怎么對電視發(fā)射機(jī)進(jìn)行冗余性改造

設(shè)計(jì)思路：在正常播出過程中，電視發(fā)射機(jī)曾經(jīng)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，有的時(shí)候是按前面板開機(jī)鍵無法開機(jī)，有時(shí)按功率升降鍵失效，直接危及到了安全播出。經(jīng)過反復(fù)研究測量，發(fā)現(xiàn)MC14490和MC1458產(chǎn)生的100Hz時(shí)鐘信號，經(jīng)過內(nèi)部的分頻器和多諧振蕩器產(chǎn)生周期為1毫秒到5秒之間的多種控制脈沖。在實(shí)際應(yīng)用中，由于+5V和±12V電源的波動，會造成控制誤差，導(dǎo)致了發(fā)射機(jī)不能正常運(yùn)行。仔細(xì)研究圖紙后，我們進(jìn)行了冗余性改造，重新設(shè)計(jì)電路，緊急情況下避開微控制器的邏輯控制，在確保不損壞發(fā)射機(jī)元器件的前提下，分步啟動發(fā)射機(jī)。

啟動整機(jī)電源：整機(jī)電源受控于主交流接觸器K1、控制開關(guān)CB1和輔助接觸器K2，設(shè)計(jì)啟動電路，就是另外送一個(gè)控制信號，讓K2帶動K1吸合。廠家設(shè)計(jì)的開機(jī)程序是：按下發(fā)射機(jī)開機(jī)按鍵S101時(shí)，低電平的開機(jī)命令通過1A12B的J1-1送到主控制板1A3B的U201的1腳。經(jīng)過U201緩沖后，輸入到U401（CY7C342）的49腳。在U401的邏輯運(yùn)算中，首先必須保證外部交流電源的相序正確，產(chǎn)生一個(gè)低電平的AC-MAINS信號，送到U401的1腳；其次，產(chǎn)生低電平的門互鎖信號DOOR-INT，送到U401的32腳。具備了這兩個(gè)條件后，不管是遙控、本地或者是系統(tǒng)產(chǎn)生的開機(jī)信號，都可以形成一個(gè)3與非門邏輯，在U401的58腳上輸出低電平的交流控制信號AC-CNTL。圖1是整機(jī)泄放電路控制接線圖，W52系列接線是接到泄放電路中的；W55系列接線是接到功放柜左側(cè)的1A18接口板上的，這個(gè)接口轉(zhuǎn)接了所有控制柜與功放柜之間的線路。

設(shè)計(jì)電路時(shí)，我們從主控制器上的接口電路U311的8腳焊接一根細(xì)導(dǎo)線，接在U401的18腳上，同時(shí)拔下跳接線JP307和JP310。當(dāng)微控制器出現(xiàn)異常時(shí)，插上JP307，把交流接觸器的控制拓展，增加一個(gè)手動狀態(tài)的控制功能。正常狀態(tài)下，門開關(guān)S1的1、2腳閉合，3、4腳斷開。+12V控制電壓經(jīng)過W55-19和S1的常閉接點(diǎn)1、2連接到W52-10。這根線由連接到了泄放電路A28中K1的常閉接點(diǎn)8、9，然后返回到主交流接觸器的吸合線圈W52-7端，而線圈的另一端就接在了微處理器U401的58腳上。當(dāng)泄放電路中的R1、R2、R3和S3的工作狀態(tài)保持不變時(shí)，只要微處理器U401的58腳提供一個(gè)低電平信號，主交流接觸器就會吸合，風(fēng)機(jī)馬達(dá)啟動，完成第一步開機(jī)程序。

根據(jù)發(fā)射機(jī)電路圖分析，控制邏輯電路中，交流接觸器的吸合必須有+12V控制電壓和微處理器輸出的低電平構(gòu)成的回路。為了防止+12V電源和微處理器出現(xiàn)故障，必須在拓展控制功能時(shí)擺脫這兩個(gè)方面的約束。為此，我們另外設(shè)計(jì)了一路+12V控制電壓，并且和發(fā)射機(jī)具有通用的接口。當(dāng)發(fā)射機(jī)的控制電源部分出現(xiàn)故障時(shí)，拔下主控制板1A3B上的J4，如圖2所示，直接插到+12V電源的相同接口上，就可以運(yùn)行發(fā)射機(jī)了。設(shè)計(jì)電源時(shí)，±12V和+5V電源的額定電流為2A。既可以用電源模塊，也可以自行設(shè)計(jì)。

啟動兩塊+50V電源：變壓器T2的次級，按照交流相序a、b、c輸出40V的交流信號。這些交流信號送到了電源控制板上，一方面作為可控硅導(dǎo)通的同步脈沖，另一方面利用整流二極管CR34 ~ CR39和穩(wěn)壓調(diào)整三極管Q8，產(chǎn)生控制電路所需要的+24V直流電源。只要主交流接觸器吸合，不管+50V整流器是否工作，軟啟動所需的V+電壓始終存在，而Q7控制著+24V直流電壓的輸出，如圖3所示。

主控制器上的微處理器發(fā)出開機(jī)命令后，電源控制板上的J1-1接收到了低電平的控制信號。光電耦合器U4導(dǎo)通，隨之而來的是U4控制著Q16、Q17和Q18截止，過壓指示燈DS1、過流指示燈DS2和過溫指示燈DS3都熄滅。同時(shí)，場效應(yīng)管Q7關(guān)閉，穩(wěn)壓管Q8輸出+24V直流電壓，控制電路開始工作。電壓比較放大器U1和U2、場效應(yīng)管Q1 ~ Q6、三極管Q10 ~ Q15和變壓器T1 ~ T6，構(gòu)成了順序同步電路。它們把整流板上的變壓器T2輸出的相電壓，分別通過二極管CR1 ~ CR5和電容C38 ~ C43整流濾波，作為各自的同步信號。如果風(fēng)壓正常，控制電源+12V通過FB1、R51、CR31、U4和FB2，使光電耦合器U4導(dǎo)通。Q16、Q17和Q18截止，過壓指示燈PS1、過流指示燈PS2和過溫指示燈PS3熄滅，場效應(yīng)管Q7關(guān)斷，允許+24V電壓輸出到可控硅控制電路上，整個(gè)電源快速地上升到+50V。根據(jù)上面的分析可知，主交流接觸器吸合500毫秒后，在U401的47腳和48腳輸出低電平的電源控制信號。經(jīng)過接口電路U311，接到J4-1和J4-2上。設(shè)計(jì)電路時(shí)，一方面把U311的9腳接到U311的13腳上；把U311的11腳接到U311的19腳上，拔下跳接線JP305、JP306、JP308和JP309。微控制器出現(xiàn)異常時(shí)，插上JP305和JP306，就可以手動啟動PS1和PS2了。另一方面，通過轉(zhuǎn)接板，直接送+12V控制信號，用鈕子開關(guān)直接啟動電源。

啟動功放模塊：不管是驅(qū)動模塊還是功放模塊，內(nèi)部控制電路完全一樣。在模塊控制電路中，有兩種+15V電壓：一種是從J1-23腳連接的+50V電壓，經(jīng)過電阻R80和穩(wěn)壓塊U11降壓后得到，這個(gè)電壓用于監(jiān)測控制電路的所有工作。另一種+15V電壓，在圖紙上標(biāo)記為+15V-SW。當(dāng)開關(guān)場效應(yīng)管導(dǎo)通后，從源極輸出的+50V電壓連接到P1-25，在連接J1-25。場效應(yīng)管輸出的+50V電壓，經(jīng)過電阻R39和穩(wěn)壓塊U10降壓后得到的+15V-SW，送到每一個(gè)1 / 4模塊，用于柵極偏置和溫度監(jiān)測取樣。另外，場效應(yīng)管輸出的+50V電壓，連接到U7的11腳，與10腳的電壓進(jìn)行比較。一旦11腳上有電壓，U7的13腳就輸出高電平的開關(guān)管已經(jīng)導(dǎo)通的信號FET-ON，送到PAL電路中進(jìn)行邏輯運(yùn)算，如圖4所示。通過一個(gè)公用系統(tǒng)，對四個(gè)1 / 4模塊進(jìn)行保護(hù)。它采集各種電壓取樣，監(jiān)測運(yùn)行參數(shù)，對不利于模塊正常工作的異常狀態(tài)紀(jì)錄下來，并將取樣電壓和基準(zhǔn)電壓作比較。電壓比較放大器U4、U6、U7和U13，將取樣電壓和基準(zhǔn)電壓比較后，輸出數(shù)字信號，送到模塊前面板或者發(fā)射機(jī)的主控制器，指示模塊當(dāng)前處于正常運(yùn)行狀態(tài)還是存在故障。兩個(gè)驅(qū)動模塊和十六個(gè)功放模塊都是由U402控制著，當(dāng)這十八個(gè)輸出端變成低電平時(shí)，模塊就開始工作。在原來的電路中，模塊啟動信號通過接口電路A18的J13連接到了機(jī)柜頂部的J11B，然后接到主控制器1A3B的J3上。在J3中，1-18腳是模塊啟動信號MODENABLE。

現(xiàn)在，我們把J3從主控制板上拔下，外接26插針的帶狀電纜，末端接18路的DIP開關(guān)，開關(guān)的另一端全部連接在一起作為公共接地端。當(dāng)DIP開關(guān)接通時(shí)，低電平信號送到模塊接口的J2-6上，通過轉(zhuǎn)接插件J1-12和電阻R30，加到U5的5腳，經(jīng)過U1、U2、U3和R59，加到比較放大器U7和U4上。這樣，場效應(yīng)管控制信號通過J1-24加到柵極上，使場效應(yīng)管開關(guān)接通，+50V電源就加到了每個(gè)1/4模塊中，整個(gè)模塊開始工作。

我們對發(fā)射機(jī)進(jìn)行冗余性改造后，雖然增加了電路，但并沒有改變發(fā)射機(jī)原來的物理結(jié)構(gòu)和邏輯運(yùn)算，對發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行不會造成任何影響。我們模擬了實(shí)際應(yīng)用中可能出現(xiàn)的故障，對拓展后的系統(tǒng)進(jìn)行了測試，各種工作狀態(tài)都穩(wěn)定可靠。在設(shè)計(jì)時(shí)，我們考慮到了電源的冗余性和各種接口的通用性，保證了在最短的時(shí)間內(nèi)切換到手動控制狀態(tài)，提高了發(fā)射機(jī)的安全性能。
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