接觸不良導(dǎo)致的誤碼率升高引起的思考和解決辦法探討

文 魏宏林

DX發(fā)射機是無線局中波發(fā)射機的主力機型，是一種全固態(tài)發(fā)射機，由發(fā)射機控制單元、功率放大單元、電源系統(tǒng)和合成系統(tǒng)構(gòu)成。而這些單元是由許多功能獨立的模塊構(gòu)成，這些模塊基本上都有插接件，甚至功率放大模塊本身就直接插接在功率合成母版上。還有許多大電流的連接件，這些大電流的連接件肩負著大電流、高電壓的傳輸。

插接元器件種類很多，分類方法也很多。接插件按用途來分，有電源接插件（或稱電源插頭、插座）、音視頻接插件、印制電路連接器（印制電路與導(dǎo)線或印制板的連接）、 IC插座（IC封裝引腳與印刷電路板的連接）、電視天線接插件、電話接插件、光纖電纜連接件等；接插件按結(jié)構(gòu)形狀來分，有圓形連接件、矩形連接件、條形連接件、印制板連接件、IC連接件、帶狀扁平排線（電纜）接插件等；按工作頻率分，有低頻和高頻連接器。高頻連接器也稱同軸連接器，采用同軸結(jié)構(gòu)，與同軸電纜相連接。

由于插接件的制造材料、制造工藝、制造原理、使用環(huán)境的不同，其安全性和可靠性往往隨著使用時間的增加而逐漸降低，使得這些連接件本身和檢測其運行正常與否的檢測電路都容易發(fā)生故障，但這些故障的發(fā)生往往具有發(fā)生偶然性、不確定性，往往故障出現(xiàn)一次后，不知道下一次會在什么時候出現(xiàn)，這給我們查找故障帶來了極大地困難。

故障舉例

我臺DX型中波發(fā)射機曾經(jīng)出現(xiàn)過多次由于插接件接觸不良導(dǎo)致的故障，這類故障發(fā)生具有不確定性，查找起來也比較困難，但是造成的后果比較嚴重。下面是我臺發(fā)生的兩起接觸不良故障。

1.由于模數(shù)轉(zhuǎn)換取樣信號不穩(wěn)定導(dǎo)致的發(fā)射機關(guān)機

我臺模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換取樣信號的取樣通路圖，從射頻分配板的J29端子來的射頻采樣信號，經(jīng)過驅(qū)動編碼板經(jīng)過射頻相移后，再處理成二分之一載波頻率或者載波頻率輸出，經(jīng)過發(fā)射機接口板，進入到A/D轉(zhuǎn)換板，作為A/D轉(zhuǎn)換板的啟動脈沖編碼方波，如果轉(zhuǎn)換出現(xiàn)錯誤，會在A/D轉(zhuǎn)換板的A/DPAL（U5）上產(chǎn)生轉(zhuǎn)換錯誤邏輯信號，這個信號發(fā)出一個數(shù)據(jù)清除邏輯信號，對調(diào)制編碼器板上栓鎖器U6和U7中的所有數(shù)字數(shù)據(jù)進行清除，并且也產(chǎn)生了一個“轉(zhuǎn)換錯誤”邏輯輸入信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)讀取脈沖加到控制器去。驅(qū)動級編碼板的主要功能是向預(yù)驅(qū)動級的14塊驅(qū)動級放大器模塊提供接通控制信號。但是它還有一個作用，就是接收到一個射頻驅(qū)動取樣信號后，將這一取樣信號處理成用于A/D（模/數(shù)）轉(zhuǎn)換器的取樣信號。

臺里曾經(jīng)發(fā)生過幾次莫名其妙的轉(zhuǎn)換錯誤故障，檢修結(jié)束后，B01機并機400KW試機，PB1、PB2單元出現(xiàn)射頻封鎖，PB2單元LED板顯示A/D（模數(shù)）轉(zhuǎn)換錯誤紅燈故障。經(jīng)過仔細查找，發(fā)現(xiàn)由于U18的模塊插座插接不牢靠，導(dǎo)致A/D取樣信號輸出不穩(wěn)定，引起A/D（模數(shù)）轉(zhuǎn)換取樣輸出信號時斷時續(xù)，導(dǎo)致發(fā)射機沒有取樣信號關(guān)機。故障的原因明確后，我們將原來的方孔接插件更換為圓孔鍍金接插件，如圖1所示，方孔接插件的內(nèi)部是一個彈片，彈性會在使用一段時間后變差，而圓孔接插件比方孔接插件壓接的力更大，接觸良好，并且彈性不會隨著使用時間的增加而變差。使用一段時間，此故障沒有再發(fā)生過。

電接觸不良故障深層原因思考

電接觸的不可靠導(dǎo)致發(fā)射機軟故障的發(fā)生原因之一，是什么原因引起的電接觸不好呢，下面我分析幾種可能的原因。

1.插接件制造材料的原因

各種接觸材料的性能隨著時間而產(chǎn)生變化，受到外界的環(huán)境、流過的電流和外界的作用力等因素的影響，其電接觸的良好性會降低，所以要長時間保持插接件的電傳導(dǎo)性，選擇好的插接件材料是至關(guān)重要的，盡量選擇表面有耐腐蝕金屬鍍層的插接件，如果選擇不好，就會出現(xiàn)表面抗磨性差，粗糙不平，這樣一來鍍層就往往不能起到應(yīng)有的防腐抗磨作用。再就是制作插接件的基礎(chǔ)材料的選擇，要選擇有彈性的材料，如果選擇不好，不能保證插接件的壓力，則插接件在工作一段時間后，會因為彈性減弱而導(dǎo)致接觸不良。

2.環(huán)境對元器件接觸性能的影響

在接觸故障中，環(huán)境對元器件接觸性能的影響可以說是比較大的，接觸面的氧化對導(dǎo)電是有很大影響的，暴露在空氣中的金屬，肯定會不同程度的受到氧化，原件的氧化程度與原件使用的材料、暴露在空氣中的時間、環(huán)境中灰塵和雜質(zhì)的多少有關(guān)，氧化是肯定存在的，而且金屬氧化物是不導(dǎo)電的，原件一般都在使用的過程中長時間與空氣接觸，在接觸面上肯定部分地方已經(jīng)被氧化，只是我們的肉眼不能發(fā)覺，這些氧化物使得實際接觸面積大大減少，進一步影響導(dǎo)電的良好度。

3.灰塵和雜質(zhì)對接觸性能的影響

雖然我們的DX-200水冷發(fā)射機的功率放大單元基本處于密閉狀態(tài)，但是，也避免不了有少量的灰塵進入機箱內(nèi)部，這些灰塵慢慢和水分慢慢和這些集成塊的引腳進行接觸和反應(yīng)，形成一層氧化膜，而且雜質(zhì)覆蓋到引腳的表面，進一步影響到接觸面的有效接觸面積。

4.發(fā)射機接插件的熱脹冷縮

發(fā)射機工作的時候，功率放大模塊除了正常工作輸出的功率外，有一部分電能轉(zhuǎn)化為熱能，在功放單元中使用了一個閉環(huán)的風(fēng)冷系統(tǒng)，用以冷卻鐵氧體環(huán)合成器以及系統(tǒng)中的印刷電路板，將系統(tǒng)中不同元部件的余熱高效地帶走，這些熱能通過發(fā)射機的熱交換器帶到發(fā)射機外部，但是，發(fā)射機功率放大單元工作的時候，由于工作在密閉的環(huán)境中，機箱內(nèi)的溫度免不了會升高，這就對處在其中的插接原件造成熱脹冷縮，變相的移動了插接件的位置，這樣經(jīng)過反復(fù)的膨脹收縮，接觸面的接觸狀況發(fā)生了很大變化。有的接觸面只是表面看起來接觸上了，實際上內(nèi)部已經(jīng)發(fā)生斷裂，斷裂的地方有很多不平的地方，如果有一點錯位，就有可能接觸不良，所以存在很大的安全隱患。

電接觸不良的查找辦法

接觸不良故障是比較難以發(fā)現(xiàn)的故障，下面是幾種查找此類故障的方法：

1.觀察可疑原件的方法

在不通電的情況下，觀察故障電路的內(nèi)部元器件有無變色漏液生銹等，電路接線是否良好。搞清損壞元器件所在電路部位及其作用，分析導(dǎo)致?lián)p壞的真正原因，以及可能波及的范圍，這樣才能查出引起故障的原因，加以整修。觀察法是一種初步表面檢查，通常在不通電的情況下，觀察是否有明顯故障跡象，一旦發(fā)現(xiàn)，將會簡化故障處理過程。外表直觀檢查可檢查接插件是否有引腳相碰、引線斷線等現(xiàn)象。

2.替換可疑原件的方法

對可疑的元器件、印刷電路板、接插件等，用同類型的部分通過試換來查找故障的方法。脫焊有問題的有源器件，使用好的元器件來代替，以觀察其現(xiàn)象。對有疑問的印刷電路板或大器件，可從設(shè)備中拆除，然后使用好的印刷電路板或大器件替換。進行器件替代后，如對故障現(xiàn)象無影響，說明被替代的器件沒有問題，是好的；反之，如故障現(xiàn)象消失，說明被替代的器件有問題。變動有疑問電路中的半可變元件，或者觸動有疑問元器件管腳管座焊片、開關(guān)觸點等；或者把有疑問的印刷電路板等插入式部件，反復(fù)進行拔出插入操作，以及把有疑問的元器件重新焊接，觀察其對故障現(xiàn)象的影響，以暴露接觸不良、虛焊等故障原因，及時加以整修。這種方法對焊點虛焊，元器件運行在臨界狀態(tài)、不穩(wěn)定，環(huán)境溫度、電壓變化影響其工作等故障有很好的應(yīng)對作用。

3.數(shù)字示波器查找法

由于接插件接觸不良造成的故障具有偶然性的特點，其故障現(xiàn)象不易捕捉，可以利用數(shù)字示波器的波形存儲功能來捕捉偶然的故障信號和故障毛刺信號。

在面板上有4個白色存儲（STORAGE）按鍵，若按這四個按鍵則立即改變示波器的操作模式。以下步驟教您如何使用這些存儲按鍵。

（1）連接信號到示波器并得到穩(wěn)定波形顯示。

（2）請按Autostore（自動存儲）鍵。

注意此時在狀態(tài)上，STORE將取代原來的RUN。為了容易觀測，所有存儲的波形都以半亮度顯示在屏幕上，最近一次出現(xiàn)的波形則以全亮度顯示在屏幕上，Autostore在許多應(yīng)用中非常有用?？梢詫@示各種變化波形的最壞情況，捕獲并存儲波形，測量噪聲（noise）和抖動（jitter），捕獲偶發(fā)事件。

（3）利用位置（position）旋鈕，將掃描軌跡往上或往下移動一格。

最后捕獲的波形以全亮度顯示，先前捕獲的波形則以半亮度顯示。利用光標（Cursors）描述波形特性，清除顯示畫面，請按Erase鍵，欲退出自動存儲（Autostore）模式，請按Run或Autostore鍵。

4.萬用表測量的方法

這種方法是用萬用表的歐姆擋對接插件的有關(guān)電阻進行測量。對接插件的連通點測量標準是，其連通電阻值應(yīng)小于0.5Ω，否則認為接插件接觸不良。對接插件的斷開點測量標準是，其斷開電阻值應(yīng)為無窮大，若斷開電阻接近零，說明斷開點有相碰現(xiàn)象。將萬用表置于“R×10”擋，兩支表筆分別接接插件的同一根導(dǎo)線的兩個端頭，測得的電阻值應(yīng)為零。若測得的電阻值不為零，說明該導(dǎo)線有斷路故障或多股導(dǎo)線中大多數(shù)導(dǎo)線斷開。再將萬用表置于“R×10k”擋，兩支表筆分別接接插件的任意兩個端，可測量兩個端的導(dǎo)線之間的絕緣情況。在檢測過程中，萬用表的指針都應(yīng)停在無窮大位置上不動。如果發(fā)現(xiàn)某兩個端頭之間的電阻不是無窮大，則說明該兩個端頭之間的導(dǎo)線有局部短路性故障。

解決方法

1.注意備件的存儲條件

對于每一批到貨的備件，與貨物清單核對無誤后，及時整理、記錄、入庫排放整齊，并貼上清晰醒目的備件名稱標識；把備份電路板工廠編號和版本號與原板對照，并檢查備板是否與原板完全相同，內(nèi)容包括：元器件、跳線、開關(guān)等，并與圖紙進行對照。將備板上的跳線和開關(guān)置于和原板相同的位置，并調(diào)整備份電路板上可調(diào)電位器，使其與原板電位器的阻值一致。檢查備件有無損壞，如有損壞的，檢查備板上的焊點是否有虛焊、漏焊、脫焊的地方。制定嚴密的備件管理制度，由專人負責(zé)管理。備件庫在夏季要定期除潮，保持空氣干燥，以防備件銹蝕。定期對備用電路板進行上機試驗，使其元器件保持可用。

2.選用材料質(zhì)量可靠的插接件

接插件的選擇主要有兩個注意點：

（1）外部鍍層的選擇。

應(yīng)選擇在大氣中具有較高的穩(wěn)定性，常溫下能很好的抵抗水、空氣、酸、堿、灰塵的侵蝕，有良好的導(dǎo)電性。耐溫，由于接插件在工作的時候，電流在接觸點處產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致溫升，因此一般接插件的工作溫度應(yīng)該為環(huán)境溫度與接插點溫升兩者之和。耐潮濕和灰塵，一般接插件的外部鍍層起到對以鐵為基礎(chǔ)的電化學(xué)保護作用，但是鍍層必須保持密封，因為，一般的鍍層對于鐵質(zhì)的基底都是陰極性鍍層，只有在密封的狀態(tài)下，才不容易和外界的堿性和酸性液體發(fā)生化學(xué)電離。耐振動，耐振動和沖擊是接插件的重要特性，它是檢驗接插件機械結(jié)構(gòu)的堅固性和電接觸可靠性的重要指標。

（2）電氣特性的選擇

接觸電阻，高質(zhì)量的接插件應(yīng)該具有低而穩(wěn)定的接觸電阻?？闺姀姸龋饬侩娺B接器接觸件之間接插件和外殼之間耐受一定電壓的能力。絕緣電阻，衡量電連接器接觸件之間接插件和外殼之間絕緣性能的好壞，一般為數(shù)百兆歐和數(shù)千兆歐。

（3）注意發(fā)射機房的溫度和濕度的控制

發(fā)射機所處的機房要保持干凈，盡量減少灰塵進入發(fā)射機內(nèi)部，而且要注意機房內(nèi)濕度的控制，盡量保持在低濕度范圍內(nèi)，減少濕氣對發(fā)射機中插接件的腐蝕。

（4）檢修的時候加大對接插件的檢查力度

檢修發(fā)射機的時候重點要對芯片和底座、保險與底座、功率放大器與合成母板、接線端子與印刷電路板之間的接插件是否有開裂、聚集灰塵、虛接的情況發(fā)生。

結(jié)論

現(xiàn)代DX型數(shù)字化調(diào)幅中波廣播發(fā)射機是由許多板卡構(gòu)成的，板卡與板卡之間的連接、芯片與板卡之間的連接都需要接插件，所以接插件在中間扮演的角色是舉足輕重的，如果選用的不好，直接影響到發(fā)射機的正常工作，所以一定要引起足夠的重視。