PAE5100甚高頻接收機(jī)PSU告警故障檢修

張世奎　謝來陽

（民航中南空管局，廣東 廣州 510403）

PAE5100甚高頻接收機(jī)PSU告警故障檢修

張世奎謝來陽

（民航中南空管局，廣東 廣州 510403）

文章介紹了PAE 5100甚高頻接收機(jī)的系統(tǒng)組成，闡述了BIT告警檢測電路工作原理及信號流程，并針對PAE 5100接收機(jī)出現(xiàn)的一例前面板PSU告警故障現(xiàn)象給予分析，并且對檢測和維修過程進(jìn)行了詳細(xì)的說明。

甚高頻；接收機(jī)；PSU；告警；BIT

1　引言

民用航空地空通信是指通過各類民用航空通信設(shè)備來實現(xiàn)航空器、空中交通管制部門、機(jī)場和航空公司運營部門等民用航空飛行活動主體之間的有效無線電語音聯(lián)系和信息交換，保障民用航空飛行活動安全有序地進(jìn)行，甚高頻通信系統(tǒng)是目前民航空管地空無線通信的最主要手段。隨著空域航線、飛機(jī)數(shù)量及相關(guān)業(yè)務(wù)的不斷增加，空管地空通信重要性日益彰顯，因此必須確保通信設(shè)備的有效性、可靠性、安全性。英國PAE甚高頻地空通信系統(tǒng)設(shè)備在世界民航系統(tǒng)得到廣泛使用，其舊款的5000系列在我國部分地區(qū)引進(jìn)使用，包括5100接收機(jī)、5300發(fā)射機(jī)及5600收發(fā)一體機(jī)。由于電臺運行使用年限較長，偶爾會出現(xiàn)一些故障，本文結(jié)合近期設(shè)備維修中實際一例PAE 5100接收機(jī)前面板PSU告警故障對檢測和維修過程給予詳細(xì)說明。

2　PSU告警故障檢修

PAE 5100甚高頻接收機(jī)是民航空管系統(tǒng)地空通信中的經(jīng)典設(shè)備，屬于傳統(tǒng)超外差式調(diào)幅接收機(jī)，它采用模塊化設(shè)計，由功能不同的模塊和電路板組成，包括前面板模塊、電源模塊（PSU）、頻率合成器模塊、射頻轉(zhuǎn)換模塊、中頻和音頻模塊，BIT（Build in test）振蕩模塊、通信接口模塊。甚高頻接收機(jī)從天線端輸入到相應(yīng)頻率射頻AM已調(diào)波信號后，經(jīng)過射頻放大、混頻、中頻放大、各級濾波、解調(diào)、音頻放大、自動增益控制、靜噪等處理變成音頻信號輸出，同時接收機(jī)還具被相應(yīng)的自檢、設(shè)置及狀態(tài)監(jiān)控功能。

2.1故障現(xiàn)象

通過PAE MARC遠(yuǎn)端監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某臺站5100接收機(jī)顯示告警狀態(tài)，現(xiàn)場檢查5100接收機(jī)該前面板ALARM和PSU告警指示燈一直亮，連接無線電綜合測試儀進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)接收機(jī)靜噪門限、接收靈敏度、音頻輸出信號幅度及失真度等相關(guān)測試參數(shù)均正常，接收機(jī)該前面板進(jìn)行BIT自檢測試，前面板模塊、頻率合成器、射頻轉(zhuǎn)換模塊、中頻和音頻模塊均正常，接收機(jī)總體工作性能沒問題，此告警并沒影響接收機(jī)的正常工作。

2.2故障檢修與分析

由于根據(jù)PAE 5100接收機(jī)維護(hù)手冊說明，PSU告警指示燈亮，表明PSU模塊（Power Supply Unit）故障，沒有提供正常的直流電壓。接收機(jī)工作于標(biāo)準(zhǔn)的AC交流電或24V DC直流電的雙電源模式，PSU模塊將AC交流電轉(zhuǎn)換為24V直流電，并轉(zhuǎn)換提供接收機(jī)各模塊所需的相應(yīng)直流電壓，如交流與直流都存在時選擇交流電，交流掉電時自動轉(zhuǎn)到直流供電。對PSU模塊進(jìn)行檢查，二極管整流橋堆BR1輸出電壓Unregulated Supply為+27V，TP7測得送往BIT檢測電路的BIT Unregulated Supply電壓也為+27V，符合要求。集成三端穩(wěn)壓塊IC4（LM317）輸出電壓為+5V，PSU模塊接口CN3-5、6、7腳輸出電壓為+15V，由于這兩個電壓要提供給其他相關(guān)模塊使用，而接收機(jī)整體工作正常，故判斷PSU模塊正常，PSU告警與其無關(guān)。

圖1　BIT告警檢測電路

繼續(xù)查看維護(hù)手冊，發(fā)現(xiàn)5100接收機(jī)內(nèi)部告警檢測電路在中頻和音頻模塊（IF and AF Module），該模塊主要功能包括：兩級中頻放大濾波及AM檢波、自動增益控制、音頻信號處理、接收信號強(qiáng)度顯示、靜噪控制、音頻放大、接收機(jī)內(nèi)部告警檢測等。其BIT告警檢測電路負(fù)責(zé)檢測接收機(jī)內(nèi)部相關(guān)參數(shù)，并且控制前面板相關(guān)告警指示燈，包括ALARM、SYNTH、RF、IF&AF、PSU五種告警信息。

BIT告警檢測電路的核心部分是IC19（GAL22V10）和IC21（ULN2003），GAL22V10是一個通用陣列邏輯（GAL）集成電路芯片，它由五個部分組成，包括輸入端、與陣列部分、輸出宏單元、系統(tǒng)時鐘和輸出三態(tài)控制端。ULN2003 是高耐壓、大電流達(dá)林頓輸出的驅(qū)動芯片，由七個硅NPN 達(dá)林頓管組成。IC19（GAL22V10）由PSU模塊送來的+15V和中頻和音頻模塊IC23產(chǎn)生的+5V共同供電，其電路圖參見圖1。

BIT告警檢測電路相關(guān)信號，unregulated supply；AC LED；Synth RF；Local oscillator；2nd local oscillator；Negative supply generator；Mute signal分別送到GAL22V10的第2、3、4、5、6、7、10腳，其輸出三態(tài)控制端18、19、20、21、23送出BIT-PSU；BIT-IF and AF；BIT-RF；BIT- SYNTH；ALARM LED告警信號到前面板模塊，控制相關(guān)告警指示燈。GAL22V10根據(jù)相應(yīng)送來的檢測信號，根據(jù)芯片內(nèi)的相關(guān)檢測邏輯給出對應(yīng)輸出，告警檢測電路檢測信號及告警信號對應(yīng)的正常狀態(tài)如表1所示。

表1　檢測信號及告警信號正常狀態(tài)

測量IC19第18和23腳電壓，發(fā)現(xiàn)為+2.8V，所以前面板PSU和ALARM告警指示燈導(dǎo)通，正常時第18、23腳輸出電壓均為低電平。由于unregulated supply通過R208、R209分壓后與IC19第23腳連接， unregulated supply通過R210、R211分壓后與IC19第18腳連接，第18、23腳輸出為高阻，通過電阻分壓后其電壓為+2.8V。正常狀態(tài)第18、23腳輸出應(yīng)為低阻，使輸出電平為0，BIT-PSU、ALARM LED信號不起作用。BIT-PSU為高電平，而PSU模塊送來unregulated supply為正常+27V，最大的可能只有GAL22V10故障，拔下GAL22V10用編程儀檢測，其狀態(tài)正常。

檢查IC19的輸入端信號，發(fā)現(xiàn)其4、5、6、7、10腳對應(yīng)電壓均為0V左右，正常模塊為+4.9V左右，因為4、5、6、7、10腳均通過排阻RV1與+5V電壓相連接。此+5V電壓由PSU模塊送給中頻和音頻模塊的+15V電壓提供的，它由三端穩(wěn)壓元件IC23（LM7805）轉(zhuǎn)換產(chǎn)生+5V電壓，電路見圖2。測量LM7805輸入端為+15V，其穩(wěn)壓輸出端為0V，三端穩(wěn)壓元件沒有工作，其輸出電壓通過RV1與IC19相應(yīng)腳連接，所以電壓必然也均為0V。初步判斷IC23故障，拆下LM7805測量其穩(wěn)壓輸出端阻抗值與公共端短路，造成無法輸出正常5V電壓，但是更換新的LM7805后故障現(xiàn)象仍然存在，穩(wěn)壓輸出端電壓仍然為0V。

圖2　中頻和音頻模塊+5V電壓產(chǎn)生電路

再次拆下LM7805，在電路板上測量LM7805輸入端1腳對地電阻，發(fā)現(xiàn)為8Ω，比正常模塊阻值90Ω明顯偏低，因此造成LM7805無法正常工作。+15V電壓與LM7805輸入端1腳之間有電阻R212和濾波電容C139、C113，斷開R212與C139、C113的連接一腳，測量R212阻值100Ω正常。此時測量LM7805輸入端1腳對地電阻仍為8Ω，因此是電容C139或C113的問題，最后檢查確認(rèn)是鉭電容C139故障，其兩端阻值只有9Ω，用電容表無法測量到其正常電容值。造成LM7805輸入端1腳對地電阻被嚴(yán)重扯低至8Ω，LM7805無法提供正常+5V電壓，IC19也就無法正常工作，因此造成IC19第18、23腳輸出為高阻，BIT-PSU、ALARM LED信號就變成高電平+2.8V，前面板BIT-PSU、ALARM告警指示燈亮。

更換鉭電容C139后，LM7805穩(wěn)壓輸出端3腳為+5V電壓，IC19第18和23腳輸出電壓0V，前面板BIT-PSU、ALARM告警指示燈熄滅，此5100接收機(jī)全部工作狀態(tài)正常，告警信號消除，三端穩(wěn)壓元件LM7805和一個并不起眼的電容損壞造成接收機(jī)產(chǎn)生誤告警的故障被排除。

3　結(jié)束語

通過實際設(shè)備維護(hù)工作對PAE 5100甚高頻接收機(jī)前面板PSU告警故障的檢修實踐過程，需要對前面板告警指示所對應(yīng)的含義和模塊有所了解來加以判斷，對PAE 5100接收機(jī)告警檢測電路構(gòu)造有了更深刻的認(rèn)識，更加了解其工作原理及信號流程。在空管設(shè)備維護(hù)檢修中，只要采取科學(xué)的分析方法，參考技術(shù)資料以及正常模塊進(jìn)行逐級檢測，善于專研思考，就可以發(fā)現(xiàn)和解決問題，希望本文的一些維修經(jīng)驗和分析方法對更好的維護(hù)相關(guān)設(shè)備有所幫助。

［1］ 謝來陽，廖新華.PAE 5100甚高頻接收機(jī)頻率合成器故障檢修［J］.空中交通管理，2007（10）:55-56.

［2］ 繆袁泉.甚高頻無線電臺電路組成及故障維修［J］.現(xiàn)代通信，2003（3）:41-42.

［3］ MH4001.2-1995.甚高頻地空通信地面設(shè)備通用規(guī)范第2部分:甚高頻設(shè)備維修規(guī)范［S］.北京:中國民航總局，1995.

Troubleshooting of PAE5100 VHF receiver PSU alarm failure

This paper introduced the system composition of PAE5100 VHF receiver， and the working principle and signal flow of BIT alarm detection circuit is discussed. After that we analyse a case of front panel PSU alarm failure in PAE5100 VHF receiver， the detection and maintenance process are described in detail.

VHF； receiver； PSU； alarm； BIT

TN92

A

1008-1151（2016）04-0009-02

2016-03-01

張世奎（1974－），男，民航中南空管局工程師，從事民航空管通信、導(dǎo)航及監(jiān)視系統(tǒng)安裝、維護(hù)及維修工作；謝來陽（1975－），男，民航中南空管局高級工程師，從事民航空管通信、導(dǎo)航及監(jiān)視系統(tǒng)安裝、維護(hù)維修及研究工作。