کارآموزی فرستنده های رادیویی توان بالا با استفاده از تکنولوژی نیمه هادی

مقدمه
فرستنده های پرقدرت رادیویی NASIR ساخت جهاد دانشگاهی خواجه نصیرالدین طوسی با بهره گیری کامل از قطعات نیمه هادی و بدون استفاده از لامپ های خلا ساخته می شوند. لذا این فرستنده ها دارای طول عمر بسیار زیادی هستند و نیاز به تعویض دوره ای عناصر فعال پرقدرت نظیر لامپ ندارند.

علاوه بر آن، ولتاژهای استفاده شده در این فرستنده ها نسبتاً پایین بوده و مشکلات ناشی از ولتاژهای بالا در هنگام نصب و راه اندازی و همچنین هنگام نگهداری و تعمیرات در آنها وجود ندارند. راندمان بالای این فرستنده ها مرهون استفاده از تکنولوژی سوئیچینگ است و باعث می شود اولا مصرف برق آنها مقرون به صرفه باشد و ثانیاً گرمای تولید شده توسط آنها در هنگام کار کمتر از فرستنده های لامپی باشد. مزیت اخیر باعث می شود ایستگاه های فرستنده نیاز کمتری به سیستم های خنک کننده مفصل و گران قیمت داشته باشند.

از آنجا که در مقایسه با لامپ ها، عناصر نیمه هادی در ترکیب های مختلف تقویت کننده ها نمی توانند قدرت بسیار بالایی را تولید کنند، لازم است که طراحی فرستنده های مبتنی بر نیمه هادی به صورت ماژولار صورت گیرد و در نهایت قدرت تولیدی توسط ماژول ها به روشی با هم ترکیب گردد. این امر سبب می شود که در صورت خرابی یک یا چند ماژول، فرستنده ها از کار نیفتند و قدرت خروجی فرستنده بکلی قطع نشود. در نتیجه فرستنده با قدرتی کمتر از مقدار نامی کارکرده و شنودگان همواره صدا را دریافت کنند. در حالی که اگر در یک فرستنده لامپی یکی از لامپ های مسیر قدرت خراب شده یا عمرش به پایان برسد، فرستنده خاموش می شود و این امری است که از دیدگاه گردانندگان سازمان های صداوسیما در هیچ کشوری قابل قبول نیست.

حسن دوم طراحی ماژولار در این است که می توان ماژول های قدرت را به تنهایی حفاظت کرد و در صورت بروز خرابی فقط ماژول خراب را برای تعمیر از فرستنده خارج کرد. مزیت سوم طراحی ماژولار که بیشتر برای تولیدکنندگان اهمیت دارد، امکان تولید قدرت های بالاتر با ترکیب جدیدی از فرستنده های کم قدرت تر است.

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

فهرست مطالب
مقدمه ۷
شرحی مختصر در مورد تاریخچه شرکت نصیر موج گسترش ۸
ساختار فرستنده ۹
۱- بخش منابع تغذیه DC power supplies 11
۱-۱) تغذیه پرقدرت ۱۱
۱-۲) تغذیه کم قدرت ۱۵

۲- محرک RF 16
۲-۱) مجموعه مدارهای محرک RF در درون سینی کنترل اصلی ۱۸
۲-۱-۱) اسیلاتور فرکانس کریر ۱۸
۲-۱-۲) پیش تقویت کننده RF ۱۸
۲-۱-۳) راه انداز RF ۱۹
۲-۱-۴) فیلتر فرکانس کریر ۲۰
۲-۲) مجموعه مدارهای محرک RF مربوط به سلول های قسمت ۲۰
۲-۲-۱) راه انداز RF ۲۰
۲-۲-۲) فیلتر فرکانس کریر ۲۱

۳- مدار PWM و کنترل قدرت ۲۲
۳-۱) کنترل مقدار قدرت خروجی فرستنده (PLC) ۲۳
۳-۲) مولد پالس PWM (PWMG) ۲۳
۳-۲-۱) تولید پالس PWM ۲۳
۳-۲-۲) جبران سازی تغییرات برق شهر ۲۴
۳-۳) تقویت اولیه پالس PWM ۲۵
۳-۴) کنترل وضعیت قدرت فرستنده (PSC) ۲۶

۴- مدارهای حفاظت ۲۷
۴-۱) سیستم حفاظت عمومی فرستنده ۲۷
۴-۲) سیستم حفاظت ماژول های قدرت فرستنده MWJD50 ۲۷
۴-۲-۱) بخش حفاظت دما ۲۸
۴-۲-۲) بخش حفاظت جریان ۲۸
۴-۲-۳) بخش راه انداز PWM ۲۹
۴-۲-۴) بخش نمایش دهنده ۲۹
۴-۳) مدار مولد ولتاژهای مرجع یا PLG ۳۰

۵- قسمت مونیتورینگ ۳۰
۵-۱) نمایش وضعیت عملکرد فرستنده ۳۱
روش اندازه گیری قدرت مستقیم و قدرت بازتابنده
۵-۲) خطاهای سیستم ۳۲
۵-۲-۱) خطاهای اساسی ۳۳
۵-۲-۲) خطاهای غیر اساسی ۳۴
۵-۲-۳) خطاهای اخطاری ۳۴
۵-۳) فرمان های سیستم ۳۴
۵-۳-۱) کلید فشاری off, stand by ۳۵
۵-۳-۲) فرمان های فعال یا غیر فعال کردن فرستنده ۳۵
۵-۳-۳) فرمان reset ۳۵
۵-۳-۴) فرمان Manual/auto power on ۳۵
۵-۳-۵) تنظیم قدرت خروجی ۳۵
۵-۳-۶) کلید سرویس service key ۳۶
منابع ۳۷
اختصارات ۳۸

فهرست شکل ها و نمودارها
شکل (۱) دیاگرام بلوکی کلی فرستنده ۱۰
شکل (۲) دیاگرام بلوکی بخش تغذیه فرستنده ۱۲
شکل (۳) دیاگرام بلوکی منبع تغذیه پرقدرت فرستنده ۱۳
شکل (۴) دیاگرام بلوکی قسمت محرک RF ۱۷
شکل (۵) شماتیک مدار راه انداز-۴ RF ماسفتی سینی کنترل ۱۹
شکل (۶) شماتیک مدار راه انداز-۸ RF ماسفتی در سینی RF ۲۱
شکل (۷) بلوک دیاگرام مدار مولد PWM و کنترل قدرت ۲۲
شکل (۸) دیاگرام بلوکی سیستم مولد پالس PWM ۲۴
شکل (۹) دیاگرام بلوکی سیستم جبران ساز تغییرات برق شبکه ۲۵
شکل (۱۰) دیاگرام بلوکی کامل سیستم تقویت کننده سیگنال PWM ۲۶
شکل (۱۱) دیاگرام بلوکی کارت حفاظت PMCC ۲۸
شکل (۱۲) نمای صفحه جلویی کارت های حفاظت PMCC ۲۹