطلاعات ضروری برای جریان مساعده ی پیشرفت رابسیارخوب سازمان داد.

جهاددانشگاهی بعنوان نهادی نشات گرفته ازانقلاب اسلامی مظهری ازتبلور اندیشه و خودباوری در نسل جوان بویژه متخصصین متعهدکشوراست تفکری که ایشان رابرآن داشت تادربرآوردن نیازهای جامعه خویش راست قامت دربرابرهمه ناملایمات بایستنداین نهادازسال1359باماموریت برقراری ارتباط بین دانشگاه ‘جامعه وصنعت درزمینه های علمی‘پژوهشی وفرهنگی تصویب شد وبافعالیت های شبانه روزی خودبه همگان اثبات نمودکه درسایه خودباوری وتعهد به همه چیز می توان دست یافت ودرهمین راستا جهاددانشگاهی خواجه نصیرباهدف شناسایی نیازهای صنعتی کشور درزمینه طراحی وتولید پروژه های کاربردی شروع به کارنموده وتاکنون بابه ثمررساندن بیش از150پروژه کاربردی درقالب قراردهابامراکزصنعتی‘ کشورراازبسیاری اقلام وارداتی بی نیاز ساخته ودرجهت خودکفایی صنعتی وصرفه جویی ارزی قد برداشته است.

همچنین این نهاد تا کنون د رسه دوره جشنوا ره بین المللی خوارزمی رتبه های ممتازرا به خود اختصا ص داده است ازدستاوردهای شرکت نصیرموج گسترش وابسته به جهاددانشگاهی خواجه نصیر تحقیقات وسیع وفناوری در زمینه طراحی ‘ساخت و راه اندازی فرستنده های موج متوسط رادیویی است که برای اولین بار در سطح خاورمیانه صورت گرفته است .شروع فعالیت وساخت پروژه ازپا ییز سال1374باتوان2kw پس از طراحی و ساخت توسط متخصصین این واحد در مصلای تهران با موفقیت آزمایش شد.پس ازاین موفقیت ساخت فرستنده های 10kwو50kwآغازشد ودرسال 1377اولین فرستنده رادیویی100kw درایستگاه رادیویی معصومیه قم آغازبه کارکرده و در پی آن درسال 1379فرستنده رادیویی 300kw در حبیب آبادراه اندازی شد.پس ازاین فرستنده کار ساخت فرستنده های600kw‘800kwو1000kw شروع وباموفقیت به پایان رسید.

یکی د یگر از موفقیت های شاخص شرکت نصیر موج گسترش در این سالها نصب و راه اندازی فرستنده ی رادیویی دشت قزوین است که ازقویترین فرستنده های ایران وجهان به شمار می آید.قابل ذکر است که درجهان فقط دو کمپانی هریس وتالس توان تولید چنین فرستنده هایی را دارند.همچنین این شرکت درمدت اخیرشروع به طراحی فرستنده های فرکانس بالانموده است که هم اکنون اولین نمونه فرستنده رادیویی 10kwدرمرحله ساخت قراردارد.

برای آشنایی بیشترباسایرفعالیت های این شرکت می توانید بهCDهمراه بااین گزارش مراجعه نمایید.

ساختار فرستنده برای تو ضیح بهتر ساختار فرستنده های رادیویی NASIRابتدابخش ها ی اساسی آن رامطابق دیاگرام بلوکی شکل(1)معرفی می کنیم.همانطور که درشکل مشاهده می شود اجزای اصلی تشکیل دهنده فرستنده عبارتنداز: بخش منابع تغذیه بخش محرکRF مدارهای کنترل مدارهای حفاظت مدارهای مونیتورینگ مدارهای قدرت کمباینروفیلتر خروجی سیستم خنکسازی بلوک دیاگرام کلی دستگاه در شکل1مشاهده میشوداجزای فوق دریک راک شامل سه سلول جا داده شده اند وتنها قسمتی که بیرون ازاین راک قرار می گیرد تابلو برق اصلی است که باید به دیواری در نزدیکی محل استقرارفرستنده نصب شود.

-1 بخش منابع تغذیه DC POWER SUPPLIES این بخش وظیفه تامین ولتاژ مورد نیاز قسمتهای مختلف فرستنده رابرعهده دارد.

ورودی:ورودی این بخش برق سه فاز 380ولت و50هرتز همراه بانول (چهارسیمه) است.چون توان مصرفی فرستنده50کیلو وات تحت مدولاسیون 100% است لذاکابل برق ورودی به فرستنده را باید به گونه ای انتخاب کرد که جریان 150آمپررابراحتی عبور دهد.در این مورد کابل4*74 متناسب است.

خروجی:به دلیل تنوع مدارهای مصرف کننده خروجی های متعد دی از این بخش مورد نیاز است که به دودسته پرقدرت وکم قدرت تقسیم بندی می شود.

بلوک دیاگرام کامل بخش تغذیه در شکل (2)مشاهده می شود.

(1-1تغذیه پرقدرت این بخش وظیفه تامین ولتاژ370ولتdcراعهده داراست.دیاگرام بلوکی این بخش رادر شکل (3) مشاهده می کنید.این ولتاژ برای تغذیه قسمتهای پرقدرت فرستنده و در واقع تولید قدرت نهایی بکار می رود.

برق ورودی فرستنده از یک تابلو برق تامین می شود.همانگونه که در شکل2مشخص شده است برق ورودی پس از تابلو برق به یک کنتاکتور اصلی متصل می شود.کنترل این کنتاکتور به وسیله جعبه شارژودشارژومدارهای حفاظتی انجام می شود.

ترانسفورماتورها ی ایزوله قدرت یا T1 و T2 به کنتا کتو ر اصلی متصل می شوند خروجی ترانسفورماتورهای T1و T2پس ازعبوراز بلوکهای یکسو ساز به لینک (DCشامل سلف وبانک خازنی صافی پایین گذر) اعمال می گردد .

به این ترتیب ولتاژ 370 ولت DC جهت تحویل به ماژولهای قدرت ایجاد می شود اکنون به تشریح بخش های تشکیل دهنده قسمت تغذیه پرقدرت می پردازیم .

الف) ترانسفورماتورهای T1 و T2:ترانسفورماتورهای T1از آرایش Y-Y و ترانسفورماتورهای T2ازآرایش Y-∆ برخورداربوده وظیفه آنها کاهش ولتاژبرق شبکه از380ولت به220ولت می باشد.

ب)بلوک های یکسوسازقدرت:) یکسو سازی دوازده فازه)یکسوسازی قدرت دراین فرستنده به وسیله دو پل سه فاز گرتس و به صورت تمام موج انجام می گیرد .

دیود های بکاررفته دراین پلها ازنوع 400A/1200V می باشند.همانطورکه درشکل (2) دیده می شود هر یک از این بلوک های یکسو ساز ثا نویه یکی از ترانسفورماتورهای قدرت T1و T2رایکسو می کند.این بلوک ها دردیواره های جانبی سلول های Aو B دردوطرف فرستنده نصب شده اند.

ج)بلوک لینکDC:همانطور که در شکل دو دیده می شود ‘ پس از بلوک های یکسو ساز ‘ لینک DCقرار دارد که ازیک سلف به نام L1با اندوکتانس 10میلی هانری و بانک خازنی اصلی فرستنده تشکیل می شود.این بانک از 21 خازن موازی C1 تا C21 با ظرفیت کل46200 تشکیل می شود با توجه به این ظرفیت زیاداگر ولتاژ DCقدرت به نا گهان به خازن ها اعمال گرد د جریان شارژاولیه این بانک خازنی بزرگ بوده و به دیودهای یکسوساز صدمه وارد خواهد شد برای جلوگیری از این امر مدار خاصی تعبیه شده است که داخل جعبه شارژ ود شارژ می باشد و بلوک دیاگرام آن را درشکل (2) ملاحظه می کنید.عملکرد این مدار به این ترتیب است که ابتد ا به کمک یک کنتاکتور یک ترانسفور ماتور کوچک بنام ترانس Precharge و پل یکسو ساز مخصوص آن در مدار قرار گرفته و ولتاژ شارژ اولیه کمتری را از طریق یک مقاومت پر قدرت درمدت زمان مشخصی به بانک خازنی اعمال می کند.این مدت زمان مشخص به وسیله یک تایمر مخصوص قابل تنظیم می باشد.

بااین کارابتدابانک خازنی رابه آرامی تاولتاژمعین شارژشده سپس قسمت Precharge از مدار خارج شده وبا وصل کنتاکتور اصلی ولتاژDC اصلی قدرت به بانک خازنی متصل می شود.

به منظور تخلیه شارژبانک خازنی درزمان خاموش شدن فرستنده نیز یک مقاومت با بانک خازنی موازی شده است.

این مقاومت در زمانی که فرستنده در وظعیت Offاست به وسیله کنتاکت رله درمدار قرارگرفته وباقرارگرفتن فرستنده دروظعیت ONبا قطع کنتاکت رله مربوطه این مقاومت ازمدارخارج می شود وعملیات Precharge صورت می پذیرد.

(1-2تغذیه کم قدرت :برق ورود ی مسیر کم قدرت قبل از کنتاکتور اصلی در بخش پرقدرت ومستقیما ازسه فازورودی فرستنده منشعب شده است.مصرف کننده های این دو بخش به دوگروه تکفاز وسه فاز تقسیم می شوند.مصرف کننده های سه فازشامل ترانسفورماتور تغذیه کم قدرت ‘ هواکشهای تهویه سیستم می باشد.

سایر مصرف کننده های این بخش تکفاز بوده که برای کنترل رله ها وکنتاکتورهای بخش تغذیه پرقدرت به کارمی روند.

همچنین یک فن تکفاز کوچک برای خنک کردن موضعی بر دو گرماگیر منبع تغذیه سوئیچینگ مرکزی درکناراین برد نصب شده است.

منبع تغذیه سوئیچینگ مرکزی برای تغذیه مدارهای الکترونیکی در بخش کم قدرت فرستنده ولتاژهای 150 ‘ , 19 -19موردنیاز هستند.

همانطور که درشکل (2) دیده می شود برای تامین این ولتاژها از یک ترانسفورما تور سه فاز و یک منبع تغذیه سوئیچینگ مرکزی استفاده می شود ولتاژهای ورودی این منبع تغذیه عبارتنداز375 و60و-60ولت که از ثانویه ترانسفور ماتور پس از یکسو سازی (به روش پل گرتس تمام موج) به دست می آید .

دیودهای یکسوساز این قسمت برروی گرماگیرهای مخصوصی نصب شده اند.این گرماگیرها به کمک تعدادی مقره دربالای ترانسفورماتورقرار گرفته اند ولتاژهای خروجی این منبع تغذیه عبارتنداز:19 ‘150 9‘و-19ولت.

تغذیه داخلی این رگولاتورسوئیچینگ تشکیل می گردد که فقط درتغذیه داخلی با هم اشتراک دارند .

مداراین منبع تغذیه ازچهار واحد مستقل تغذیه سوئیچینگ تشکیل می گرددکه فقط درتغذیه داخلی با هم اشتراک دارند .

مدار این منبع تغذیه از پنج برد تشکیل می شود که یکی از آنها برداصلی بنام lpsm lowpower supply main-board)) بوده وچهاربرددیگربه صورت کارتهائی روی برداصلی lpsmنصب می شود.نام این کارتها((low power supply control card Lpscdاست.

برد lpsmشامل قسمت های قدرت چهار واحد تغذیه است وقسمت های کنترل این واحد ها برروی بردهای lpscقراردارند.مجموعه این منبع تغذیه شامل ترانسفورماتورT3 و برد های منبع تغذیه در پایین سلول Bو د ر کنار ترانسفورماتور قدرت این سلول قرار دارند.

لازم به ذکر است که ترانسفورماتور TR3دارای چهار سرخروجی دیگر می باشد که یک نمونه سه فازهمراه با سیم نول با ولتاژ فاز20vتولید می کند که از این نمونه برای حفاظت فرستنده دربرابرفازشدن ویابه هم خوردن ترتیب فازها دربرد psp(power supply protection)استفاده می شود.

-2 محرکΦ P دراین بخش فرکانس کریر فرستنده تولید شده فرستنده تولید شده توسط برد RFOS در راک کنترل پس از مراحل تقویت مورد نیاز جهت تغذیه ماژولهای قدرت آماده می شود .

همانطور که در بلوک دیاگرام شکل(4)دیده می شودبخش محرک RFازسه قسمت مجزا تشکیل می شودکه عبارتنداز: -1مجموعه مدارهای محرک RFدردرون سینی کنترل اصلی: این قسمت شامل تقویت اولیه جهت اعمال به مدارهای راه انداز RFوفیلتر فرکانس کریر می باشد.

-2مجموعه مدارهای محرک RFمربوط به سلولA: در این قسمت مدارهای تقویت کننده راه انداز RF برای اعمال به شش سینی قدرت قسمت Aقرارگرفته اند که شامل بلوک تقویت کننده وفیلترهای فرکانس کریر می شود.

-3مجموعه مدارهای محرک RFمربوط به سلولB: دراین قسمت مدارهای تقویت کننده راه اندازRFبرای اعمال به شش سینی قدرت قسمت Bقرار گرفته اند که شامل بلوک تقویت کننده وفیلترهای فرکانس کریرمی شود.

(2-1مجموعه مدارهایRFدردرون سینی کنترل اصلی (2-1-1اسیلاتورفرکانس کریر نخستین مدار این قسمت مولد فرکانس کریراست.مولد فرکانس کریردرواقع یک اسیلاتور کریستالی فرکانس بالاست.کریستال بکاررفته دراین مداربراساس فرکانس کریرانتخاب می شود.

خروجی این مدارعبارتست از یک سیگنال مربعی با دامنه صفرتا 15ولت وعرض پالس %50 فرکانس دوبرابر فرکانس کریر.

عملکرد این مدار به این صورت است که ابتدا فرکانس بالا به وسیله اسیلاتور کریستالی تولید شده سپس به وسیله تقسیم کننده های دیجیتالی برعددمناسبی (N)تقسیم می شود.

2Fc=Fxtal/N درنهایت پا لس تولیدی برای اعمال به مدارهای بعدی به صورت مختصرتقویت (بافر)می شود.این مدارسه سیگنال خروجی دارد که یکی برای مولد PWM (بردPWMG) و دیگری برای مدارپیش تقویت کننده کریر RFPAو سومین خر و جی در برد RFCLT مورد استفاده قرار می گیرد .مدار اسیلاتور فرکانس کریرRFOSنام داردوولتاژتغذیه این بردبرابر19ولت است.

(2-1-2پیش تقویت کننده RF ولتاژ تغذیه این برد برابر 19ولت است.فرکانس ورودی این مدار دو برابرفرکانس کریر است که از مداراسیلاتور فرکانس ROFCدریافت می کند.این مدارفرکانس ورودی رانصف کرده سپس سیگنال کریرراتقویت جریانی می کند.خروجی این مداریک پا لس مربعی بادامنه 6وفرکانس کریر است.این سیگنال برای تحریک گیت ماسفتها به مدار راه انداز کریر اعمال می شود .

این برد نیز درسینی کنترل اصلی قراردارد.

(2-1-3راه انداز RF پس از تقویت اولیه مدارراه انداز اصلی است که سیگنال کریررابرای اعمال به تقویت کننده های فرکانس کریر در سینی های RF می کند.این مدار در واقع یک اینورتورتمام پل -4ماسفتی است که ولتاژ تغذیه آن برابر150 ولت DC می باشد.

شماتیک ساده شده این مداررادرشکل (5) مشاهده می کنید: این مدارفرکانس کریرراازبردپیش تقویت کننده RFیا RFPAدریافت می کند.خروجی مدارنیز پالس تقویت شده ای بادامنه 150ولت است که به بردفیلتراعمال می گردد.این خروجی باید گیت های 16 ماسفت را باولتاژحدود24Vp-pدرایو کند(این 16ماسفت مربوط به دوبرد تقویت کننده RFدرقسمت های راه انداز RFدرسینیهای RFسلول های AوBمی شوند).تغذیه بردراه انداز به وسیله منبع تغذیه سوئیچینگ مرکزی تامین می شود که درقسمت1-2توضیح داده شد.

(2-1-4فیلترفرکانس کریر پالس خروجی برد راه انداز به دلیل پدیده Group Delayواعوجاج های دیگرکه خطوط انتقال ازمدار RFD100 تاگیت ماسفتهای مدارهای راه اندازبرروی آن اعمال می کنند دچارتضعیف واعوجاج شدیدی می شود.

لذا برای جلوگیری از این امر تنها هارمونی اصلی فرکانس کریر به خطوط انتقال اعمال می شود.

بنابراین سیگنال خروجی مدار راه اندازرا جهت اعمال به دوسینی RFدرسلول های Aو Bابتدا با کمک یک فیلترمیان گذرفیلترکرده سپس دامنه ی سیگنال سینوسی حاصله را بوسیله دو ترانسفورماتور به-56 و +56ولت تغییر می دهیم ودوسیگنال خروجی مجزا برای اعمال به دوسینی RFآماده می کنیم.

این ترانسفورماتورها علاوه بر تغییر دامنه سیگنالهای خروجی تبدیلBalance/Unbalance رانیزانجام میدهند.زیرا سیگنال ورودی این بردبه صورت Balanceبوده ولی خروجی آن باید به صورت Unbalanceباشد.تغییردامنه سیگنال خروجی باعث می شود پیچیدن ترانسفورماتورهای گیت درمدارهای راه انداز سینی های RFساده تر شود.

2-2 )مجموعه مدارهای محرک RFمربوط به سلول های قدرت مدارهای موردبحث دراین قسمت درسینیRFقراردارند.لازم به تذکراست هردوسلول قدرتA وB دارای یک سینی RFهستند که کاملا مشابه هم می باشند لذا مباحث مطرح شده در این قسمت برای هر دوسینی RFصدق می کند.

2-2-1)راه اندازRF مدار راه انداز اصلی یک تقویت کننده کلاس Dتمام پل دارای 8 ماسفت است که شماتیک آن رادرشکل (6)مشاهده می کنید.ولتاژتغذیه این بردبرابر150ولتDCمی باشد که ازمنبع تغذیه سوئیچینگ مرکزی بدست می آید.ورودی این مدارسیگنال کریری است که ازسینی کنترل اصلی (خروجی مدارRFDF310 )دریافت می شود .

خروجی مدارنیزپالس تقویت شده ای با دامنه150 ولت می باشدکه به بردفیلترRFDF410اعمال می گردد.

خروجی بردفیلترفرکانس کریربایدگیتهای 192ماسفت(مربوط به ماژولهای قدرت یک سلول) راباولتاژحدود24vp-pدرایوکند.تغذیه این بردراه اندازباولتاژ150ولتDCبه وسیله منبع تغذیه سوئیچینگ مرکزی تامین می شود.

(2-2-2فیلترهای فرکانس کریر در این برد نیزهمانند برد RFDF310پالس خروجی تقویت کننده فرکانس کریر برای جلوگیری از تضعیف واعوجاج فیلترمیشود.پالس قدرت خروجی بردRFD210جهت اعمال به شش سینی قدرت ابتدا به شش شاخه تفکیک می شود .

سپس هرشاخه را با کمک یک فیلتر میانگذر فیلترکرده وشش سیگنال خروجی جهت اعمال به شش سینی قدرت آماده می کنیم.کاردیگری که دراین بردانجام می شود تغییرسطح سیگنالهای خروجی این برداست که به وسیله شش ترانسفور ماتورانجام می گیرد.

این ترانسفوراتورها علاوه برتغییردامنه سیگنال های خروجی تبدیل Balance/Unbalanceرا نیز انجام می دهند .

زیرا سیگنال ورودی این برد به صورت Balanceو خروجی آن به صورت Unbalance است.

درانتهای هرشاخه یک سلف سری قرار می گیردکه باتنظیم اندوکتانس آن می توان دامنه سیگنال گیت ماسفتهایRFرادرماژولهای قدرت تنظیم نمود.

درکناراین شش فیلتر یک ترانسفورماتورکوچک نیزقراردارد که ازسیگنال RFنمونه گیری کرده و برای امورحفاظتی به بخش حفاظت می فرستد .

مجموعه ذکر شده این فیلترها در بردی به نام RFDF410 تعبیه شده که محل نصب آن درسینیRFقراردارد.

-3مدارکنترل قدرت در این بخش به بررسی مجموعه قسمت های کنترل قدرت فرستنده خواهیم پرداخت .

بردهای این قسمت درنقاط مختلفی ازفرستنده ازجمله سینی کنترل اصلی وقسمت مونیتورینگ نصب شده اندکه محل هر برد در توضیحات مربوط با آن برد ذکرخواهدشد .

بلوک دیاگرام کلی این قسمت درشکل (7)نشان داده شده است.

(3-1کنترل مقدار خروجی فرستنده () در فرستنده های نصیربری تقویت کننده کلاس"S"استفاده شده است که از تکنولوژی PWM بهره می برد.یعنی صوت ابتدا به صورت عرض پالس مدوله شده (روشPWM)وپالسهای حاصله برای تقویت به مدارهای تقویت پالس یعنی تقویت کننده های کلاسDاعمال می شوند.

درزمانی که صوت ورودی نداشته باشیم یا دامنه صوت بسیارکم باشد پالسهای PWMباپهنای مشخص وبدون تغییربه وجود می آیند.درحالتی که صوت موجود باشدعرض پالس خروجی مدولاتورPWMمتناسب بادامنه صوت ورودی زیاد می شود .درنهایت پالسهای خروجی مدولاتورPWMبه مدارتقویت پالس اعمال می شوند و درخروجی آن صوت (درحالتی که صوت نباشد ولتاژDC) تقویت شده برای تولید قدرت کریربه دست می آید و به مدولاتورهای RFاعمال می شود .

قدرت خروجی فرستنده توسط پهنای پالسهای PWMکنترل می شود.پهنای پالسهای PWMنیزدرمقایسه بایک ولتاژمرجع DCتعیین می شوند.باتغییراین ولتاژمرجع می توان قدرت خروجی فرستنده (قدرت کریر)راتنظیم نمود.درفرستنده های توان بالا سه سطح قدرت متفاوت پیش بینی شده است که هر یک به وسیله یک پتانسیومتر مستقل تقسیم می شود.برای انتخاب سطح قدرت سه کلید فشاری مخصوص به نام های Low ‘Medium و Highدرقسمت مونیتورینگ درنظرگرفته شده است.

(3-2مولد پالسPWM(PWMG) (3-2-1تولید پالسPWM عمل مدولاسیون عرض پالس به همراه پاره ای عملیات دیگر در یک بردبه نامPWMGانجام می شود.برای تولیدپالس PWMابتداصوت ورودی (Vi)بایک ولتاژمرجع(Vref)جمع شده وحاصل آن دویعنی Vcبایک موج مثلثی مقایسه می گردد.خروجی مقایسه کننده همان پالس PWM است.

بلوک دیاگرام شکل(8) این قسمت رانشان می دهد.

برای تهیه موج مثلثی ازفرکانس کریرفرستنده Fcاستفاده می شود.به این ترتیب که دوبرابرفرکانس کریرازمدارمولدفرکانس کریردریافت شده وبه وسیله یک تقسیم کننده دیجیتال برعددnتقسیم می شود .

n مقداری بین 1تا 15دارد وباکمک یک دیپ سوئیچ چهاربیتی براساس مقدارFcتعیین می شود .

فرکانس خروجی این مقسم برابر2Fc/nاست که برعدد2 نیز تقسیم می شود.سپس ازپالسFc/n انتگرال گیری شده وشکل موج مثلثی به دست می آیدو n طوری انتخاب می شودکه با توجه به مقدارFcشکل مج مثلثی دارای فرکانس حدود100کیلو هرتز باشد.

(3-2-2جبران سازی تغییرات برق شهر همانطورکه دردیاگرام بلوکی شکل(9-a)دیده می شودولتاژخروجی فرستنده متناسب بادو عامل است .

نخست پهنای پالسPWMکه وابسته به ولتاژکنترل یاVcاست.عامل دوم نیزمقدارولتاژ DCقدرت است که به ماژولهای قدرت اعمال می شود .

به عبارت دیگر ولتاژخروجی فرستنده متناسب با حاصلضرب Vc وولتاژDCقدرت است.عامل دوم می تواندباتغییرات ولتاژشبکه تغییر کند .بنابراین ولتاژخروجی فرستنده با تغییرات ولتاژشبکه تغییرخواهدکرد.همانطورکه در شکل (9-b) دیده می شود برای جلوگیری ازاین مساله درعامل نخست تغییراتی داده شده است به این ترتیب که بااستفاده ازمدارهای ضرب وتقسیم کننده آنالوگ سیگنال کنترل ورودی به مدولاتورPWMبا Vc/kVdc متناسب خواهد بود.درنتیجه خروجی مدارمدولاتورPWMاین بار متناسب بادوعامل Vc/kVdcوkVdcوبه عبارت خلاصه ترتنها متناسب باپهنای PWMیا ولتاژکنترل ورودی (Vc) شده واثرولتاژDCقدرت حذف می شود.این مساله بهبود چشمگیر پدیده شیف کریر‘کاهش اثر تغییرات برق شهروهمچنین کاهش اثرریپل300هرتزروی ورودی می شود.

(3-3تقویت اولیه سیگنالPWM سیگنال PWM تولید شده در برد PWMG باید 24 برد PMCC را راه اندازی کرده سپس به ماژولهای قدرت اعمال شوند برای این منظور دو مرحله تقویت برای این سیگنال در نظر گرفته شده است که در مرحله نخست ، سیگنال خروجی برد PWMG به وسیله برد PWMP تقویت شده و در دو مسیر جداگانه به بردهای PLG اعمال می شوند در این برد سیگنال PWM مجدداً تقویت شده و در 12 مسیر جداگانه به12 کارت PMCC اعمال می شوند .

بلوک دیاگرام این قسمت را در شکل 10 مشاهده می کنید (3-4کنترل وضعیت قدرت فرستنده() وظیفه دیگری که در این بخش انجام می شود کنترل فرستنده به هنگام خاموش و روشن کرد ن یا قطع ناگهانی برق شبکه است .فرستنده های پرقدرت رادیویی NASIR را می توان در دو وضعیت خودکار و معمولی به کار گرفت .

این دو وضعیت با کمک یک کلید در قسمت مونیتورینگ انتخاب می گردند .

تاثیر این کلید تنها در هنگام قطع برق و وصل مجدد آن است .

چنانچه این کلید در وضعیت عادی باشد Auto Disable LED روی پانل فرستنده روشن شده و به هر علتی برق ورودی قطع گردد پس از وصل برق فرستنده در وضعیت OFF روشن می گردد در این هنگام برای راه اندازی مجدد فرستنده باید اپراتور یکی از دکمه های قدرت , High Med را فشار دهد ولی چنانچه کلید مزبور در وضعیت Auto power on باشد در هنگام قطع برق وضعیت کار فرستنده به وسیله یک مدار حفظ می شود و پس از وصل مجدد برق فرستنده پس از مدت زمان کوتاهی در همان وضعیت قبل فعال می گردد و LED مربوط به دکمه قدرتی که فرستنده در آن وضعیت راه خواهد افتاد ، در این زمان راه اندازی چشمک خواهد زد .

این زمان راه ا ندازی مجدد بنا به سفارش قابل تنظیم است .این مدار برد کنترل وضعیت قدرت یا نام دارد .

همانطور که در قسمت بعد توضیح داده خواهد شد ممکن است وقوع خطاهای خاصی فرستنده را خاموش کند یا برخی از بخش های آن را غیر فعال نماید این خطاها و اخطارهای دیگر در قسمت مونیتورینگ به نمایش در می آیند به منظور بررسی عوامل و نوع خطایی که رخ داده است لازم است که وضعیت فرستنده در زمان وقوع خطا نگهداری شده و در قسمت مونیتورینگ به نمایش درآید .

عمل ثبت خطاها و اخطارها بر عهده مداری به نام ELC است که به صورت کارت هایی بر روی برد نصب میگردند .

-4مدارهای حفاظت فرستنده دارای یک سیستم گسترده حفاظتی است که علاوه بر حفاظت های عمومی فرستنده ، عمل حفاظت را تا سطح ماژولهای قدرت انجام می دهند .

(4-1سیستم حفاظت عمومی فرستنده فرستنده در برابر اتفاقات و خطاهایی که کل فرستنده یا تعداد زیادی از ماژولهای قدرت را در معرض خطر قرار می دهد محافظت شده است .

عمل حفاظت عمومی فرستنده به وسیله یک برد به نام OVPB انجام می شود .

خطاها و سیگنالهایی که فرستنده را از کار می اندازد یا قدرت خروجی آن را تغییر می دهند عبارتند از : 1 – خطای افزایش بیش از حد جریان لینک DC یا Main over Current 2 – خطای فقدان راه انداز RF یا RF drive Error 3 – خطای VSWR 4 – خطای افزایش بیش از حد دمای فیلتر خروجی 5 – خطا در شرایط برق شبکه یا Power error وقایعی نیز وجود دارد که اپراتور یا تعمیر کاران فرستنده را تهدید می کنند برای جلوگیری از این اتفاقات در سیستم حفاظت عمومی فرستنده سیگنالهای زیر پیش بینی شده است : قفل خارجی قفل داخلی در حالت قطع برق شبکه و به کار افتادن ژنراتور اضطراری ایستگاه رادیو ، سیگنال خاصی به نام Generator به فرستنده داده می شود که بر اساس آن قدرت خروجی فرستنده کاهش می یابد ازآنجا که سیگنال های Ext.Lock و Generator از بیرون فرستنده می آیند به منظور ایزولاسیون ، این دو سیگنال ابتدا به بردی به نام برد رله یا RLB متصل می شوند و باعث قطع یا وصل شدن کنتاکتهای رله هایی می شوند که در واقع ولتاژهای موجود در فرستنده را قطع و وصل می کنند .

(4-2سیستم حفاظت ماژولهای قدرت فرستنده یکایک ماژولهای قدرت از حفاظتهای جداگانه دما و جریان برخردارند این حفاظتها به همراه پاره ای عملیات دیگر در یک کارت حفاظتی به نام PMCC انجام می شود که بلوک دیاگرام آن را در شکل (11) ملاحظه می کنید .

هر کارت PMCC شامل مدارهای حفاظتی و راه اندازی سیگنال PWM و مدار تشخیص ماژول غیر فعال برای دو ماژول قدرت است .

(4-2-1بخش حفاظت دما در ماژولهای قدرت حس کردن دما به وسیله یک مقاومت NTC انجام می شود .

اگر دمای یک ماژول از مقدار مشخص و قابل تنظیمی فراتر رود ، فرمان قطع به ماژول داده شده و د ر پس از مدتی که ماژول خنک شد و به دمای جدید ( و قابل تنظیمی ) رسید اجازه روشن شدن را به ماژول قدرت می دهد مدت خاموش ماندن ماژول به میزان جریان هوای عبوری از سطح گرماگیرهای ماژول بستگی دارد .

(4-2-2بخش حفاظت جریان برای حفاظت جریان یکایک ماژولها نیز نظیر سیستم حفاظت دما عمل شده است .

با این تفاوت که اگر حفاظت جریان یکی از ماژولها را قطع کند ، راه اندازی مجدد آنها تنها با فشردن دکمه Reset به وسیله اپراتور امکان پذیر است .

از آنجا که جریان مصرفی قسمت مدولاتور قدرت همان جریانی است که قسمت تقویت صوت PWM تامین می کند ، برای اندازه گیری جریان مصرفی یک ماژول قدرت از چهار مقاومت موازیk 0.47اهمی به عنوان نمونه گیری جریان استفاده شده است .

ولتاژ حاصل ازاین مقاومت نمونه گیر جریان با یک ولتاژ مرجع مقایسه شده و در صورت بیشتر بودن ، فرمان حفاظت جریان صادر خواهد شد .

این مقایسه هم برای میانگین جریان مصرفی ماژول و هم برای جریان پیک لحظه ای انجام می شود بنابراین دو ولتاژ مرجع مستقل نیز برای آن دو وجود دارد .

(4-2-3بخش راه انداز PWM این مدار از یک IC را ه انداز ماسفت تشکیل شده است که ورودی آن پالس PWM است .

همانطور که در شکل 11 دیده می شود این مدار به وسیله خروجی یک مدارAND کنترل می شود که ورودی های آن سیگنالهای حفاظتی مربوط به جریان ودما می باشد.

هر گاه یکی از این حفاظتها فعال () شود ، خروجی مدار نیز شده و باعث می شود مدار راه انداز PWM خروجی نداشته باشد .

در این صورت یک چراغ اخطار که بیانگر نوع حفاظت ( دما یا جریان ) است در قسمت مونیتورینگ روشن می شود .

(4-2-4بخش نمایش دهنده هر کارت PMCC مجهز به یک نمایش دهنده موضعی یا Indicator است که وضعیت دو ماژول قدرتی که به وسیله آن کارت کنترل می شود را نمایش می دهد .

این نمایش 8 LED دارد که در شکل 12 کشیده شده و عبارتند از : (4-3مدار مولد ولتاژهای مرجع یا PLG یک کارت موسوم به PLG یا Protection Level Generator وجود دارد که پنج ولتاژ مرجع مورد نیاز در12 کارت PMCC را تولید می کند .

این ولتاژها ی مرجع عبارتند از : 1 – ولتاژ مرجع حفاظت برای مقدار میانگین جریان ماژول 2 – ولتاژ مرجع حفاظت برای جریان پیک لحظه ای ماژول 3– ولتاژ مرجع حفاظت برای دمای قطع ماژول 4 – ولتاژ مرجع حفاظت برای دمای وصل مجدد ماژول 5 – ولتاژ مرجع حفاظت برای تشخیص فعال یا غیر فعال بودن ماژول فعال یا غیر فعال بودن ماژول به وسیله مقایسه میانگین جریان مصرفی ماژول با ولتاژ مرجع 5 تشخیص داده می شود .

-5 قسمت مونیتورینگ نمایش چگونگی وضعیت فرستنده و خطاهای احتمالی و انتقال آن به صورت بصری به اپراتور و همچنین اعمال فرمان های ورودی به فرستنده بر عهده این بخش است .

قسمت مونیتورینگ از اجزای زیر تشکیل می شود : (1نمایش وضعیت عملکرد فرستنده:این کاربوسیله پنج عددمیتروتعدادی LEDانجام می شود.

(2نمایش خطاها:خطاها به وسیله تعدادی LED واقع در برد LED نمایش داده می شود .

(3اعمال فرمانها: فرمان ها به وسیله تعدادی کلید و دکمه به فرستنده اعمال می گردد .

(4تنظیم قدرت خروجی فرستنده:فرستنده می تواند در سه سطح مختلف قدرت خروجی کار کند که هر یک به صورت جداگانه به وسیله یک پتاسیومتر تنظیم می شوند .

در ادامه به تشریح هر یک از اجزای فوق خواهیم پرداخت : (5نمایش وضعیت عملکرد فرستنده اطلاعات نمایش داده شده به وسیله میترهای دستگاه عبارتند از : 1 ) مقدار ولتاژ منبع تغذیه قدرت سیستم یا Vdc این ولتاژ مستقیم از بانک خازنی فرستنده که در کف فرستنده نصب شده است به میتر ولتاژ منتقل می شود .

2) مقدار جریان کشیده شده از منبع تغذیه قدرت سیستم یا Idc جریان اصلی DC فرستنده به وسیله یک مقاومت شنت که در پایین فرستنده و در کنار کنتاکتور اصلی قرار دارد نمونه برداری شده و ولتاژ حاصله به میتر جریان متصل می شود .

3 ) میزان توان RF خروجی یا Pforward این سیگنال از برد RFAN گرفته می شود .

4 ) میزان توان RF برگشتی یا Preflect این سیگنال از برد RFAN گرفته می شود .

روش های اندازه گیری قدرت مستقیم وقدرت بازتابنده از آنجا که قدرت خروجی فرستنده متنا سب با مجذور جریان ( یا ولتاژ ) خروجی است و ما برای اندازه گیری قدرت های مستقیم و برگشتی از جریان خروجی در دو جهت نمونه برداری می کنیم که حاصل آن دو سیگنال Forward و Reflect است .

لازم است برای نمایش قدرت بر روی این میتر ها یکی از دو کار زیر را انجام دهیم : 1 – درجه بندی روی میتر ها را غیر خطی کنیم .

2– از مجذور ولتاژهای این دو سیگنال استفاده کنیم .

در روش اول باید مدار جذر گیر در برد RFAN را مونتاژ نکرد و در روش دوم باید مدار جذر گیر حتماً مونتاژ شود .

برای این منظور از ولتاژهای خروجی برد نمونه گیر جریان یا CPRB استفاده می کنیم .

این برد دو ولتاژ خروجی DC دارد که یکی نماینده قدرت مستقیم ( Forward ) و دیگری نماینده قدرت بازتابیده (Reflect ) است .

5-1 ) میزان درصد مدولاسیون لحظه ای : این سیگنال از برد RFAN گرفته می شود .این برد در واقع یک آشکارساز مدولاسیون AM است که ورودی آن نمونه RF فرستنده بوده و خروجی آن صوت آشکار شده است .

ورودی برد RFAN از برد پروب ولتاژ یا VPRB گرفته می شود نمونه RF فرستنده در قسمت پایین فیلتر خروجی بوسیله یک کانکتور BNC قابل دستیابی است .

علاوه بر میتر های فوق ، در درون چهار دکمه فرمان Off ، Stand by ، Low ، Medium و High یک LED کوچک قراردارد که وضعیت کار سیستم و سطح خروجی را نمایش می دهد .

(5-2خطاهای سیستم خطاها اخطارها و وضعیت توان خروجی فرستنده به وسیله LED های قسمت مونیتورینگ نشان داده می شوند .

هر یک از LED ها با نام مناسبی پیام خطا یا اخطار مربوطه را مشخص می کند .

نمایش خطاهای احتمالی سیستم به صورت دسته بند ی شده و با توجه به اهمیت و اولویت آنها به شرح زیر ارائه می گردد .

(5-2-1خطاهای اساسی وقوع این دسته خطاها باعث از کار افتادن فرستنده می شود .

برای شروع به کار مجدد فرستنده اولا باید خطای بوجود آمده برطرف شود و ثانیا اپراتور با فشردن کلید Reset ، سیستم را Reset کند سپس با فشردن یکی از کلیدهای قدرت فرستنده را راه اندازی نماید .

این خطاها عبارتند از : -1افزایش بیش ازحد جریان لینکDCیاMain Over Current: جریان اصلی فرستنده به وسیله یک مقاومت شنت حس شده و به مدار حفاظت سراسری (برد OVPB ) اعمال می شود و در صورتی که از مقدار معینی تجاوز کند ، حفاظت مربوط به آن عمل می کند این حفاظت سبب خاموش شدن فرستنده می شود .

در این حالت یک LED درقسمت مونیتورینگ روشن می شود .

-2خطای فقدان راه اندازRFیاRF Drive Erro در صورت بروز اختلال در بخش محرک ( RF که قبلا شرح داده شد ) این حفاظت فعال گسته ، سبب قطع قدرت فرستنده می گردد.

-3خطای قفل خروجی یا External Lock