直升机机载电子设备PWR-200单边带电台功率放大器虚拟化仪表试验器设计
编写:贺军
1、概述：
HF-220是一部轻型机载远程通信的单边带电台，电台工作频率为2.0000MHZ到22.9999MHZ范围内，道波道频率间隔100Hz、预编程波道16个。可提供100W的峰包功率，在电台频率范围内，可直接调谐频率使用，也可以预先编程16个波道；工作方式有USB（上边带）、AM（兼容调幅），为适应沿海公用通信和海陆通信的需要，电台还可以工作在TEL A3A 或A3J（电话方式、前者为导频的上边带，后者为抑制载波的上边带）；电台广泛地使用了数字信号处理技术和集成电路，频率合成器为收发机提供了高稳定和高准确度的频率源；电台的器件、电路板的结构组件设计为便于调整和拆卸、修理的模块化结构。
“直升机机载电子设备PWR-200单边带电台功率放大器虚拟化仪表试验器”是用于检测“PWR-200单边带电台功率放大器”各项技术指标的试验器，试验器系统组成如下图所示。
“直升机机载电子设备PWR-200单边带电台功率放大器虚拟化仪表试验器”屏幕显示如图所示。
2、PWR-200单边带电台功率放大器校验技术条件：
2.1、概述：
HF-220是一部轻型机载远程通信的单边带电台，电台工作频率为2.0000MHZ到22.9999MHZ范围内，道波道频率间隔100Hz、预编程波道16个。可提供100W的峰包功率，在电台频率范围内，可直接调谐频率使用，也可以预先编程16个波道；工作方式有USB（上边带）、AM（兼容调幅），为适应沿海公用通信和海陆通信的需要，电台还可以工作在TEL A3A 或A3J（电话方式、前者为导频的上边带，后者为抑制载波的上边带）；电台广泛地使用了数字信号处理技术和集成电路，频率合成器为收发机提供了高稳定和高准确度的频率源；电台的器件、电路板的结构组件设计为便于调整和拆卸、修理的模块化结构。
2.2、适用范围：
HF-220单边带电台由控制盒CTL-220、收发机部件TCR-220、功率放大器部件PWR-200、自动天线调谐器及电缆、馈线、天线组成，本技术条件适用于PWR-200单边带功率放大器在试验室进行检验和修理的技术条件依据。
2.3、引用文件：
Collins HF-200 High-Frequency Communications System
第二册 PWR-200功率放大器部分（1982年8月版）
版本：523-0768277-003118 23-19-10
2.4、高频电台功放技术指标:
2.4.1、电源电压：直流22V到30.5V；额定27.5V±2?。
2.4.2、接收电流：在直流27.5V时0.5A。
2.4.3、发射电流：在直流27.5V时14A，输入保护为20A保险丝。
2.4.4、频率范围：2.000MHZ-22.9999MHZ。
2.4.5、频率稳定性：±20HZ。
2.4.6、频道总数：210000个、波道频率间隔100Hz、预编程波道16个。
2.4.7、工作方式：USB、AM、TEL A3A 、TEL A3J。
2.4.8、频 带：
PWR200工作在2.0000MHZ到22.9999MHZ之间任一频率上，按照来自收发
机TCR-220的频带信息协调地接通七个低通滤波器。
2.4.9、功率输出：在50欧姆负载上100瓦峰值功率，25瓦平均值±1.5dB。 2.4.10、输入阻抗：50欧姆电阻性（在1.5:1的电压驻波比之内）。
2.4.11、输入驱动电平：驱动PWR-200到100W峰-峰值±1.5dB要求不大于65mW
的峰-峰值电平信号。
2.4.12、调谐操作：在调谐周期中限制输出为20W。
2.4.13、失配负载：通过内部线路来保护PWR-200防止高压驻波比失配。
2.4.14、ALC自动电平控制电压：
如果功率输出是在ALC（自动电平控制）门限以上1dB, ALC电压是1.4V
直流，在一个150欧姆电阻两端测量ALC电压。
2.4.15、操作时间：20mS最大。
2.4.16、释放时间：500mS额定。
2.4.17、功率放大器保护：
在下列有害的状态期间，PWR-200将会减低激励电平直到恢复到安全的
操作为止。
A、高负载电压驻波比。
B、电源电压过压。
C、在PWR-200末级放大器中的集电极电流过高。
D、超过晶体管允许的最高温度。
2.4.18、谐波衰减：在平均功率以下最小63dB。
2.4.19、相互调制失真：当工作在一个50欧姆负载上时，所有的结果在100W
峰-峰值上（±1.5dB）规定低于两个音调之一。
2.4.20、工作周期：对SSB（单边带）和TEL（电话）方式连续； 40℃时持续，
对 55℃时20分钟，对AM（调幅）方式 70℃，1分钟发射和5分钟接收。
2.4.21、电源极性：负极接地。
3、PWR-200单边带电台功率放大器校验工艺规程：
3.1、适用范围：
HF-220单边带电台由控制盒、收发机部件、功率放大器部件、天线自动调谐耦合器及控制电缆、天线馈线组成，本校验工艺规程适用于PWR-200单边带功率放大器在试验室进行检验和修理检查的技术依据。
3.2、引用文件:
Collins HF-200 High-Frequency Communications System
第二册 PWR-200功率放大器部分（1982年8月版）
版本：523-0768277-003118 23-19-10
CMS–57 无线电综合测试仪说明书。
机载电子设备试验综合控制器使用说明书。
机载电子设备检测矩阵继电器交换箱使用说明书。
3.3、对校验人员的要求：
从事该项校验的技术人员和校验人员在进行校验前，要阅读 PWR-200有关技术文件外，还要详细阅读CMC-57无线电综合测试仪的使用说明书、机载电子设备试验综合控制器使用说明书、机载电子设备检测矩阵继电器交换箱使用说明书，并按照说明书的细节进行操作以保证仪器的正确安全使用。
3.4、试验前的准备：
3.4.1、所需仪器设备：
A、无线电综合测试仪 CMS-57或CMS-57 1台
B、机载电子设备试验综合控制器 1台
C、TCR-220收发机 1部
D、CTL-220控制盒 1个
E、射频功率计 BIR4314具有100H插件 1个
F、射频负载 50欧姆 250W(具有10：1输出) 1个
G、机载电子设备检测矩阵继电器交换箱 1台
H、各种配套测试连接电缆 1台
I、被检测的PWR-200功率放大器 1台
3.4.2、直升机机载电子设备PWR-200单边带电台功率放大器虚拟化仪表试验器按照下图所示连接设备和仪表：
直升机机载电子设备PWR-200单边带电台功率放大器虚拟化仪表试验器显示屏幕如下图所示：
1）、试验器继电器交换箱上插头中标注有“PJC-1”的插头与CTL-220单边带电台控制盒连接、插头中标注有“PJC-2”的插头与TCR-220收发机上J1插头相连接。
2）、试验器继电器交换箱上插头中标注“PJF-1”的插头与PWR-200功率放大器的J1插头连接。
3）、TCR-220收发机的J2插头与PWR-200功率放大器的J3插头通过试验器配置的专用RCV/XMT插头转接电缆相连接。
4）、PWR-200功率放大器上J2的BNC插头通过一条射频线与100W射频功率
计输入端相连接。
5）、100W功率计的输出端BNC插头通过一条射频线与250W、50Ω射频功率
负载输入端相连接，射频功率负载上一个10:1衰减的输出端BNC插头通过
一条射频线与CMS-57的“RF IN/OUT”插头相连接，可检测发射输出波形。
6）、用鼠标点击按压“MIC”开关接通开关。试验器上“MIC”端口线路与CMS-57上的“MOD GENOUTPUT”插口相连接。
3.4.3、用鼠标点击“ 28V DC (V)”开关，开关接通试验器的供电电源。
CMS-57无线电综合测试仪使用前，应按其使用说明书指示的先进行自检（Self-test）及主菜单(TX、RX)的转换等功能的测试，正常后断开电源再与被测设备连接。
3.4.4、测试PWR-200试验规程注意事项：
A、在接收方式时施加电源后要有5分钟的加温时间后才可以正常工作，在开始发射之后的20-30秒之间完成偏值调整，然后转到接收方式上。
B、连接到PWR-200的J3的射频负载必须是在2-30MHZ范围内具有50Ω阻抗100W以上耗散能力的负载才能满足测试要求。
C、除非另有规定，所有标注电压的测量均是相对于PWR-200底座地的。
D、在进行检测时要密切监视PWR-200的温度变化，如果设备过热则去掉电源，同时试验器上的“RF PWR”开关置于“PEAK”位置不能大于30秒。
警告：
在电源施加后，不要试图对PWR-200和试验器的连接和断开或从事修理。在试验期间进行测量电压时要特别注意，PWR-200含有高压电，如果探针偶然触到邻近表面会击伤测试人员。
测试中注意：
在试验器上的“PTT”开关必须引起特别注意，这一开关键控PWR-200，在任何情况下都不能将PTT开关在“ON”位置保留多于30秒钟。每当达到30秒钟或PWR-200接触发热时，PTT开关必须置到“OFF”位置并且要使设备冷却近2分钟。
PWR-200功率放大器上的J1、J2、J3插头布设位置图：
3.4.5、按照以下所述位置定位试验器上的各开关的位置：
（未被说明的开关可以放置在任一位置上）
试验器面板上开关位置：
3.4.6、试验器的电源供给：
检查试验器电源是否用鼠标点击“ 28V DC (V)”开关，开关接通试验器的供电电源。
3.4.7、试验器的工作电压检测：
检查试验器上“INP PWR PA”开关是否接通，观察指针式电压表和数字式电压显示窗“VOLTAGE OUTPUT（V）”组电压结果应是：28V直流。
3.5、调整程序：
3.5.1、PWR-200设备内电源的调整：
在PWR-200设备内A3板上U1测量U1-1脚电压，电压应为 26.0V到 27.0V，如果需要调整A3板的R5，使在A3板上U1-1脚能测试到 26.5V电压。
转动试验器上“VOL”旋钮到“OFF”位置，测量在A3板上U1-1的直流电压应小于 6.5V。
转动试验器上“VOL”旋钮到离开止动点位置，测量在A3板上U1-2的直流电压应为 7.4V到 8.6V之间。
3.5.2、电源继电器K3的检查：
A、按压“INP PWR AAC”开关观察“VOLTAGE OUTPUT （V）”组的电压测量电压结果应是：27.0V直流。
B、按压“INP PWR TCR”开关位试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组电压表测量电压结果应是：27.0V直流。
3.5.3、偏值测试：
A、将试验器上的PTT开关置于“ON”，在A3板上Q5的E极测量为 3.75V- 3.95V直流电压。在A3板上Q6的E极测量为 3.7 - 3.95V直流电压。如果需要调整A3板上R19为在两点上为 3.85V直流额定值，断开PTT开关。
将试验器上的PTT开关置于“ON”，在A3板上Q9的E极测量电压，应小于 800mV直流电压，断开PTT开关。
A3板上Q5、Q6、Q9图纸中位置：
3.5.4、温度控制测试：
A、将试验器上的PTT开关置于“ON”，在A3板上Q4的E极测量电压，应为 23.5V- 27.0V直流，断开PTT开关。
B、连接一个短路片将A3板上“TP1”点接地，将试验器上的PTT开关置于“ON”，在A3板上Q4的E极测量电压，应为小于 0.6V直流，断开PTT开关，去掉短路连接片。
A3板上R19和Q4及TP1在图纸中位置：
3.5.5、波段开关检测：
A）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于2（2.5MHZ）。检查AAC BAND
和PA BAND只有波段1指示灯亮，其它波段指示灯必须是熄灭的。
B）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于5（3.0MHZ）。检查AAC BAND
和PA BAND只有波段2指示灯亮，其它波段指示灯必须是熄灭的。
C）、将CTS-202试验器上的CHANNEL选择开关置于8（5.05MHZ）。检查AAC BAND
和PA BAND只有波段3指示灯亮，其它波段指示灯必须是熄灭的。
D）、将CTS-202试验器上的CHANNEL选择开关置于11（7.50MHZ）。检查AAC
BAND和PA BAND只有波段4指示灯亮，其它波段指示灯必须是熄灭的。
E）、将CTS-202试验器上的CHANNEL选择开关置于14（11.5MHZ）。检查AAC
BAND和PA BAND只有波段5指示灯亮，其它波段指示灯必须是熄灭的。
F）、将CTS-202试验器上的CHANNEL选择开关置于18（18.8888MHZ）。检查
AAC BAND和PA BAND只有波段6指示灯亮，其它波段指示灯必须是熄灭的。
3.5.6、射频载波输出检测：
A）、将试验器上的MODE选择开关置于AM。
B）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于1（2MHZ）。波段1指示灯燃亮，将PTT开关置于“ON”，记录在功率计上的射频功率，结果应是22W到32W，将PTT开关置于“OFF”。
C）、使用下列波段重复B所述的内容，之后相应的波段指示灯燃亮，将PTT
开关置于“ON”，记录在功率计上的射频功率读数，每次读数之后要将PTT
开关置于“OFF”。
D）、在以上B、C测量中，由最大的读数与最小的读数之差不应大于4W，将CHANNEL选择开关置于13（9.0 MHZ）。
E）、按压“INP PWR PA”开关位接通，观察试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组的电压表测量电压，将PTT开关置于“ON”。
100W射频功率计外形图如下：
250W射频负载外形图如下：
F）、增加到试验器的直流电压，直到在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组的电压表测量电压为31V，检查射频功率计的读数为22W-32W平均值。将PTT开关置于“OFF”。
G）、用电压表在A3板的U1-1监测电压，并观察射频功率计上的功率，接通PTT开关。
H）、减少到试验器的直流电压，观察射频功率计的读数和在A3板的U1-1监测电压同时减少，将PTT开关置于“OFF”。
3.5.7、RFF PEP输出检测：
A）、在CMS-57综合试验器上设置一个频率为1000HZ、信号幅值为65mV音频信号输出到试验器的“MIC”端口（已按压试验器的“MIC”开关接通端口），将试验器的MODE开关置于“USB”。
B）、将连接图中250W射频负载经过10:1衰减后的输出端连接到CMS-57综合测试仪“RF IN/OUT”的射频电缆断开，由250W射频负载经过10:1衰减后的输出端连接到一个高频示波器的输入端。
C）、将试验器上的PTT开关置于“ON”，观察高频示波器并调整观察信号电平以及CMS-57输入来的音频信号强度，可以得到下图中A的波形图，而下图中波形B表示试验器的“MIC”端口上给电台输入的音频信号电平太高或太小。为了达到精确地测量，获得的波形是很重要的。
断开CTS-202试验器上的PTT开关置于“OFF”。
D）、将试验器上的RF PWR开关置于“PEAK”（峰值）位置。
注意：
除非你此时对PWR-200在使用冷却风扇，RF PWR开关在“PEAK”（峰值 ）值不能超过30秒钟。
E）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于3（2.9999 MHZ），BAND的1号指示灯亮。将试验器上的PTT开关置于“ON”，记录功率计上的读数，结果应是90-110W PEP。观察示波器上的波形，不应有平顶。将PTT开关断开，并将试验器上的RF PWR开关置于“AVG”位置。
F）、使用下列频道值重复以上D和E步骤，之后相应的指示灯燃亮，将CTS-202试验器上的PTT开关置于“ON”，记录功率计上的读数并且检查调制包络的平顶。在每次读数后要立即断开PTT开关。
G）将试验器上的RF PWR开关置于“AVG”位置,将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置。
H）、调节直流电源在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组的电压表测量电压为 24V直流，将试验器上的RF PWR开关置于“PEAK”（峰值）位置。将PTT开关置于“ON”。在示波器上观察波形，如果有平顶，依据频谱检查三次调制成分低于音调电平20dB。
I）、为了得到更好的内调制，可调节A3板上的半可调电容器C119。
A3板上的半可调电容器C119在图中位置：
测试结束后恢复射频功率负载上10:1衰减的输出端BNC插头通过一条射频
电缆线与CMS-57的“RF IN/OUT”插头相连接。
3.5.8、射频功率抑制检测：
A）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于18（18.8888 MHZ），并确信BAND的6号指示灯亮。
B）、断开TCR-220收发机与PWR-200功率放大器之间连接的RCV电缆，串接入一个CTS-202试验器配带的50欧姆阻抗射频三通匹配器，一端接入TCR-220收发机，一端接入PWR-200功率放大器，中间一个插头接入高频示波器的信号输入端。
C）、将试验器上的RF PWR开关置于“PEAK”位置,将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，观察高频示波器上测量的交流电压小于150mV，然后将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置。
D）、断开高频示波器的连接，取掉串接入试验器配带的50欧姆阻抗射频三通匹配器，恢复TCR-220收发机与PWR-200功率放大器之间连接的RCV电缆。将高频示波器测试探头接入A3板上L1紧挨着A3P1的一点。
E）、将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，观察高频示波器上测量的交流电压小于1.9V包络峰值电压，然后将CTS-202试验器上的PTT开关置于“OFF”位置。
F）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于1，并确信BAND的1号指示灯亮。
G）、将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，观察高频示波器上测量的交流电压小于1.9V包络峰值电压，然后将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置。将试验器上的RF PWR开关置于“AVG”位置, 将高频示波器测试探头移开A3板上L1紧挨着P1的一点。
H）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于20，并确信BAND的7号指示灯亮。
I）、将试验器上的KEY INTLK开关置于“NORM”位置,将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，读出射频功率计上测量的功率，结果应该小于0.15W平均值，然后将CTS-202试验器上的PTT开关置于“OFF”位置，将试验器上的KEY INTLK开关置于“OVRD”位置。
3.5.9、电压驻波比监测：
A）、断开PWR-200功率放大器的J2插头电缆，按压“INP PWR CUR”开关在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组电压表测量电压，将试验器上的PTT开关置于“ON”，此时电压表测量的直流电压应小于 8.4mV（相当于8.4A直流），然后将试验器上的PTT开关置于“OFF”。
B）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于18，并确信BAND的6号指示灯亮。将试验器上的PTT开关置于“ON”，此时电压表测量的直流电压应小于 8.4mV（相当于8.4A直流），然后将试验器上的PTT开关置于“OFF”。再接上PWR-200功率放大器的J2插头电缆。
3.5.10、侧音启动：
A）、将CTS-202试验器上的CHANNEL选择开关置于13（9.0000 MHZ），将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，注意ST指示灯在试验器上的闪亮情况。
B）、将试验器上的PTT开关置于“OFF”。
3.5.11、互调：
A）、仔细阅读这个测试，它必须在30秒内完成。
B）、将CMS-57置于频谱测试状态，将试验器上的RF PWR开关置于“PEAK”位置,将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，观察CMS-57无线电综合测试仪上频谱，15秒后快速记录总的dB值，每一个调制分量都随音调电平减弱，然后立即将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置。
注意：
当低频分量的幅度在同一要求下不同于高频分量的幅度时，记录强分量的数量值，对于第5、第9、第11或更高的指令，记录在每一个范围内最强分量的数值。
结果应该如下：
C）、确定将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置，试验器上的RF PWR开关置于“AVG”位置。
3.5.12、调谐模式：
A）、断开试验器上的“MIC”开关，将试验器上的MODE开关置于“AM”，将试验器上的CHANNEL选择开关置于16（14.0 MHZ），将试验器上的PIT开关置于“ON”位置，读出射频功率计上测量的功率，结果应该为18-24W平均值，然后将试验器上的PIT开关置于“OFF”位置。
B）、将试验器上的CHANNEL选择开关置于2，并延迟到确信BAND的1号指示灯燃亮。在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组的电压表测量电压，调整28V供给试验器上电源为20V，试验器上的PIT开关置于“ON”，此时功率计表上测量的功率读数应为：18-24W平均值，延迟15秒后将试验器上的PIT开关置于“OFF”，
警告：
不要实际接触R4或R9，在PIT开关已经置于OFF前，不要执行下一步骤：
C）、检查R4和R9以确定两个电阻都是热的，不要实际接触这些部件。
E）、用鼠标点击按压“INP PWR PA”开关接通，调整输入电源在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组电压表测量电压为27.5V，将试验器上的PIT开关置于“ON”,观察射频功率表读数至少为19W，将CTS-202试验器上的PIT开关置于“OFF”。
F）、用鼠标点击按压接通“INP PWR CUR”开关，在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组电压表测量电压，将试验器上的PIT开关置于“ON”,测量电压为16.6mV直流（相当于14A直流），将试验器上的PIT开关置于“OFF”。
2.5.13、计时器A4：
A）、将试验器上的“ 28V ON”开关按压置于关闭。
B）、断开试验器连接在TCR-220收发机J1上的电缆。
警告：
如果不断开TCR-220收发机上J1的电缆可能会导致TCR-220收发机损坏。
C）、从A2的S3-6上连接一条线接地。 开关A2 S3被锁定在设备A2的前端，触点6相邻与A2 A2波道6字母下的螺钉。这个触点有黄色和橙色两条线连接在螺钉上。
D）、按压试验器上的“ 28V ON”开关接通，PWR-200功率放大器上调整旋转
的螺线管转动2-6秒钟，然后停止。
E）、断开A2的S3-6上的导地连线。
F）、恢复接通试验器连接在TCR-220收发机J1上的电缆。
G）、按压试验器上“INP PWR CUR”开关，在试验器的“VOLTAGE OUTPUT（V）”组电压表测量电压。
H）、将试验器上的PTT开关置于“ON”位置，在电压表上显示小于 3.5V，将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置。
I）、确定将试验器上的PTT开关置于“OFF”位置，旋转“VOL”旋钮到“OFF”，按压试验器上的“ 28V ON”开关关闭试验器电源。
3.6、测试结束。
