电视发射机速调管的工作和维护

电视发射机速调管的工作和维护

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随着广播电视事业的发展，电视发射技术也在不断地发展。仅大功率UHF电视发射机领域就同时存在好几种类型，有四极管发射机，速调管发射机，全固态发射机，以及IOT管发射机等。虽然近年来国内陆续添置了一些全固态发射机和IOT管发射机，由于速调管技术成熟，功率大，寿命长，相对而言成本较低，目前我们所使用的相当大一部分还是速调管发射机。速调管的使用和维护仍然为电视工程技术人员所关注。本文将着重讨论外腔式速调管的工作和维护。

　　一.工作原理

　　1. 发展过程

　　早在三十年代，就有人在实验室研究出了速调管，由于当时条件所限，一直束之高阁。几十年后，功率管的设计者们重新挖掘出了沉睡多年的速调管，将其用在超高频大功率发射机上。在大功率UHF电视发射机中，速调管一边使用一边改进发展的状况持续了近三十年，就是近年来新推出的IOT管也是在其基础之上发展起来的。

　　2. 基本原理

　　电视发射机用的速调管一般分为两类，内腔式和外腔式。腔体在真空管外部的称为外腔式，腔体在真空管的内部则称为内腔式。

　　内腔式调谐简单，结构结实，换管容易。但工作状态不可调，在生产厂内预置好后就无法再进行调整了，通带受限制。外腔式则安装麻烦，不结实，管芯易受损，腔体容易进尘土。每换一次管，必须整个腔体重新调整一次。尽管如此，由于种种原因，我们使用的多数还是外腔式速调管。

　　虽然存在差别，但基本原理都是一样的：即利用电子束的速度调制间接获得电子束的密度调制。

　　外腔式速调管的基本结构如图1所示，管芯含有一个阴极板（1），一个控制栅极（9），一个调制阳极（10）和一个收集极（2）。管芯的外面是多个腔体（3）和激励线圈（4）。在加速电压的作用下，电子离开阴极板飞向收集极，同时由激励线圈保持电子束不散焦。线圈保持电子束不散焦。离开阴极板的电子首先穿越第一谐振腔的调制间隙（7）。没有调制信号时，电子束的密度是均匀的。由输入腔的输入耦合环（5）加上调制信号后，在调制间隙的两侧就产生了一个交变电场。电子经过电场时，有时加速，有时减速，随着电场的变化而变化。在没有电场的漂移管（8）之中，后经过电场被加速的电子就会赶上先经过电场而被减速的电子。这样就出现了电子束疏密不均的现象，这种现象叫群聚，即电子束的密度发生了变化。其后又通过了若干个谐振腔，电子束的群聚程度得到增强。到了输出腔时，已得到增强的电子束密度变化反过来传递给了高频电场，使得由输出耦合环（7）输出的信号按照电子束密度的变化而变化，也就是按照输入调制信号的变化而变化。即信号得到了放大。速调管理论上的放大倍数是每个腔约10分贝，四腔管可达到30多分贝。它的输出功率可达到30一50千瓦，效率一般为45一50%，改进后的速调管可达70%左右。

二. 使用和维护

　　1. 工作电压、电流的调整

　　为了保证速调管的正常工作，要经常检查工作电压、电流是否符合规定的要求。其中：

　　灯丝电压的高低对速调管的寿命有重大影响，低于黑灯丝和高于额定值是不能允许的。一般新管老化1000小时之后，速调管在低于额定值的10%左右工作，可相对延长使用寿命。

　　体电流反应速调管高压漏电流的大小，它可以通过调整聚焦电流来改变。当聚焦不好时，体电流就变大。但聚焦电流不得大于额定值，一般在静态时以使体电流最小为标准。

　　正确选择束电压和激励功率。激励不够和束电压过低都会导致输出功率的下降；而激励过量或束电压过高却会使工作点上升，使速调管工作在过激区造成同步头被压缩，体电流增加。这样会严重影响速调管的寿命。

　　2. 速调管的调整

　　在对速调管进行了拆卸式维护，或更换了速调管之后，要重新进行调谐工作。调谐工作要仔细，稍有不慎就会导致管子的损坏。调谐前要检查所有的保护，重点保护电路如体电流、收集极电流、反射功率、冷却系统、收集极温度、电弧打火等保护一定要正常上高压后，要先烧15分钟，待其工作稳定后再开始进行调谐。


　　调谐时采用参差调谐的方法，以获得所需带宽。首先进行粗调，预置各腔体的大概位置。带读数的腔体按照手册上频率和读数的对应关系查出预置数。双通道发射机图机部分的四腔速调管各谐振腔的调谐范围如图2所示，即：

　　第一腔：fv+3一+4MHz

　　第二腔：fv-1一-1.5MHz

　　第三腔：fv+6一+7MHz

　　第四腔：fv+0MHz, fv为图象载频。

　　类似地，声机部分四个谐振腔的各自调谐范围为：

　　第一腔：fs-1MHz

　　第二腔：fs+1MHz

　　第三腔：fs+7MHz

　　第四腔：fs+0MHz，fs为伴音载频。

　　相对来说声机通带窄得多，调谐也要容易一些，但调整方法是一样的。

　　调谐时将残留边带滤波器短路，以免谐振点太偏了看不清。把中功率放大器的衰减量置于最大，关掉自动增益控制，改用手动，送小激励信号。第四腔（输出腔）放在耦合最紧的位置，接好输出负载，严禁开路，以防空载炸管。再调整各腔旋钮，按各腔的调谐范围，先调一、二、三腔找调谐点，再加耦合，然后调输出腔，如此调整，反复多次，直至通带和增益均达到满意时为止。

　　如图3所示，找工作点Q方法是逐渐加大激励找输出最大点，即饱和点Q'。在这一点的两边增大或减小激励时输出都下降。 我们希望最好工作在饱和点之前，即欠激区。所以找到饱和点之后，激励减小一点，就退到了欠激区。如果超过饱和点，进入过激区，则体电流增加。如果腔体位置不对，速调管容易过早饱和，也容易进入过激区。这一点，可以通过观察到体电流增加而及时发觉。要调整速调管的效率到最高，先要找到临界耦合点，使输出功率为最大。输出耦合每松一下，调一次四腔，使功率增大，同步头增长一点，直至输出功率表指示最大，同步头完整，才算到了最佳耦合位置。要特别注意，比临界耦合再松一点的地方是最危险的地方。因为耦合轻了，功率没有送出去，最容易炸管子。

　　最后，调整中频预校正，使各项指标都达到正常值，拧紧各调整点，日常维护时就不要再碰动了。

　　3. 其他维护

　　速调管收集极的冷却方式一般为蒸冷或水冷。在蒸冷系统中要求使用绝缘度较高的纯水（去离子水），并经常检查水的纯度。当水的欧姆值小于100K时，必须更换，否则会有腐蚀作用。水冷系统一般使用蒸馏水，冬季要注意添加防冻剂，防止室外散热器冻坏。聚焦线圈和腔体采 用强制风冷。要经常检查风机的状态和表面的清洁，防止进入异物引起打火或影响散热。速调管的阴极接头处一般容易忽略，要经常保持清洁状态，并防止松动。备用速调管最好每三个月或半年 加一次离子泵，以保持良好的真空状态。经常检查各项保护功能是否正常，防止器件失效。

　　总之，只要掌握了速调管的特点，保持其良好的工作状态，并采用正确有效的维护方法，就可以充分利用其长处，发挥其优势。

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