關于全固態(tài)中波發(fā)射機設計的改進

楊龍慶 周偉

摘要：北廣科技ZF-5B 5KW PDM中波廣播發(fā)射機因設計上的技術缺陷，在實際播出應用中頻繁損壞線路板、元器件，導致發(fā)射機不能正常工作。本文闡述了找尋故障點和維修故障的方法，探尋故障發(fā)生的原因，在技術上對發(fā)射機設計缺陷進行改造。

關鍵詞：全固態(tài)中波發(fā)射機 設計 改進

發(fā)現故障

北廣科技生產的ZF-5B 5KW PDM全固態(tài)中波發(fā)射機是安徽廣播電視臺農村廣播1008千赫茲頻率的備機。機器面板由微機控制器控制并采用LED顯示屏，顯示屏界面有入射功率、反射功率、功放電壓、電流、調幅度、天線零位等機器運行狀態(tài)和故障原因顯示，機器運行狀態(tài)一目了然，能監(jiān)視運行狀態(tài)和快速處理故障。此發(fā)射機采用脈寬調制，高末級使用8只調制/功率放大器，工作于丁類放大狀態(tài)，經功率合成后輸出，整機效率可達75%以上。

在一次例行設備維護中，我們在倒換各頻率備機檢查各備機工作情況是否良好時，發(fā)現1008千赫茲備機不能正常工作。故障表現為面板故障燈（紅）閃亮，機器高壓正常但沒有功率，拉開外門，看到所有調制、功放小盒調制輸出指示燈均不亮，其他各單元均正常，查看狀態(tài)量窗口顯示調制推動故障，所以判斷是調制推動故障封鎖調制導致沒有功率輸出。封鎖調制即調制驅動信號被保護電路鉗位到地，保持PA盒內MOS場效應管源漏極間電壓為零，使RF載波功率輸出下降或者為零，保護MOS場效應管的安全。

故障原因

封鎖調制故障可以從PA盒內局部封鎖調制保護電路和智能控制系統(tǒng)整體封鎖調制保護電路兩個部分判斷故障點。PA盒內局部封鎖調制保護電路一般是因MOS功放管損壞或者邏輯電平變換器、調制器電路故障引起的。發(fā)射機智能控制系統(tǒng)封鎖調制保護電路動作的主要原因有：RF過流、RF驅動電平異常、駐波故障、15V電源故障。正常時RF電流采樣為正弦波3V值，RF驅動電平采樣為DC25V-30V，經過檢查MOS功放管、RF電流采樣信號、RF驅動電平監(jiān)測電路、-15V電源后都未發(fā)現故障點。在查找設計圖紙后，確定故障點應該在脈寬調制器部分，線路圖如圖1所示。

正常情況下，調制推動封鎖端和調制推動啟動端為低電平狀態(tài)，經過N10、N11、N12反相器三次反向后，N12后端為高電平，N12前端為低電平，所以VD17綠燈亮，VD17紅燈不亮，R72后端為低電平正常狀態(tài)去推動調制。

經觀察和測量，VD17紅燈亮，調制推動故障端為高電平故障狀態(tài)，調制推動封鎖輸入端為高電平故障狀態(tài)，所以判定故障點不是在脈寬調制器線路板中，而是在上游電路中。于是查找調制推動封鎖來路——輸出檢測板天線駐波比檢測電路，線路圖如圖二所示。

經過分析，故障點在輸出檢測板的駐波保護電路上。正常情況下，由天線駐波比檢測電路和電流過大檢測電路送來的低電平信號分別送入R7、R38到V1、V2三極管的基極，從而使得V1、V2三極管處于截止狀態(tài)，在上拉電阻R37的作用下使得反相器N10輸入端為高電平，經過兩次反向后的高電平送入V3的基極，所以V3飽和導通，V3的集電極輸出低電平去脈寬調制器。于是我們更換了V1、V2兩個三極管。

技術改進

在之后的幾次例行維護時，該發(fā)射機又出現了同樣的高壓正常但沒有功率的故障，同樣是V1、V2被擊穿這一故障原因，而且在此期間備機并沒有工作過。經過分析后，考慮到發(fā)射機在沒有工作的情況下V1、V2被擊穿，不應該是機器內部線路板電流過大擊穿V1、V2，應該是外部高頻雜波或者是引線過長產生的某個諧波的串入擊穿了V1、V2。

如果只是像之前只是更換V1、V2，一段時間后這兩個三極管肯定還會被擊穿損壞，導致備機故障不能工作。經過討論分析，我們制定了兩個方案。方案一：在V1、V2的基極的下拉接地電阻R8、R40兩端分別并聯(lián)一個電容，組成RC并聯(lián)濾波電路；方案二：如果方案一達不到效果，在R7、R38后端采用L型濾波電路或者型濾波電路。根據方案一，在V1、V2基極的下拉接地電阻R8、R40兩端分別并聯(lián)一個1000pf左右的小電容，用于濾除高頻雜波，提高抗干擾能力，保護V1，V2不被擊穿。改進后的電路圖如圖三所示。

在R8和R40兩端分別并聯(lián)小電容組成RC并聯(lián)濾波電路，RC并聯(lián)濾波電路既可通過直流又可通過交流信號，并聯(lián)濾波電路的轉折頻率：f0=2RC。當輸入信號頻率小于f0時，信號相對電路為直流，電路的總阻抗等于R；當輸入信號頻率大于f0時C的容抗相對很小，總阻抗為電阻阻值并上電容容抗，當頻率高到一定程度后總阻抗為0。由圖紙得知R8、R40阻值均為1KΩ，C1、C2電容為F，經計算f0≈159KHz。由于近場強高頻雜波頻率遠高于159KHz，所以該濾波電路可以很好地濾除高頻雜波保護V1、V2不受損壞。

結論

此電路如此改造后，經過一段時間發(fā)射機實際播出的檢驗，V1、V2再也沒有被損壞，故障點被消除，確保了備機隨時可以工作。如果此故障不能排除，發(fā)回廠家維修換板，會造成1008KHz單機長時間不能工作影響安全播出，另外費用會比較高。此次對該發(fā)射機的技術改造既節(jié)省了成本，又達到了預期設計目標。（作者單位：安徽廣播電視臺阜陽發(fā)射臺）

參考文獻：1.北京北廣科技股份有限公司：《ZF-5B 5KW PDM 中波廣播發(fā)射機技術說明書》。

2.陳曉衛(wèi)：《全固態(tài)中波廣播發(fā)射機使用與維護》，中國廣播電視出版社。

3.劉洪才：《廣播發(fā)射與衛(wèi)星傳輸理論基礎》，中國廣播電視出版社。