在搞广播自动化的过程中,我们试验成功一种扩音机自动倒换电路。这种电路的作用是:当主机发生故障时,能马上切断主机电源,不使故障继续扩大,并能自动接通备机电源,不使广播中断。
电路原理
倒换电路是由门电路、射极耦合触发器及继电器等组成,方框图见图1。它是利用从扩音机输入端和输出端引来的两个信号(用U\(_{入}\)和U出来表示),通过一个门电路去控制射耦触发器,射耦触发器又去控制继电器,使其产生一系列动作,从而达到倒换的目的。

电路原理见图2。二极管D\(_{2}\)、D3和晶体三极管BG\(_{3}\)组成正或非门电路;二极管D4、D\(_{5}\)和三极管BG4、BG\(_{5}\)组成负与非门电路。假若U入和U\(_{出}\)这两个信号达到或超过一定数值(指或非门和与非门电路的门限电压,下面还要具体讲)作为“有”,以符号“1”表示;当小于这一数值时作为“无”,以符号“0”表示。则U入、U\(_{出}\)可以得出四种组合,如附表。


对于第1种组合,U\(_{入}\)、U出均为“0”,此时D\(_{2}\)、D3、D\(_{4}\)、D5均不导通,BG\(_{4}\)、BG5不导通,但BG\(_{3}\)导通并达到饱和,使集电极和发射极之间的电压降近似于零,即UA≈0;对于第四种组合,U\(_{入}\)、U出均为“1”,D\(_{2}\)、D3、D\(_{4}\)、D5均导通,U\(_{入}\)、U出通过D\(_{2}\)、D3整流,在R\(_{9}\)上产生一个上正下负的电压,加到BG3基极,使BG\(_{3}\)截止,但由于此时D4、D\(_{5}\)均导通,在R11、R\(_{13}\)上均产生一个上负下正的电压降,使BG4、BG\(_{5}\)同时导通并达到饱和,所以UA≈0;第二、第三种组合,U\(_{入}\)、U出总是一个为“0”,另一个则为“1”,或这一个为“1”另一个为“0”,所以D\(_{2}\)、D3总有一个导通,BG\(_{3}\)总是处于截止状态。又因为D4、D\(_{5}\)总是一个导通一个截止,而只要有一个截止,BG4和BG\(_{5}\)就都不导通。所以在第二和第三种组合时,UA≈-18伏。
分析上述四种组合可看出:第一种、第四种代表机器工作正常,它们的共同点是使得U\(_{A}\)≈0;第二种、第三种代表机器有故障,它们的共同点是使得UA≈-18伏。这样就把机器有故障和无故障的情况,通过门电路的选择,用U\(_{A}\)的数值正确反映出来了。
晶体管BG\(_{1}\)、BG2组成一个射极耦合触发器,又叫施密特触发器,有两个稳定状态,它的作用是受U\(_{A}\)的控制,去驱动继电器动作。例如,当电路加上电源时(包括-18伏整流电源),在机器工作正常情况下,UA≈0,则BG\(_{1}\)截止,BG2导通,BG\(_{2}\)的集电极电流Ic2在R\(_{4}\)上产生一个上负下正的电压降UE,使BG\(_{1}\)截止得更好。此时J1、J\(_{2}\)、CJ都不动作,交流接触器的两个接点CJ\(_{1}\)、CJ2倒向常闭一端,将主机电源接通。当机器发生故障时,U\(_{A}\)≈-18伏,此电压通过R5加到B点,显然,只要满足|U\(_{B}\)|>|UE|,触发电路即翻转,BG\(_{1}\)导通,BG2截止,J\(_{1}\)、J2、CJ都吸动,接点CJ\(_{1}\)、CJ2将主机电源切断,接通备机电源;CJ\(_{3}\)将负载由主机倒向备机;CJ4将交流接触器CJ自锁。当关机后再开机器,又会自动回到主机工作。所以当主机损坏后,应及时修复。如果在下次广播前来不及修复,应将主、备机接线对换,将原备用机接成主机工作。
图中R\(_{5}\)、C1组成一个积分电路,使B点电位变化滞后于A点电位变化,防止因干扰或各种瞬间障碍造成机器错倒。
制作及调试
J\(_{1}\)为JAG—4型干簧继电器,线圈直流电阻2.9千欧,额定电流7毫安,吸动电流3.5毫安,释放电流0.7毫安。由于J1接点很小,如果直接控制交流接触器CJ,会很快烧毁接点,因此必须增加一只中间继电器J\(_{2}\)。J2为JR—4型直流继电器。CJ为JZ7—44交流接触器。电路中各晶体管的BV\(_{CEO}\)应大于18伏。BG1导通时,饱和电流I\(_{cls}\)应小于J1的额定电流而又大于吸动电流。经计算I\(_{cls}\)=5.6毫安,符合上述条件。
当BG\(_{1}\)截止,BG2导通时,等效电路如图3,I\(_{JO}\)应小于0.7毫安,否则BG1截止时,J\(_{1}\)释放不了。由图3可算得R1>22.5千欧,取30千欧。

电路测试时,可先将射耦触发器、与门电路、或门电路分开进行,最后再合起来。
①射耦触发器的测试:加上电源后,BG\(_{1}\)截止,BG2导通,这时应测得:C\(_{c1}\)≈-16.5伏;UE≈-1.8伏;U\(_{cE2}\)≈-0.1伏。如果BG2未饱和,可减小R\(_{1}\)(但不能小于22.5千欧),或增大R2,也可调换β较大的管子。在BG\(_{1}\)基极加上大于UE的负压时,电路应立即翻转。BG\(_{1}\)导通,BG2截止,这时应测得:U\(_{CE1}\)≈-0.1伏;Uc2≈-18伏。
②与非门电路的测试:在U\(_{入}\)、U出的输入端同时加上交流等幅信号,当信号为0时,BG\(_{4}\)、BG5截止,U\(_{A}\)≈-18伏。当U入、U\(_{出}\)同时由0逐渐增加到UP1时,BG\(_{4}\)、BG5应达到饱和,U\(_{A}\)≈0。
③或非门电路的测试:将交流等幅信号加到U\(_{入}\)、U出任一输入端,当信号为0时,BG\(_{3}\)导通,UA≈0。当信号逐渐增加到U\(_{P2}\)时,BG3应截止,U\(_{A}\)≈-18伏。
U\(_{P1}\)和UP2叫做门限电压,U\(_{P2}\)应等于或略大于UP1,否则易发生错动作,我们测试的结果是U\(_{P1}\)和UP2约为0.5伏。若U\(_{P1}\)或UP2太高,说明晶体管β太低,可换β高的管子再试。
使用说明
当电路接到实际机器上使用时,U\(_{出}\)可从扩音机监听喇叭处引出来,并用一只600欧姆电位器调节其幅度 的大小,如图4。U入可从前置放大器输出端引来,并串入一组扩音机高压继电器的常开接点,如图5,否则在扩音机预热时间,如有信号输入,就会发生错倒现象。如果高压继电器无空接点,可将前置放大器的电源由扩音机高压变压器初级引来。

与门、或门电路的门限电压虽然是0.5伏,但由于在实际使用时,U\(_{入}\)、U出都不是等幅信号,只有在U\(_{入}\)、U出大于1伏时电路动作才可靠。一般前置放大器的输出电压都能满足要求,而U\(_{出}\)的大小可通过调节600欧姆电位器,使U出≈U\(_{入}\)即可。
这个电路对扩音机无输出或输出显著减小的各种故障,以及寄生振荡、严重的杂音、交流声等都能有反映,但对声音失真、屏极发红等故障不能反映。至于跳高压的故障,大多数是由于电源电压太高,输入信号太大、负载过重所造成,不属于扩音机本身的故障,因此也不应该倒换。
使用中应注意,扩音机的音量电位器应控制在较小的位置,并固定下来,前置放大器输出可开大些,使U\(_{入}\)能大于1伏。(江苏省启东县广播站 杨永元)