光电编码器在短波广播发射机调谐系统中应用

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1、光电编码器在短波广播发射机调谐系统中应用　　摘要：本文主要介绍了光电编码器的基本原理及其在短波广播发射机调谐系统中的具体应用，同时还介绍了光电编码器的常见故障及其处理方法。关键词：短波发射机调谐系统光电编码器旋转位移脉冲中图分类号：TN838文献标识码：A文章编号：1007-9416（2013）12-0080-021前言在现代的信息社会中，调幅广播这种传统媒体受到了网络等新兴媒体的巨大挑战，但是大功率短波发射机也以其无线，且远距离传输的特有优点，而在媒体世界中仍占有一席之地。对于短波发射设备的维护，调谐系统的维护是重中之重，因为短波发射机倒频频繁，倒频的成功与否直接决定着广播节目

2、的传输情况。光编码器以其响应速度快、精度高、抗干扰能力强、平均机械寿命长、可靠性高、体积小、价格低等诸多优点取代了手动调谐系统中的机械联动控制部分。本文主要以TBH-522型150kW短波发射机为例，介绍光编码器的基本原理及其在短波发射机调谐系统中的应用。2短波广播发射机调谐系统简要工作原理6短波广播发射机需要工作在短波频段内的许多频点上，因此短波发射机需要根据频率调度及时、准确、快速的实现设备状态的调整，而设备状态的调整是通过改变可调元件的电参数实现的，改变可调元件的电参数就依赖于发射机的调谐系统。TBH-522型150kW发射机的可调元件有线圈和真空可变电容器，通过直流伺服电

3、机驱动的传动装置输出机械转动力矩即可实现对可调元件电参数的调整，每一套传动装置上都装有一个与被调元件机械联动的多圈电位器（也称随动电位器），其机械位置与相应的被调元件完全对应，随动电位器的位置与调谐系统操作面板上手动调谐旋钮的控制量进行比较后控制伺服马达的运转，最终实现了可调元件的调整，而手动调谐旋钮的控制量作为一个位移量与随动电位器的电压量是无法进行比较的，因此需要光电编码器将此位移量转化为电压量，从而达到用误差电压（手动调谐旋钮的控制位移量转化的电压量与随动电位器的电压量比较）去控制伺服装置的目的。3ENA1J-B28-L00128L光电编码器引脚介绍TBH-522型短波发射

4、机调谐系统中采用美国BOURNS公司生产的ENA1J-B28-L00128L旋转式增量型光电编码器进行手动调谐。ENA1J-B28-L00128L光电编码器引脚图如（图1）。该编码器有5条引线，其中A、B是两条脉冲输出线，6NC是公共端线，VCC是电源线，GROUND是地线。4光电编码器工作原理及应用光电编码器基本原理；光电编码器是一种旋转式位置传感器，在现代伺服系统中广泛应用于角位移或角速率的测量，它的转轴通常与被测旋转轴连接，随被测轴一起转动。它能将被测轴的角位移转换成二进制编码或一串脉冲。TBH-522型短波发射机调谐系统中采用增量式光电编码器。下面来介绍一下增量式光编码器

5、的工作原理：增量式编码器的工作原理图如（图2）所示。它由主码盘、鉴向盘、光学系统和光电变换器组成。在圆形的主码盘（也称光栅盘）上刻有间距相等的辐射状窄缝，形成均匀分布的透明区和不透明区。鉴向盘与主码盘平行，并刻有a、b两组透明检测窄缝，它们彼此错开1/4节距，以使A、B两个光电变换器的输出信号在相位上相差90°。工作时，鉴向盘静止不动，主码盘与转轴一起转动，光源发出的光投射到主码盘与鉴向盘上。当主码盘上的不透明区正好与鉴向盘上的透明窄缝对齐时，光线被全部遮住，光电变换器输出电压为最小；当主码盘上的透明区正好与鉴向盘上的透明窄6缝对齐时，光线全部通过，光电变换器输出电压为最大。主码

6、盘每转过一个刻线周期，光电变换器将分别通过A、B两脚输出两个相位差为90°的脉冲波电压，如（图3）所示。光电编码器的光源最常用的是自身有聚光效果的发光二极管。当光电码盘随工作轴一起转动时，光线透过光电码盘和光栏板狭缝，形成忽明忽暗的光信号。光敏元件把此光信号转换成电脉冲信号，通过信号处理电路后，向控制系统输出脉冲信号，同时也可由数码管直接显示位移量。增量式编码器将旋转位移转换成了计数脉冲，用脉冲的个数表示了旋转位移的大小。A、B为旋转编码器输出的相差为90°的脉冲串，可以通过比较A相在前还是B相在前以判别编码器的正转与反转；单位时间内脉冲个数的多少也能同步反映出被控制端电机（或手

7、动旋钮）的旋转速度。6光电编码器在TBH-522型150kW短波发射机中的应用TBH-522型150kW发射机调谐系统框图如图4所示，通过旋转操作面板上的手动调谐旋钮，由于手动调谐旋钮与光电编码器的转轴同轴，因此编码器将手动调谐旋钮的旋转位移转换成了相位差为90°的A、B计数脉冲，由编码器的输出端送入FPGA，FPGA根据所需倒动数据量加或减去光编码器所发的脉冲信号（光编码器顺时针旋转时加，逆时针旋转时减），每16us刷新一次，经过AD558数模转换后输入到伺服放大器，和伺服的监