凱騰10KW調(diào)頻功放模塊原理及維護(hù)

（南寧分中心二三六臺維護(hù)部）

1 引言

在調(diào)頻廣播發(fā)射機(jī)中，高頻功率放大器主要是用來放大由調(diào)頻激勵(lì)器送出的射頻已調(diào)波信號。小功率的已調(diào)波信號經(jīng)過一系列的放大和功率合成后，再經(jīng)由饋線送到天線上發(fā)射出去。我臺使用的是凱騰10KW調(diào)頻發(fā)射機(jī)，在日常維護(hù)中統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，功放單元的損壞及由于功放單元損壞產(chǎn)生的其他故障在日常維護(hù)中所占了60%的比例，功放管或功放單元不及時(shí)維修，導(dǎo)致吸收電阻過熱，嚴(yán)重的燒毀，所以功放模塊維修是日常維護(hù)比較重要的工作。

2 1.5KW調(diào)頻功放單元原理

調(diào)頻1.5KW功放單元如圖1所示，單元由威爾金森分配器、威爾金森合成器、30W功放、6×300W功放模塊、CPU監(jiān)控板、低通濾波器和定向耦合器組成，合裝在一塊散熱器平面上。單元供電為直流48V，滿功率電流消耗約46A，總增益36dB，30W功放工作在甲乙類，滿功率電流消耗約1A，300W功放工作在丙類，滿功率電流消耗約7.5A。射頻輸入信號首先由30W功放放大，然后經(jīng)1：6分配器將信號分為幅度相等相位相同的6路，分別去推動6個(gè)完全相同的300W功放。300W功放的輸出由6：1合成器進(jìn)行功率合成，最后經(jīng)低通濾波器和定向耦合器輸出。

圖1 1500W功放單元框圖

圖2 1.5KW功放單元中的300W功放模塊電路

300W功放模塊的電路如圖2所示，由輸入匹配電路、功放管、輸出匹配電路和柵極偏置電路，負(fù)反饋電路組成。

柵極偏置電路：由監(jiān)測單元提供的12V偏置電壓經(jīng)4.7V的穩(wěn)壓管VD1和VD2后，送到RP12分壓調(diào)壓電位器，然后同時(shí)供給V1（BLF278）的兩個(gè)柵極，兩個(gè)柵極的偏壓大小由RP12調(diào)整，R1 C20 R2 C21 構(gòu)成防止振蕩電路。

輸入輸出匹配電路： 經(jīng)不平衡－平衡阻抗變換后，平衡的50Ω輸入阻抗對每個(gè)單管來說是25Ω。如果采用1:4變壓器進(jìn)行阻抗變換對每個(gè)單管來說是12.5Ω。再通過切比雪夫微帶變阻匹配濾波器與BLF278的柵源極阻抗匹配，調(diào)整輸入端的C1可變電容，使輸入匹配為最佳狀態(tài)。輸出匹配回路也采用同樣的電路，使漏－源極輸出阻抗與平衡的50Ω相匹配。輸入、輸出匹配均為寬帶設(shè)計(jì)，而輸出匹配電路在設(shè)計(jì)時(shí)以提高輸出功率和效率為主。

負(fù)反饋防震電路：在V1的兩個(gè)漏－柵之間所加的并聯(lián)反饋電路：R4、R5、R6、R7及C7 C8，用于改善放大器的頻率特性，且用來擬制寄生振蕩。

功率放大器：300W放大器利用大功率BLF278場效應(yīng)管作推挽發(fā)大，增益18DB。

3 常見故障分析及處理

(1)故障現(xiàn)象：抄表時(shí)發(fā)現(xiàn)3號功放單元功率顯示下降，由原來0.88KW降為0.63KW，相對應(yīng)功放的電源電流也跟著下降了5A。

故障分析處理：1.5KW功放單元功率下降，同時(shí)對應(yīng)的功放電源電流又下降5A，進(jìn)入功放模塊查詢I3電流讀數(shù)，I3為0，因?yàn)锽LF278功放管單管工作電流大概為5A，所以判斷可能是300W功放模塊的的大功率場效應(yīng)管損壞。

故障處理經(jīng)過：把功放單元取下，單獨(dú)接上電源和假負(fù)載，通過測量靜態(tài)工作點(diǎn)檢修法，判斷功放管是否正常，末級功放管型號為BLEF278，其正常值為：漏極工作電壓V0=48V，柵極對地電壓VG=2.6～3.2V，靜態(tài)工作電流I=150～400 m A,滿功率工作時(shí)電流約為8A，取樣電阻(0.1Ω)兩端電壓應(yīng)在8到15mv左右，柵極對地電阻應(yīng)為1.5～1.8KΩ左右。通過測量該1.5KW功放單元各子功放電路靜態(tài)工作點(diǎn)（表1）。

通過測量對比發(fā)現(xiàn)3號300W功放管BLF278管柵對地電壓UG1為 7.4V UG2為42.4V，柵地電阻為0.1歐，靜態(tài)異常，判斷為柵漏擊穿，斷電焊出管子，通過電阻檔測量柵漏正反向電阻為0.1歐姆，證明已短路，更換新管之后故障排除。注意更換新管后，加電前先把柵偏壓電位器R12電阻調(diào)最大，讓柵偏壓為0，再慢慢調(diào)大，觀察取樣電阻兩端電壓和其他5個(gè)功放模塊電壓一樣（11mv左右）即可，也可以觀察功放模塊的電流指示（功放面板上多有顯示屏），對6路功放進(jìn)行比較，哪塊功放輸出大和哪塊輸出小。然后微調(diào)6路功放模塊上的R12電位器，通過調(diào)整偏壓使6路功放的輸出基本保持一致，通常允許6路功放的電流差小于0.5A，就認(rèn)為這種狀態(tài)基本上平衡了，也就是各個(gè)功放管放大能力一樣，這樣可以避免威爾金森合成器不平衡而導(dǎo)致吸收負(fù)載過熱，通過更換和調(diào)整管子后，故障修復(fù)。

表1

(2)1.5KW調(diào)頻功放單元功率下降故障

故障現(xiàn)象：1.5KW功放單元功率顯示由之前1.2KW左右下降為680W左右，進(jìn)入功放菜單查詢對應(yīng)功放電源電壓電流及各功放管電流正常。

故障分析：功放由6個(gè)末級300W放大模塊、1個(gè)30W推動模塊、威爾金森分配器、合成器組成，查詢功放菜單靜態(tài)電壓電流正常，剛從發(fā)射機(jī)取下功放單元，發(fā)現(xiàn)5號功放管比其他管子熱，可能是有功放模塊輸出不匹配或者輸出片接觸導(dǎo)致。

故障處理：通過測量靜態(tài)功法工作點(diǎn)和功放電源，發(fā)現(xiàn)除了面板顯示的輸出功率P0不正常其他均正常，判斷1.5KW功放輸出電纜頭接觸不良，重裝后故障依舊，再把功放從發(fā)射機(jī)上取下，仔細(xì)觀察，對比第5個(gè)300W功放管及吸收電阻比其他管的吸收電阻多熱，而且連接帶狀線和合成器板之間焊接點(diǎn)有微微裂紋，綜合判斷300W功放和威爾金森合成器輸入口焊接不良，導(dǎo)致功率下降的原因。由于有一路300W功率沒有加到威爾金森合成器輸入端口，而產(chǎn)生反射波，反射波把300W功放輸出回路當(dāng)成負(fù)載，所以管子及輸出網(wǎng)絡(luò)發(fā)熱，因?yàn)楦鶕?jù)原理：POUT=m·PO·(m-n/m)2合成器6路有1路故障時(shí)，原本大概1200W功率POUT降到680W。用電烙鐵補(bǔ)焊后發(fā)射機(jī)功率回復(fù)正常，故障排除。

(3)調(diào)頻90．1MHz教育頻道吸收負(fù)載極熱故障

故障現(xiàn)像：吸收負(fù)載過熱，1、2號1500W功放單元3DB合成器50歐吸收負(fù)載發(fā)熱異常。

圖3

故障分析：3DB合成器要求輸入端為同頻、同幅、相位差為90度的信號，如圖3所示。

3端吸收負(fù)載發(fā)熱異常，分析一般為3DB合成器1 、2輸入端輸入的信號幅度不同或相位差不為90度時(shí)，而導(dǎo)致吸收負(fù)載的3端由1 、2端耦合和直通過來兩信號不能相互完全抵消，而產(chǎn)生不平衡功率，因?yàn)殡娎|的長度是固定的，相位不會變，可能是功放輸出功率不平衡引起。

故障處理：判斷兩功放單元功率是否一致，通過觀察發(fā)射機(jī)功放單元顯示面板，發(fā)現(xiàn) 1號功放單元比2號功放單元功率小了400多瓦，通過測量1號功放單元靜態(tài)工作點(diǎn)和電阻，功放管正常，試著調(diào)高功放單元的30W前級放大器的增益，既慢慢調(diào)高M(jìn)RF148管的柵偏電壓，發(fā)現(xiàn)吸收負(fù)載端的功率計(jì)功率變小，反復(fù)多調(diào)幾次之后，功率計(jì)調(diào)整到一個(gè)最小值，故障排除。

4 總結(jié)

維護(hù)工作是理論與實(shí)踐的結(jié)合，要仔細(xì)閱讀設(shè)備的隨機(jī)技術(shù)文件資料，了解所使用機(jī)器的工作原理、系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、操作注意事項(xiàng)，避免盲目判斷，錯(cuò)誤處理，擴(kuò)大故障范圍，并對所用的設(shè)備中的組件、器件的功能以及特性參數(shù)要有所了解，對每次維修處理的情況進(jìn)行分析記錄， 只有善于學(xué)習(xí)記錄總結(jié)，才能不斷地進(jìn)步和提高。文中有錯(cuò)誤之處歡迎指正指教！

[1]趙偉．全固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)操作維護(hù)與測試[M]．北京：中國廣播電視出版社，2002：23-24.