DF100A型PSM短波發(fā)射機(jī)諧波濾波器的維護(hù)及故障分析處理

□趙 勇 曹煌華

DFl00A型PSM短波發(fā)射機(jī)射頻放大系統(tǒng)具有短波發(fā)射機(jī)大功率、高效率、高質(zhì)量、高穩(wěn)定、數(shù)字化、自動(dòng)化、固態(tài)化等特點(diǎn)。其射頻放大系統(tǒng)由頻率合成器、射頻增益控制放大器、固態(tài)寬帶射頻放大器、中間級(jí)功放、高末級(jí)功放、諧波濾波器和平衡/不平衡轉(zhuǎn)換器及相應(yīng)的控制、保護(hù)電路組成。

為了提高效率，DFl00A型PSM短波發(fā)射機(jī)的高末級(jí)的工作狀態(tài)為丙類，高末電子管的屏級(jí)電流為余弦脈沖。高末屏流中不僅含有直流分量和基波分量，還殘留有各次諧波分量。諧波分量的存在會(huì)極大地影響發(fā)射機(jī)的指標(biāo)狀態(tài)，同時(shí)會(huì)干擾發(fā)射機(jī)輸出頻率。國際廣播電視聯(lián)盟規(guī)定，所有廣播發(fā)射機(jī)輸出電磁波中的諧波分量要小于60dB，或者說n次諧波功率要小于50mw。為使高末級(jí)的輸出達(dá)到這一要求，要對(duì)各次諧波分量進(jìn)行濾除或衰減，使其所要輸出頻率的信號(hào)不受干擾。用國際廣播電視聯(lián)盟規(guī)定的最小諧波功率50mw與實(shí)際的諧波分量相比取分貝數(shù)，可計(jì)算出需要對(duì)二次諧波的衰減量為-50.5dB，而發(fā)射機(jī)高末屏極回路網(wǎng)絡(luò)對(duì)二次諧波的衰減量?jī)H為-38dB左右，不能達(dá)到濾除諧波的要求。因此在高末屏極回路網(wǎng)絡(luò)后面必須增加諧波濾波器，對(duì)諧波輻射分量進(jìn)一步濾除，使其輸出效果達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求。

諧波濾波器的工作原理

DFl00A型PSM短波發(fā)射機(jī)的諧波濾波器是發(fā)射機(jī)的重要組成部分，它采用兩節(jié)90°相移π網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)組成。其輸入阻抗Zin=75Ω，輸出阻抗Zout=75Ω。

諧波濾波器原理圖

圖中，諧波濾波器的中間電容C2是一組網(wǎng)絡(luò)的輸入電容C21與另一組網(wǎng)絡(luò)的輸出電容C22的合并電容。L1、L2為盤香電感，L1與L2在諧振時(shí)的感抗Z1都為+75Ω。輸入輸出電容器C1與C3在諧振時(shí)的容抗Z2都為-75Ω。中間電容器C2的容抗為-37.5Ω。三只可變真空電容應(yīng)采用同一種型號(hào)的可變真空電容，容量為35～1000pF。盤香電感與三只可變真空電容是聯(lián)動(dòng)的，由馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)以便于統(tǒng)調(diào)。由于C2=C21+C22=2C1=2C3，因此，要求C2與C1(C3)之間的轉(zhuǎn)速比為2∶l。

濾除諧波、減小諧波輸出功率、保證基波通過是諧波濾波器的主要功能，同時(shí)它還具有選頻和阻抗變換功能。濾波器的另一特點(diǎn)是點(diǎn)頻式窄帶濾波器，即隨著不用的工作頻率，該濾波器具有不同的工作點(diǎn)，在 3.2MHz到26.1MHz的頻率范圍內(nèi)，始終保證其基波阻抗等于或接近75Ω，使其Vswr≤1.1，只有這樣才能使設(shè)備穩(wěn)定地工作，殘波輻射指標(biāo)達(dá)到要求。

諧波濾波器的維護(hù)

諧波濾波器的電容和濾波電感若維護(hù)不當(dāng)，易造成滑動(dòng)部件接觸不良導(dǎo)致打火，嚴(yán)重時(shí)燒壞刷片或絕緣支架，甚至燒毀調(diào)諧馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)放大板。因此，應(yīng)按照發(fā)射機(jī)檢修計(jì)劃定期對(duì)諧波濾波器進(jìn)行維護(hù)。維護(hù)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

一、對(duì)可調(diào)的濾波盤香電感線圈加凡士林潤滑并及時(shí)清潔。凡士林一方面能起潤滑作用，使短路刷片運(yùn)行平穩(wěn)；另一方面又極易使灰塵附著，在高溫情況下變成油泥，反而造成短路刷片運(yùn)行不暢，與線圈接觸不良。因此，電感線圈要及時(shí)清潔，這對(duì)線圈支架和傳動(dòng)瓷杠極為重要，否則會(huì)加大短路刷片的運(yùn)動(dòng)阻力，增加調(diào)諧馬達(dá)驅(qū)動(dòng)放大板的輸出電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起槽路打火甚至燒壞調(diào)諧馬達(dá)和驅(qū)動(dòng)放大板。

二、對(duì)濾波電感的上、下限位情況要定期檢查，以避免接點(diǎn)出槽，同時(shí)也要查看槽路刷片的到位情況。有時(shí)傳動(dòng)銷釘斷裂后，從指示燈觀察到位了，實(shí)際刷片不在工作位置，這種情況極易引起發(fā)射機(jī)故障，造成停播。

三、槽路短路刷片長時(shí)間工作后，因發(fā)熱會(huì)使壓緊彈簧退火，造成刷片與槽路接觸不良，最后引起打火，以至燒壞刷片和槽路。每次檢修時(shí)要查看各刷片是否接觸良好，壓緊彈簧的彈性是否良好，刷片和彈簧有無因發(fā)熱引起變色。

四、諧波濾波器電感和電容的聯(lián)動(dòng)軸與調(diào)諧馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的固定螺絲要定期檢查，避免聯(lián)動(dòng)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)軸不同心，使聯(lián)動(dòng)軸在調(diào)諧時(shí)被某個(gè)位置卡住，導(dǎo)致調(diào)諧不到位，造成線圈打火。另外，諧波濾波器與饋筒出口連接螺絲的松緊度也要定期檢查。

諧波濾波器典型故障分析處理

典型故障一：倒頻后發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)反射功率過大，調(diào)整平轉(zhuǎn)，反射功率降不下來，反射功率切斷指示燈變紅，有時(shí)會(huì)掉高壓。

故障分析：諧波濾波器的兩個(gè)濾波電感和三個(gè)真空電容是同調(diào)的，正常情況下輸入阻抗為75Ω，若高末輸出網(wǎng)絡(luò)匹配良好，反射功率是較小的。當(dāng)短路輪脫軌或因機(jī)械原因使某一元件不可同調(diào)時(shí)，其輸入輸出阻抗就可能偏離75Ω純阻較遠(yuǎn)，產(chǎn)生反射功率。當(dāng)反射功率超過反射功率表的設(shè)定值后，將引起反射功率切斷，造成發(fā)射機(jī)過荷掉高壓。因此，此故障可以斷定為諧波濾波器盤香電感滾輪脫軌。

故障處理：當(dāng)反射功率與原先的值偏離較大，但又不引起過荷時(shí)，可維持播音待停機(jī)后再處理。有過荷現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，要斷高壓進(jìn)行處理。將脫軌的滾輪拆下后進(jìn)行打磨清潔，涂上凡士林，參照另一個(gè)盤香電感短路輪的位置安裝上，檢查諧波濾波器調(diào)至工作點(diǎn)時(shí)電感位置和計(jì)數(shù)器讀數(shù)，并檢查其運(yùn)行情況，確保工作正常。

典型故障二：發(fā)射機(jī)工作在高調(diào)幅播音時(shí)，連續(xù)出現(xiàn)過荷掉高壓，諧波濾波器處有放電打火的聲音。

故障分析：打開諧波濾波器進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)饋筒出口與諧波濾波器連接螺絲變色松動(dòng)，在播音高調(diào)幅時(shí)，螺絲對(duì)芯線打火，相對(duì)于高末級(jí)輸出瞬間對(duì)地打火，造成發(fā)射功率切斷，發(fā)射機(jī)過荷掉高壓。

故障處理：發(fā)射機(jī)斷高壓且接地開關(guān)接地，更換變色螺絲，并清潔打火痕跡。需要注意的是，技術(shù)人員在應(yīng)急處理時(shí)必須夾上短路線，以防高頻灼傷。

①王春生：《廣播發(fā)送技術(shù)(第二冊(cè))》，合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2006年。

②李天德：《418E／F型100KW PSM短波廣播發(fā)射機(jī)》，國家廣電總局無線電臺(tái)管理局，2003年。