全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)故障檢修方法

張曉珍

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)故障檢修方法

張曉珍

（作者單位：商州廣播轉(zhuǎn)播臺）

本文對全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的原理進(jìn)行簡要介紹，通過多年的檢修實(shí)例，總結(jié)了中波全固態(tài)發(fā)射機(jī)常見故障的一些判斷方法和實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)。

全固態(tài)；廣播發(fā)射機(jī)；故障檢修

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)以其高效、優(yōu)質(zhì)和高可靠性等顯著特點(diǎn)已逐步取代了電子管發(fā)射機(jī)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，發(fā)射機(jī)技術(shù)也不斷更新?lián)Q代，我臺也使用到第三代全固態(tài)發(fā)射機(jī)，該使用微機(jī)實(shí)時控制系統(tǒng)，自動開關(guān)機(jī)，還具有上位機(jī)控制及遠(yuǎn)程通訊功能，具有整機(jī)效率高、電聲指標(biāo)好、失真小，傳播清晰和停播率低等特點(diǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能耗極小，在各中波臺使用廣泛。下面以AM102S2-Ⅲ型全固態(tài)PDM中波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)為例，對廣播發(fā)射機(jī)的常見故障進(jìn)行分析，并對主要部件的檢修方法分別做了介紹，可為工程技術(shù)人員在實(shí)際操作與維護(hù)工作中作參考。

圖1　1kW全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機(jī)原理框圖

1　工作原理簡介

整機(jī)由五大部分組成：高頻系統(tǒng)（包括激勵器、前置放大器、功率放大器、功率合成母板、輸出網(wǎng)絡(luò)、輸出監(jiān)測板）、調(diào)制系統(tǒng)（包括音頻調(diào)入、脈寬調(diào)制器、調(diào)制度指示板）、電源部分（包括低壓電源、高壓電源、穩(wěn)壓電源）、微機(jī)實(shí)時控制系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)。

（1）高頻激勵器：采用外激勵與數(shù)字頻率合成器自動切換的工作方式，當(dāng)外激勵故障時自動切換為數(shù)字頻率合成器工作，數(shù)字頻率合成器有主備兩路，當(dāng)主路故障時可手動切換為備路工作。

（2）前級放大器：高頻激勵器輸出的載頻方波送入前級放大器，經(jīng)過緩沖放大、推動放大和橋式丁類放大至前級槽路，輸出正弦推動電壓至2路調(diào)制/高頻功率放大器。

（3）脈寬調(diào)制器：輸入到發(fā)射機(jī)的音頻信號經(jīng)過機(jī)內(nèi)衰減器后送至脈寬調(diào)制器，脈寬調(diào)制器的主要作用是產(chǎn)生寬度隨音頻幅度變化的推動脈沖，設(shè)有功率自動調(diào)整、駐波封鎖、高頻電流過大音頻正峰切除等電路，其輸出的推動脈沖分別送至2只調(diào)制器中去。

（4）調(diào)制/高頻功率放大器：調(diào)制器接收來自脈寬調(diào)制器輸出的推動脈沖，調(diào)制管工作于開關(guān)狀態(tài)，輸出是疊加直流電壓的矩形波，通過低通濾波器，濾除72kHz負(fù)載波及其諧波，對72kHz副載波具有80dB以上的衰減。低通濾波器輸出是疊加音頻的直流電壓，供給高頻功率放大器。高頻功率放大器接收來自調(diào)諧回路輸出的正弦電壓，工作于丁類放大狀態(tài)，單只功放盒可輸出功率600W，橋式功放電源由調(diào)制器輸出的直流加音頻供給以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。

（5）功率合成變壓器至發(fā)射機(jī)輸出：2路功率放大器輸出接至功率合成變壓器，合成輸出的方波經(jīng)過帶通濾波器濾除諧波后輸出正弦波，帶通濾波器兼阻抗變換作用。帶通濾波器輸出經(jīng)過定向耦合器后送至阻抗微調(diào)器，發(fā)射機(jī)輸出設(shè)有高頻取樣電路，一路送至解調(diào)器，解調(diào)輸出音頻電壓，供發(fā)射臺監(jiān)聽，另一路接至高頻插座，供發(fā)射測量技術(shù)指標(biāo)。

（6）微機(jī)控制系統(tǒng)：對發(fā)射機(jī)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測、控制和保護(hù)，管理發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行，包括可手動/自動開關(guān)機(jī)、升降功率，還具有上位機(jī)控制及遠(yuǎn)程通訊功能，機(jī)器各部分工作狀態(tài)均可查詢。

（7）穩(wěn)壓電源：主電源為380V三相四線，經(jīng)采用十二項(xiàng)整流以簡化濾波和減小瞬變電壓，輸出電壓為-230V供給調(diào)制器、功率放大器，其半壓-115V經(jīng)穩(wěn)壓后供高頻末前級，整機(jī)低壓電源、高壓電源和冷卻風(fēng)機(jī)的供電均由電源變壓器提供。低壓穩(wěn)壓用單相橋式整流，輸出四種直流電壓+5V、+15V、-15V、+30V，主要供前級電路。

2　故障檢測判斷

（1）發(fā)射機(jī)主要部分的參考工作狀態(tài)。①高頻功率放大器：每一路功放輸出載波功率約為600W，當(dāng)脈沖空度比K0=0.5時加至功放直流電源電壓約為-110V。②脈寬調(diào)制器：脈寬調(diào)制器輸出調(diào)寬脈沖幅度約為14V，輸出直流電壓約為7.5V，脈沖重復(fù)頻率72kHz。③調(diào)制器：調(diào)制器輸出調(diào)寬脈沖幅度約為230V，無音頻調(diào)制時，解調(diào)器輸出直流電壓約為-110V。④高壓電源：高壓電源電壓約為-230V，電流載波狀態(tài)下約為5.2A。每一路調(diào)制功放的電源電流約為2.8～3A。

（2）發(fā)射機(jī)的缺損工作狀態(tài)。發(fā)射機(jī)正常工作狀態(tài)下，2路功率合成輸出1可kW。當(dāng)一路功放失效時，發(fā)射機(jī)仍可繼續(xù)工作，只是輸出功率有所下降。此時發(fā)射機(jī)輸出功率為：P=1kW[（2-1）/2]2=0.25kW。由于個別功放失效會引起工作著的功放負(fù)載阻抗升高，因而會導(dǎo)致發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)有所下降。當(dāng)某一路功放失效時，不能從正在工作的發(fā)射機(jī)上將其拔出修理，否則前后的匹配電路會失諧。因此只能等到停機(jī)時拔出修理或更換備份功放。

（3）場效應(yīng)功率管的檢查。場效應(yīng)功率管IRFP350是否損壞，一般可用指針方式萬用表檢查（表內(nèi)電池需在6～15V之間）。其檢查方法如下。①先用手摸地線放掉人體靜電以免損壞場效應(yīng)管。②萬用表置RX10K檔，紅表筆接場效應(yīng)管S極，黑表筆接G極一秒鐘，GS間電阻應(yīng)大于20MΩ，由于此時GS間輸入電容被正向充電，所以DS極應(yīng)導(dǎo)通，用紅表筆接S極，黑表筆接D極，阻值很小。③接著將黑表筆接S極、紅表筆接G極一秒鐘，GS間輸入電容被反向充電，此時DS極截止（夾斷），用紅表筆接S極、黑表筆接D極，阻值應(yīng)大于20MΩ。④以上檢查若符合要求，則說明被檢查管良好，否則管子已損壞。⑤注意測DS間是否導(dǎo)通，必須紅表筆接S極、黑表筆接D極，因?yàn)楣茏觾?nèi)部DS間接有反向二極管，以免誤判。

（4）微機(jī)控制系統(tǒng)可查詢告警故障，判斷故障部位。

（5）低壓合后，機(jī)器穩(wěn)壓電源、激勵器工作，前置放大及脈寬調(diào)制器也帶電，檢查微機(jī)控制器有無故障告警，確有故障應(yīng)檢查相應(yīng)電路，否則工作正常。

（6）按“開機(jī)”鍵，前置放大閉鎖解除，前置放大開始工作，注意觀察電壓、電流表是否正常。檢查微機(jī)控制器有無故障告警，若有故障應(yīng)檢查相應(yīng)故障電路。若正常，則按升降功率鍵觀察顯示屏上的功率同時觀察功率表和電流表的顯示。

（7）如若無異常則發(fā)射機(jī)全部進(jìn)入正常工作狀態(tài)，然后送入播音信號就可正常播音。

（8）發(fā)射機(jī)工作中應(yīng)注意各插件和面板上的指示燈及微機(jī)控制器的狀態(tài)量是否告警。微機(jī)控制器的狀態(tài)量告警應(yīng)查訪告警故障判斷故障部位。

3　主要部位檢修方法

在發(fā)射機(jī)維護(hù)中功放的維護(hù)和輸出檢測電路的維護(hù)很重要，也很常見，下面分別敘述。

3.1功放的維護(hù)與故障檢修

（1）用示波器經(jīng)常檢查功放的激勵電平是否在 22～25VP-P，并檢查顯示板欠、過激勵檢測門限電平是否準(zhǔn)確，過高或過低的激勵電平都會造成功放管的過耗損壞。欠激勵使功放管飽和導(dǎo)通不好，造成功放管的損耗加大；過激勵會使功放管由飽和到截止過渡時處于放大區(qū)的時間延長，也加大了功放管的損耗。當(dāng)激勵電平超過功放輸入雙向保護(hù)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓時（大于36VP-P值），該保護(hù)穩(wěn)壓管將被擊穿（±18V），保護(hù)場效應(yīng)管不被損壞。關(guān)斷功放時用數(shù)字表直流電壓擋測量功放橋下管V3、V4的柵極上應(yīng)有-10V左右的電壓，說明激勵電平在22～25VP-P左右，開功放時V3、V4柵極上應(yīng)有-0.7V左右的負(fù)電壓。

（2）當(dāng)某功放板經(jīng)常損壞，應(yīng)看它是否在同一位置損壞，若在同一位置經(jīng)常損壞，應(yīng)檢查它的磁環(huán)線圈和并聯(lián)在磁環(huán)線圈兩端的相位補(bǔ)償線圈是否良好，激勵電平的電纜線是否接觸良好，更換電纜后的電纜長度是否一致（要求2個功放的激勵電平相位一致，電纜應(yīng)一樣長）。若不在同一位置損壞，應(yīng)著重檢查本功放板的輸入激勵變壓器，控制功放開、關(guān)電路，隔直電容C8等是否有問題，功放的插板是否氧化和接觸是否良好，各場效應(yīng)管焊接是否良好，故障功放的激勵電平和輸出電平是否與相鄰功放的幅度和相位一致。

（3）功放在檢修時應(yīng)同時更換4個場效應(yīng)管，避免其他功放管受損后參數(shù)變差，不能保持功放橋的平衡對稱。特別注意的是：檢修功放時應(yīng)保證每個功放管焊接良好，特別是A半橋和B半橋的上管焊接良好，避免因源極虛焊造成功放輸出變壓器初級線圈開路，損壞該功放輸出變壓器磁環(huán)和場效應(yīng)管，嚴(yán)重時還會造成相鄰功放管的損壞和中斷輸出功率，應(yīng)引起足夠的重視。

（4）功放工作時，有的功放保險檢測發(fā)光二極管輕微閃爍，實(shí)際上保險并熔斷，功放仍能工作，這是功放管漏極的濾波電容C1或C2性能下降所致（容量減?。．?dāng)激勵電平偏低，激勵電平會更小（負(fù)載加重），該紅燈也會出現(xiàn)輕微閃亮，使該功放退出工作，這時應(yīng)檢查功放激勵電平是否過小（注意檢查欠激勵保護(hù)門限電平是否調(diào)得過低，使激勵電平低不保護(hù)）。

3.2輸出檢測電路維護(hù)檢修

本板的工作較重要，維護(hù)不當(dāng)時會使天線和帶通濾波駐波比大不保護(hù)，造成發(fā)射機(jī)的損壞。

（1）要經(jīng)常檢查天線和帶通濾波駐波比檢測比較器同相端的門限電壓是否在設(shè)計(jì)值 （天線22.5V，帶通2.3V）。該電壓不能過大，過大會使駐波比大不保護(hù)或保護(hù)遲緩，造成發(fā)射機(jī)的損壞；也不能過小，過小會使保護(hù)靈敏度過高。應(yīng)把駐波比大設(shè)定在大于1.35時進(jìn)行保護(hù)。因?yàn)樘炀€受溫度、季節(jié)和天氣的變化，阻抗會發(fā)生變化，不可能保持在50Ω的匹配阻抗上，而是在一定范圍內(nèi)。加之駐波比檢測時，電壓取樣和電流取樣有誤差，幅度和相位檢測變壓器初級的電壓取樣調(diào)諧和電流取樣轉(zhuǎn)換電壓的調(diào)諧也有誤差，使幅度和相位檢測器有較小的電壓輸出，再加上天線可能會受到各種輕微的高頻干擾。所以，允許發(fā)射機(jī)工作時有較小的反射功率。假若保護(hù)門限電壓調(diào)得過小，當(dāng)反射功率較小，駐波比 S在1.35范圍內(nèi)時，發(fā)射機(jī)就會進(jìn)行不必要的保護(hù)和降功率。

（2）每次開低壓時，應(yīng)觀察天線和帶通濾波駐波比大保護(hù)電路是否正常，顯示板電壓駐波比自測紅燈DS24是否有0.51ms的紅燈閃亮。如該紅燈沒有亮，說明顯示板沒有產(chǎn)生10ms自檢高電平到顯示板駐波比自檢觸發(fā)器N64A進(jìn)行復(fù)位清零；如紅燈亮了不滅，說明顯示板A32沒有收到從本板送去的模擬駐波比大14ms或19ms低電平。此時應(yīng)檢查∶一是開低壓自動檢測或人工檢測時，顯示板是否送10ms低電平到本板，在面板多用表上觀察天線或帶通零位指示是否稍動一下又回到原位。二是從顯示板 （面板上）觀察帶通濾波和天線駐波比大紅燈是否閃亮0.5s，看本板是否發(fā)出14ms和19ms低電平到顯示板。

4　檢修注意事項(xiàng)

（1）全固態(tài)發(fā)射機(jī)為確保安全工作，要求機(jī)房供電電源電壓比較穩(wěn)定。根據(jù)臺內(nèi)資金情況最好設(shè)置交流穩(wěn)壓裝置。

（2）高頻功率放大器由于采用兩路功放合成，為確保各路功放相位一致，要求各功放電路元件、結(jié)構(gòu)、連線完全一致，在維修中高頻信號輸入輸出線不可接反，尤其是高頻變壓器接線不能反，否則會造成功率場效應(yīng)管損壞。

（3）同一發(fā)射機(jī)的各插盒位置不能調(diào)換。相同發(fā)射主、備機(jī)上相同的功放盒在檢修時，為了快速判斷故障功放盒，可以調(diào)換一試，但檢修完后，應(yīng)恢復(fù)到原來的功放盒上，嚴(yán)禁高頻激勵機(jī)盒相互對調(diào)，否則會調(diào)制電流發(fā)生突變引起發(fā)射機(jī)的失諧、失配，造成不必要的損失。

（4）發(fā)射機(jī)所有電氣連接處要經(jīng)常檢查有無松動或脫落，尤其是接插件、接線板、螺釘連接處。

（5）若主備發(fā)射機(jī)同時不能開啟上天線，或一部開啟后功率正常而功放電流僅1A左右，則有可能避雷器有故障，應(yīng)去掉避雷器再開機(jī)試驗(yàn)。

（6）由于發(fā)射機(jī)采用了強(qiáng)制風(fēng)冷，所以要求用戶機(jī)房干凈衛(wèi)生、減少灰塵，必要時采用防塵降溫措施，有條件的臺站最好設(shè)置空調(diào)降溫。

[1]陳曉衛(wèi).全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)使用與維護(hù)[M].北京:中國廣播電視出版社,2002.

[2]謝蘇漢.DX中波發(fā)射機(jī)與天饋網(wǎng)絡(luò)[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社.2013.

[3]張福華.淺析1KW全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的故障與檢修[J].科技與企業(yè),2014(22).

張曉珍（1970-），女，漢族，陜西省商洛市商州區(qū)，大學(xué)本科，陜西省中波臺管理中心商州廣播轉(zhuǎn)播臺，工程師。