DX－600KW全固態(tài)中波發(fā)射機新音頻控制板故障分析與解決

張光禮

（國家廣電總局871臺，海南東方 572600）

DX－600KW全固態(tài)中波發(fā)射機新音頻控制板故障分析與解決

張光禮

（國家廣電總局871臺，海南東方 572600）

DX—600KW中波發(fā)射機TCU機柜中的音頻控制板作為各PB單元的音頻總處理者，其板上所出的故障將同時影響各PB單元的音頻通路。文章主要對新音頻控制板中從音頻輸入開始，到其被由音頻選擇矩陣分配給各個PB單元的工作原理進行分析，并介紹一種該板引起的常見故障，此故障近來也在各臺出現(xiàn)過。現(xiàn)把我臺的改進方案總結(jié)出來，希望能為廣播發(fā)射戰(zhàn)線的同仁提供參考和幫助。

音頻控制;浮動載波;復位;音頻+直流;方波過沖

一概述

我臺兩部DX—600中波發(fā)射機是美國Harris公司生產(chǎn)的水冷式全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機，每部由三個DX—200功放單元通過并機網(wǎng)絡(luò)合成而成。音頻先在TCU機柜的音頻控制板中進行前期處理，再分配給三個功放單元，若該板不能正常工作，將會造成發(fā)射機整機停播等特大停播事故的發(fā)生。特別是2003年后的新音頻控制板（對應(yīng)圖紙?zhí)?43－5400－621）在音頻選擇矩陣之前作了較大改動。因此，作為發(fā)射機維護人員，我們對此板進行了專門的分析與研究。為確保該板相關(guān)部位出現(xiàn)故障時能及時快速解決，下面先對音頻控制板作一個基本介紹，再具體針對改動部分作重點分析，并將我臺在該板上出現(xiàn)過的一個典型故障作為典型進行故障分析及提出解決方法。

二 音頻控制板的工作原理

（一）工作原理

DX—600中波發(fā)射機音頻控制板的作用是將輸入的音頻信號分配到每個功放單元。由直流電壓決定的載波電平也在該板設(shè)置，相應(yīng)的浮動載波控制（ACC）也在該板產(chǎn)生。輸入和輸出音頻都有監(jiān)測，以便故障保護和監(jiān)測，音頻控制板原理方框圖如圖一所示:

（二）音頻輸入

進入到該板的音頻信號及測試信號都經(jīng)過緩沖、檢波處理和監(jiān)測。加到選擇器開關(guān)上有兩路輸入信號，其中只將一路信號傳送到ACC電路和進行載波電平控制。

（三）ACC和載波電平控制

所選擇的音頻輸入信號加到浮動載波控制電路，在低調(diào)幅時給出較低的載波功率。當ACC電路不用時，載波電平設(shè)置在某直流電壓電平上。ACC具有“快速響應(yīng)－慢速釋放”的特性，而在輕柔的節(jié)目時則會緩慢降低載波功率。

圖一

（四）音頻矩陣（詳見圖紙?zhí)?43－5400－621）

音頻矩陣可對節(jié)目信號或音頻測試信號進行切換選擇，并送到每個功放單元，測試信號可在對單個功放單元進行測試時使用。多路選擇開關(guān)是由EPLD進行邏輯控制的。單邊輸入的音頻信號則先被轉(zhuǎn)換為600Ω平衡式輸入阻抗。當斷開備份板子的輸出端后，可以由EPLD的一些邏輯電路進行控制，將那些備用板子的輸出接入電路。因每個功放單元的電路是相同的，所以這里僅討論一個功放單元的電路。音頻矩陣繼電器U21由EPLD控制，在單個功放單元進行測試時，可將測試音頻送到PB1供單個功率模塊測試用。繼電器的輸出經(jīng)緩沖后，這個單邊的音頻由U18的1和7轉(zhuǎn)換為平衡的600Ω輸出阻抗。如果裝有多塊音頻控制板，可通過K3進行輸出切換，把其他輸出端斷開。

（五）輸出監(jiān)測（詳見圖紙?zhí)?43－5400－621）

由平衡式輸出端的一個電壓分壓器將信號通過一個低通濾波器后傳輸?shù)揭恍┐翱跈z波器。正常工作時，這些平衡式輸出端的總和應(yīng)該為零，不應(yīng)該檢測出故障信號。輸出檢測器也用來檢測現(xiàn)有的（音頻+直流）信號，如果檢測不到直流，就會產(chǎn)生一個故障信號，表明沒有載波。每個PB單元的輸出監(jiān)測都是相同的，這里只討論一個功放單元的電路，R75的2和16形成一個電壓分壓器，經(jīng)過低通濾波器后送到窗口比較器U30的1和2。正常工作時，電壓分壓器的輸出為零，兩個窗口比較器的輸出是高電平。當出現(xiàn)不平衡時，兩個比較器就產(chǎn)生PB1 FLT－L信號到EPLD。由比較器U30－13監(jiān)測那個音頻線上的直流分量，并經(jīng)低通濾波器濾波后檢波出載波電平。EPLD上的用戶邏輯根據(jù)外部信息，對板子上的信號進行監(jiān)測，并將信息送往控制器。

（六）板卡地址（詳見圖紙?zhí)?43－5400－621）

電路板地址電路使該板可以工作在主機架上除電源插槽以外的任何插槽。由用戶邏輯來控制音頻矩陣、輸出開關(guān)，并向控制器提供數(shù)據(jù)。電路板的地址電路使得這塊板子可以對分機柜中的通訊母線起作用，并且這塊板只有在PLC輸出模塊選址后才起作用。板子的地址母線攜帶著從PLC輸出模塊發(fā)出的四位地址碼（B0－B3）并進入到模塊的J1端。當這些地址碼與通過JP14至JP17的四個比特字匹配時，插槽檢測比較器U31允許比較器U35送出數(shù)據(jù)，并發(fā)出允許信號到該板上的EPLD。

三 新版音頻控制板改進部分的工作原理與常見故障

（一）改進部分的工作原理

新版音頻控制板相當于舊版有如下改動（如圖二所示）即:從音頻處理器及測試儀器來的節(jié)目源和測試音頻進入音頻控制板后，通過平衡不平衡電路后，由電子開關(guān)U5選擇，之后分為兩路:

1.U5的第一路輸出將音頻通過U55、U56組成的緩沖器，進入模數(shù)轉(zhuǎn)換器U45，輸出為兩路:A路由模數(shù)轉(zhuǎn)換器U45輸出12位的數(shù)字信號，通過U46、U47（D觸發(fā)器）緩沖后，進入由 U9、U10這兩個可編程邏輯控制器的EPLD（U9、U10是專門用于ACC的程序，也就是浮動載波電平的專用程序，U9、U10的輸出大小是根據(jù)輸入音頻信號的大小決定，ACC的數(shù)字信號接著進入U52的數(shù)模轉(zhuǎn)換后由U52的21腳輸出，再經(jīng)過U53緩沖就得到ACC載波電平）;B路由模數(shù)轉(zhuǎn)換器U45的3腳輸出+2.5V的直流電平，該 +2.5V通過射頻跟隨器U61，然后經(jīng)過U54放大到+3.5V作為固定載波電平，最后由電子選擇開關(guān)U59來選擇是選用固定載波電平 +3.5V（ACC為“OFF”時），還是選用 ACC載波電平（ACC為“ON”時）。

以上分析可見，第一路音頻信號通過一系列處理后得到了直流分量作為發(fā)射機的載波電平信號。

2.U5的第二路輸出是把音頻信號通過U50進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所得的數(shù)字信號通過U12、U37（D觸發(fā)器）緩沖，然后進入U44進行一些處理，其特別處理電路由U16、U44及U2組成，主要有讀、寫控制，延時和復位等，U44的輸出直接給U4進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所得的模擬信號即節(jié)目音頻信號，經(jīng)U43緩沖處理進入加法器U61與第一路所得的載波電平相加，得到發(fā)射機正常情況下需要的音頻+直流信號，該信號經(jīng)過 U62緩沖，送給由U21、U22、U15組成的三個PB單元的音頻選擇矩陣;該矩陣的另一路輸入為測試音頻+固定載波電平，通過音頻選擇矩陣把音頻+直流信號分配給三個PB單元的音頻通路。

（二）一種常見故障現(xiàn)象及原因分析

我臺DX－600啟播不久，A01機3個PB同時出現(xiàn)自動關(guān)機再自動開機的現(xiàn)象，觸摸屏音頻控制屏顯示整機及各PB音頻錯誤，各PB的顯示板顯示過流故障或過壓故障，整流柜面板顯示射頻放大電源電壓或電流、二進制電壓故障，最后是放大回路故障，不能開機。在查找故障原因的過程中，我們檢查TCU子機柜時發(fā)現(xiàn)音頻控制板復位指示燈DS8紅燈閃爍（DS8每閃爍一次，該故障出現(xiàn)一次），我們從故障源頭入手，即U2的7腳送出的復位信號也會引起相同故障，故挑開U2的7腳，加電開機，設(shè)備恢復正常，由此確立了故障點。

1.故障原因分析

如圖二所示，U16、U44組成對數(shù)字音頻進行讀、寫控制，延時控制等。U2是用于檢測+5V直流電源的，U2的2腳接+5V直流電源，加電后，U2的7腳把復位信號送到U16和U44;為了能直觀看到該故障的原因，我們在TP30接上示波器進行觀察，復位瞬間在TP30電壓是－4.0V，而理論上應(yīng)為OV;因正常固定載波電平（TP31處）為+3.5V，這樣在加法器U61的1腳處的直流信號（即各PB的載波電平）瞬時變?yōu)椋?.5V，信號監(jiān)測電路監(jiān)測值為0V（即檢測不到直流），故觸摸屏音頻控制屏顯示整機及各PB音頻錯誤，通過音頻矩陣分配給各PB單元后相當于各PB單元瞬時加上一個負峰超過100%的頻率很低的方波，使各PB單元調(diào)幅瞬時方波過沖，各整流柜產(chǎn)生交流過壓、交流過流故障等，多次自動開關(guān)機后放電電阻過熱導致不能開機。

2.查找該故障的可能原因及改進措施

針對U2頻繁送出復位信號，我們分步查找可能原因:（1）除電源外，去掉TCU機柜和外部的所有連接電纜，故障依然存在，證明該故障源頭應(yīng)在本機柜內(nèi)。（2）專門從低壓電源板把+5V直流電源連接到音頻控制板，并用示波器監(jiān)測+5V直流電源的穩(wěn)定度，故障出現(xiàn)時+5V直流電源非常穩(wěn)定。（3）檢查各相連部件間接觸是否良好，查找過程中先后更換過音頻控制板、TCU子機柜控制板、底板、用戶接口板、數(shù)字 I/O板、PLC、CCU子機柜等相關(guān)備件等，更換每塊板時要確保接觸良好，可故障依然存在;在更換過程中為方便備件的更換，把整個TCU機柜拉出時，故障發(fā)生頻率明顯降低。檢查發(fā)現(xiàn)整個TCU機柜溫度很高，特別是TCU電源小盒和CCU電源小盒，觀察整個機柜布局，可以發(fā)現(xiàn)兩個電源小盒緊連在一起，TCU電源小盒上方為空擋板，沒拉出TCU機柜時其根本無法散熱，我們懷疑因我臺地處祖國最熱的省份，室內(nèi)外溫度長期較高，又因TCU機柜散熱不良，才引起該故障，故采取了以下改進措施:如圖三所示。

圖三

3.促進通風散熱

（1）把TCU電源小盒上方的空擋板與其交換，使其利于兩個電源小盒散熱，并把該空擋板打了多個小孔以便冷空氣從底部進入;（2）在合成器對應(yīng)TCU機柜的頂端加裝兩臺小風扇，從TCU機柜內(nèi)向外排風，確保整個TCU機柜內(nèi)空氣流動，利于通風散熱。

4.減少發(fā)熱源

因TCU電源小盒中安裝了兩個+24V直流電源，第二路+24V直流電源一直加電工作，但是輸出端卻為懸空。我們做了如下改進:把兩路電源的輸出端均接到TCU電源小盒前面的一個小豆開關(guān)來進行手動主、備切換，備用電源在正常工作時不加電，主用電源異常時關(guān)掉電源并手動切換至備用電源工作。改進目的是減少發(fā)熱源，同時利用起備份電源。

通過對TCU機柜作上述改進后，我機房兩部機器至今5年多未再出現(xiàn)此類故障。

另一種直接的應(yīng)急處理是把U2的7腳直接挑開，但卻把對直流電源的監(jiān)測保護旁路了，影響了原有的電路，不是長久之策，故我們沒有把此方案作為首選。

四 結(jié)語

確保發(fā)射機的穩(wěn)定可靠運行是機房工作的重中之重，發(fā)射機房維護人員應(yīng)在熟悉掌握設(shè)備的線路原理基礎(chǔ)上，認真查找分析每個故障產(chǎn)生的原因，并找到相應(yīng)的解決對策，把故障源頭消滅于無形，真正做到有備無患，才能確保設(shè)備的穩(wěn)定運行。

［1］國家廣播電影電視總局無線電臺管理局教育處，魏瑞發(fā).數(shù)字化調(diào)幅發(fā)射機［Z］.內(nèi)部資料，1999.

［2］國家廣播電影電視總局無線電臺管理局維護處編印.廣播電視發(fā)送與傳輸維護手冊第十分冊DX－600KW中波發(fā)射機［Z］.內(nèi)部資料，2000.

DX－600KW Entire Solid State Medium Wave Transmitter New Audio Control Board Fault Analysis and Resolution

ZHANG Guang-li
（State Administration of Radio Film and Television 871 Stage，Dongfang 572600，China）

In DX － 600KW entire solid state medium wave transmitter，the new audio control board of TCU is Chief processor，any fault will affect every PB at the same time.This article mainly analyses its operating principle from audio input to audio matrix in new audio control board，introduces one common fault，which also takes place in many other stations，sums up the improvement scheme of my station，hopes this will provide a reference and help to my colleagues of broadcast stages.

Audio control;Floating carrier;reset;Audio+DC;Square ware overshoot

TP

A

1009－9743（2011）01－0154－05

2010－12－10

張光禮（1975－），男，漢族，海南東方人。中國傳媒大學信息工程學院在讀在職研究生，國家廣播電影電視總局871臺工程師。主要研究方向:美國DX－600KW全固態(tài)中波發(fā)射機和北京廣播器材廠150KW短波發(fā)射機的技術(shù)挖、革、改工作。

（責任編輯:于保霞）