10KW全固態(tài)中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的故障分析及中波地網(wǎng)的重要性

馮建文

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局烏海廣播發(fā)射中心臺691臺　內(nèi)蒙古　巴彥淖爾市　015000

10KW全固態(tài)中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)的故障分析及中波地網(wǎng)的重要性

馮建文

內(nèi)蒙古新聞出版廣電局烏海廣播發(fā)射中心臺691臺內(nèi)蒙古巴彥淖爾市015000

本文主要介紹了10KW全固態(tài)中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)高頻電路中電容的重要性和中波地網(wǎng)的重要性。

封鎖射頻功放故障分析中波地網(wǎng)

隨著世界進(jìn)入信息時代，廣播技術(shù)取得了飛躍的發(fā)展。DM10A數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機(jī)就是近年來產(chǎn)物，它不但采用最先進(jìn)的調(diào)制方式，同時整機(jī)還具有固態(tài)化、易維化、高效率、高可靠性和高技術(shù)含量的特點(diǎn)。本機(jī)適用于531-1602KHZ中波頻段播送語言和音樂節(jié)目。

DM10采用數(shù)字幅度調(diào)制方式，所謂數(shù)字幅度調(diào)制即將音頻信號和載波所需的直流電壓經(jīng)過模/數(shù)變換量化成12比特的數(shù)字信號，再對它進(jìn)行編碼，使每個比特?cái)?shù)對應(yīng)控制一定數(shù)目功放模塊的開通，通過各個功放模塊輸出電壓疊加合成，最終形成與音頻信號相同的包絡(luò)實(shí)現(xiàn)調(diào)幅。而受控制的末級功放模塊是由42塊輸出電壓相同的大臺階功放和6塊輸出電壓為二進(jìn)制關(guān)系的小臺階功放組成，因此，這種調(diào)制方式也稱為量化的幅度調(diào)制。

在調(diào)制度為100%，即m=1時，42個功放模塊開通約36個，即通常情況下，有6個以上的功放作為備份，即使有損壞，也可在不停機(jī)情況下實(shí)現(xiàn)代換，這就有力地保證了不停播的額定輸出。

在實(shí)際工作中，有二例比較典型的故障，讓我們一起分析一下，以便在日常維護(hù)中得以應(yīng)用。

1　故障一

機(jī)器面板系統(tǒng)工作顯示，預(yù)推動“紅”燈亮，封鎖射頻功放。

檢查推動級的供電。機(jī)器后有一排25A的保險(xiǎn)，前6個是+230V供給功放模塊，從中取出+ 115V供給推動級和部分二進(jìn)制功放單元，后2個是+115V的保險(xiǎn)。預(yù)推動放大器的工作電壓+ 60V，其推動為緩沖放大器的輸出。經(jīng)查，供推動級的保險(xiǎn)正常，供預(yù)推動的電源也正常，用示波器檢查推動合成母板，發(fā)現(xiàn)此板失諧。由于預(yù)推動輸出是串聯(lián)諧振。串聯(lián)諧振電容C20 （750pf）損壞，使輸出幅度降低造成預(yù)推動故障。

電容損壞原因：由于原來采用100V耐壓，耐壓有些偏低，用250V耐壓（750pf），換掉原電容，故障排除。

2　故障二

外電瞬間斷電，再開機(jī)功率升不到規(guī)定值，面板“射頻放大包絡(luò)”顯示紅燈。

分析：（1）打開發(fā)射機(jī)正面中間門，看功放模塊有沒有損壞的；（2）若模塊都正常，檢查機(jī)器后保險(xiǎn)板的前6個保險(xiǎn)是否有保險(xiǎn)斷。

處理：功放模塊沒有損壞的，功放電源保險(xiǎn)有一個開路（25A保險(xiǎn)），更換后開機(jī)只能開2KW，升不到10KW。再查保險(xiǎn)還是此路保險(xiǎn)燒斷，說明此路某處有短路現(xiàn)象。打開機(jī)器后面的中門，功率合成電感線圈旁有6個350V6800μF的電解電容，其中有一個明顯變形，用萬用表測量已損壞，更換此電容機(jī)器恢復(fù)正常。此電容是帶通濾波器又外接T網(wǎng)絡(luò)，具有調(diào)諧和匹配的作用。

原因：瞬間電壓過高，超過了350V，燒毀電容，電容燒毀后，高頻電路失諧，阻抗不匹配，造成功率升不起。

以上兩例故障都是高頻電路中電容損壞引起失諧所造成的。特別是故障二，對使用年限長的機(jī)器應(yīng)檢查這6個350V6800μF的電解電容，如有問題，建議及時更換。

3　中波地網(wǎng)引起的故障

2015年7月，691臺新上了一部DAM10KW（哈廣）中波發(fā)射機(jī)。頻率666KHZ，播出的節(jié)目是內(nèi)蒙古綠野之聲。用的是32m高的錐形頂負(fù)荷式天線，鋪設(shè)地網(wǎng)時用直徑3mm的銅線120根，長僅需15m，占地1畝多。天調(diào)室也做了屏蔽。發(fā)射機(jī)安裝后，用網(wǎng)絡(luò)測試議進(jìn)行阻抗匹配的工作，達(dá)到技術(shù)要求后開啟發(fā)射機(jī)。工作20分鐘，發(fā)射機(jī)從10KW降到3KW開始報(bào)警，顯示天線駐波比故障，發(fā)射機(jī)不能正常工作。去天調(diào)室檢查，室內(nèi)的地面、墻面都發(fā)熱，溫度特別高，說明產(chǎn)生了渦流，阻抗發(fā)生了變化造成以上故障。經(jīng)查，天線與天調(diào)室間有一地井，地井有3米深，埋著60cmx120cmx3cm的銅板。銅板上焊了二條35cm寬的薄銅皮，不在同一點(diǎn)，分別在銅板的二點(diǎn)處焊接銅皮，一點(diǎn)與天線的底座和地網(wǎng)相連，一點(diǎn)與調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的地相連。檢查地井發(fā)現(xiàn)，地井虛埋著，又把二個銅皮與銅板焊接到了同一點(diǎn)，地井重新填埋并用水澆灌最終填實(shí)。就此解決了以上問題。

4　中波地網(wǎng)的重要性

中波主要依靠地波傳播，中波地網(wǎng)對中波電臺的覆蓋效果和播出質(zhì)量有著非常大的影響。地網(wǎng)質(zhì)量不好，輕者信號覆蓋變小、信號場強(qiáng)達(dá)不到規(guī)范要求。重者播出信號串音，聽眾無法聽清節(jié)目內(nèi)容。在極端情況下，由于地網(wǎng)焊接不良，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重渦流而導(dǎo)致天線下方地面發(fā)熱，白白浪費(fèi)電能的情況。地網(wǎng)達(dá)不到要求嚴(yán)重影響場強(qiáng)。地網(wǎng)可減小渦流，渦流大導(dǎo)致天線下方地面發(fā)熱，功率出不去，白白浪費(fèi)。為了提高天線的發(fā)射功率，就必須減小天線的損耗功率，有效防止大地對電磁波的吸收，以及雷電易對發(fā)射機(jī)設(shè)備造成損害，同時提高發(fā)射天線向外幅射電磁波效率，增加節(jié)目覆蓋率和收聽效果，發(fā)射機(jī)設(shè)備工作可靠性得到提高。中波廣播白天依靠地波傳輸，夜晚則依靠地波和天波兩種方式傳輸，著力提高地波輻射場強(qiáng)是我們中波人關(guān)注的重點(diǎn)。地波是垂直極化波，故中波發(fā)射天線采用垂直鐵塔天線，中波波長較長，發(fā)射鐵塔的高度不可能嚴(yán)格等于波長長度，一般選擇H=0.53l（l為工作波長）［1］。眾所周知，大地既不是良好的導(dǎo)體也不是良好的絕緣體，中波天線在輻射電磁波的時候，地平面就會產(chǎn)生地電流，從而產(chǎn)生地面的再輻射，所以在天線輻射的范圍內(nèi)同時存在天線輻射的主電場，以及地面電流產(chǎn)生的附加電場，兩者疊加，總電場將會時刻變化，天線上分布電流改變，從而導(dǎo)致天線的輻射阻抗和輸入電阻也有一定的變化，使得天線和饋線之間的匹配不穩(wěn)定。當(dāng)然，由于大地的這種特性造成的中波天線輻射的不良影響還有很多，例如：（1）天線輻射的能量會有相當(dāng)一部分被地面吸收，使主電場減弱，覆蓋區(qū)域縮小；（2）主副電場的相位方向不同，造成總電場相位改變，方向圖改變，覆蓋區(qū)域同樣會發(fā)生變化；（3）地面吸收能量增大的同時，輻射功率下降，不僅會帶來輻射區(qū)域的減小，可聽度也會下降，很多發(fā)射臺會有多臺發(fā)射機(jī)同時工作，勢必會產(chǎn)生相互干擾或者串音。

如何科學(xué)合理的敷設(shè)好中波地網(wǎng)，從而保證中波臺播出質(zhì)量和播出效果？結(jié)合自身實(shí)踐并查詢相關(guān)資料后，我認(rèn)為在中波地網(wǎng)建設(shè)中應(yīng)該注意搞清以下幾個問題，以避免犯一些不必要的錯誤，不僅天線發(fā)射效果不好，還造成施工材料的浪費(fèi)。普遍觀點(diǎn)認(rèn)為，所為“地網(wǎng)”理所當(dāng)然是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此在距塔底30米和60米處各設(shè)置一個同心圓，用銅線將120根經(jīng)向發(fā)散的銅線連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

在對中波地網(wǎng)的工作機(jī)理進(jìn)一步研究后，發(fā)現(xiàn)這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的地網(wǎng)并不科學(xué)。理由如下：垂直天線的地網(wǎng)是給天線的地電流一個良好的回路，也就是提供一個直接回天線底部的回路。因此而需要的都是經(jīng)向輻射的地網(wǎng)，而不是縱橫交錯的網(wǎng)狀地網(wǎng)。網(wǎng)狀地網(wǎng)的環(huán)路不僅不能提供地電流的直接回路，反而可能由于渦流的存在增加損耗，在部分經(jīng)向地網(wǎng)線遭到破壞后，渦流的情況還有可能加劇。近幾年，新型全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)投入使用以來，節(jié)目覆蓋效果有所增加。為了提高天線的輻射功率，就必須盡量減小天線的損耗功率，因此天線地網(wǎng)的建設(shè)不可小視。

5　地網(wǎng)不良的主要表現(xiàn)

（1）天線輻射能量有一部分損失在地面造成發(fā)射功率不足，覆蓋范圍縮小。

（2）主電場與副電場相位不一致，覆蓋區(qū)域變化，需覆蓋的區(qū)域覆蓋不了，不需覆蓋的區(qū)域又可收到信號。

（3）天線的輻射阻抗和輸入阻抗也發(fā)生變化。使阻抗不匹配，給天線與饋線之間的匹配造成很大困難。

（4）在發(fā)射天線接地端，如配備的安全地網(wǎng)不合標(biāo)準(zhǔn)，易造成發(fā)射機(jī)設(shè)備遭雷擊。

綜上所述，維護(hù)人員不但應(yīng)具備基本的理論功底，業(yè)務(wù)熟練，還要在長期的工作中摸索各類設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律。即能及時準(zhǔn)確、盡量快速的處理故障，也要善于總結(jié)、積累事故經(jīng)驗(yàn)。在故障發(fā)生時頭腦冷靜，特別是天調(diào)網(wǎng)絡(luò)和地網(wǎng)的安全，一定要加強(qiáng)維護(hù)，以確保安全播出。

審稿人：嚴(yán)志剛內(nèi)蒙古新聞出版廣電局包頭廣播發(fā)射中心臺正高級工程師

責(zé)任編輯：王學(xué)敏

TN932

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2096-0751（2016）06-0025-03

馮建文內(nèi)蒙古新聞出版廣電局烏海廣播發(fā)射中心臺691臺高級工程師