數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的維修淺析

王建中

（作者單位：甘肅省民勤縣廣播電視臺(tái)）

1 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的組成、性能及工作原理

1.1 數(shù)字發(fā)射機(jī)的組成

數(shù)字電視發(fā)射機(jī)主要是由激勵(lì)器、前置放大、末級(jí)功放、濾波器、開(kāi)關(guān)電源等組成，功率較大的數(shù)字電視發(fā)射機(jī)還有監(jiān)控單元、切換單元、授時(shí)器、功率分配器、功率合成器、冷卻裝置等，如圖1所示。

圖1 數(shù)字電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)框圖（1 kW）

1.2 數(shù)字發(fā)射機(jī)的性能和技術(shù)特點(diǎn)

數(shù)字發(fā)射機(jī)性能指標(biāo)高、運(yùn)行穩(wěn)定、質(zhì)量可靠，有以下技術(shù)特點(diǎn)：功放單元采用LDMOS放大管且工作在AB類(lèi)狀態(tài)，增益高、線(xiàn)性好、輸出能力強(qiáng)；具有完善的工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能和遠(yuǎn)程控制功能；具有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)溫、過(guò)駐波比保護(hù)功能；功放單元及開(kāi)關(guān)電源均可熱插拔，且開(kāi)關(guān)電源對(duì)功放單元實(shí)行一對(duì)一供電，當(dāng)某個(gè)電源或者功放出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)不影響其它功放的正常工作，方便檢測(cè)與維護(hù)；采用雙激勵(lì)器工作且互為備份，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換；采用預(yù)失真技術(shù)，改善信號(hào)的非線(xiàn)性失真。

1.3 數(shù)字發(fā)射機(jī)的工作原理

前端壓縮編碼、復(fù)用打包后生成的傳輸碼流信號(hào)（TS流）首先輸入到激勵(lì)器，激勵(lì)器是發(fā)射機(jī)的核心，發(fā)射機(jī)的很多工作是由激勵(lì)器來(lái)完成的，激勵(lì)器性能指標(biāo)的優(yōu)劣直接決定著發(fā)射機(jī)的性能，它的主要作用就是進(jìn)行信道編碼和調(diào)制，在地面數(shù)字電視傳輸中，由于多徑效應(yīng)的影響較嚴(yán)重，激勵(lì)器往往引入抗多徑干擾效果顯著的COFDM技術(shù)，即編碼正交頻分復(fù)用調(diào)制，所以激勵(lì)器有時(shí)也叫COFDM調(diào)制器。COFDM技術(shù)是一種并行調(diào)制技術(shù)，它是由大量子載波構(gòu)成，可以抗多徑干擾。激勵(lì)器采用主備工作方式，以保證發(fā)射機(jī)的工作更加穩(wěn)定可靠，主備激勵(lì)器送來(lái)的射頻信號(hào)首先進(jìn)入切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)主激勵(lì)器出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換到備用激勵(lì)器，當(dāng)主激勵(lì)器恢復(fù)正常時(shí)，切換開(kāi)關(guān)自動(dòng)將信號(hào)恢復(fù)到主激勵(lì)器。信號(hào)經(jīng)切換開(kāi)關(guān)后進(jìn)入前置放大單元，前置放大單元主要有濾波器、電平控制器、放大模塊等組成，主要作用是對(duì)輸入的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波、電平控制、緩啟動(dòng)和預(yù)放大。同時(shí)，對(duì)信號(hào)提供AGC控制，以保證設(shè)備輸出功率穩(wěn)定。信號(hào)經(jīng)過(guò)前置放大單元預(yù)放大后進(jìn)入功率分配器，功率分配器將信號(hào)分配成3路（或4路），分別進(jìn)入到不同的功放單元進(jìn)行功率放大，功放單元是發(fā)射機(jī)中的重要組成部分，對(duì)發(fā)射機(jī)的功率輸出具有決定性作用，信號(hào)經(jīng)過(guò)幾個(gè)功放單元放大后進(jìn)入到功率合成器，再經(jīng)過(guò)帶通濾波器進(jìn)行濾波，最后通過(guò)天饋系統(tǒng)發(fā)射出去。

2 發(fā)射機(jī)的維修

數(shù)字發(fā)射機(jī)集成度高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，維修較困難，數(shù)字發(fā)射機(jī)維修是一項(xiàng)理論與實(shí)際相結(jié)合的工作，實(shí)際操作性很強(qiáng)，既要有充足的理論知識(shí)，又要在平時(shí)檢修中多積累經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)多年的維修所得，發(fā)射機(jī)故障一般有電源故障、功放損壞、激勵(lì)器故障、反射過(guò)大等。另外，還有過(guò)熱保護(hù)、冷卻系統(tǒng)故障、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)、濾波器失調(diào)、授時(shí)器失鎖等。

2.1 發(fā)射機(jī)的電源故障

發(fā)射機(jī)的電源故障既有外部電源的故障（如電壓偏高、偏低、缺項(xiàng)等），又有發(fā)射機(jī)內(nèi)部開(kāi)關(guān)電源故障，這里談一談在維護(hù)中遇到的開(kāi)關(guān)電源故障。開(kāi)關(guān)電源按接負(fù)載的形式可以分為串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種，串聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源因?qū)儆跓岬装逍?，現(xiàn)在很少使用已被淘汰；并聯(lián)型開(kāi)關(guān)電源輸出端和市電通過(guò)變壓器、電容等隔離，安全性能好，現(xiàn)在的電器設(shè)備中廣泛應(yīng)用的就是并聯(lián)型他激式四管全橋脈沖可調(diào)式開(kāi)關(guān)電源。開(kāi)關(guān)電源的工作原理就是先將220 V市電整流濾波，整流后得到一個(gè)大約300 V的脈動(dòng)直流電，然后進(jìn)入振蕩電路、通過(guò)變壓器的次級(jí)變換成所需的電壓，再通過(guò)整流和濾波得到一個(gè)輸出穩(wěn)定的直流電壓。在實(shí)際的電路中，為濾除雜波、減小波紋系數(shù)、抗干擾、保護(hù)開(kāi)關(guān)電源等，加入了過(guò)壓、過(guò)流、濾波、抗干擾等電路，所以只有了解開(kāi)關(guān)電源的原理構(gòu)造，才能在維護(hù)檢修中得心應(yīng)手，盡快排除故障。

維修實(shí)例：距離甘肅省民勤縣廣播電視臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“我臺(tái)”）較遠(yuǎn)的南湖中繼站發(fā)生故障，用戶(hù)反映接收不到信號(hào)，從機(jī)頂盒調(diào)出接受信息看，既沒(méi)有信號(hào)強(qiáng)度有沒(méi)有信號(hào)質(zhì)量，說(shuō)明發(fā)射機(jī)沒(méi)有工作，此中繼站使用1臺(tái)200 W野外型發(fā)射機(jī)，安裝在距離地面10 m有余的移動(dòng)塔上（移動(dòng)塔高50 m左右），所有的工作單元包括濾波器、激勵(lì)器、功放、電源等都集中安裝在一個(gè)機(jī)箱里面，屬于一體型風(fēng)冷散熱。維修時(shí)，先檢查向發(fā)射機(jī)供電的穩(wěn)壓電源、空氣開(kāi)關(guān)、電源定時(shí)開(kāi)關(guān)、供電線(xiàn)路以及解調(diào)調(diào)制器等都正常，說(shuō)明發(fā)射機(jī)內(nèi)部存在故障，之后打開(kāi)發(fā)射機(jī)前面蓋板，里面指示燈全部熄滅，用萬(wàn)用表檢查12 V開(kāi)關(guān)電源的交流輸入端（220 V）正常而直流輸出端沒(méi)有12 V電壓，說(shuō)明12 V開(kāi)關(guān)電源損壞，12 V電壓是此發(fā)射機(jī)的基準(zhǔn)電壓，沒(méi)有12 V電壓，推動(dòng)功放工作的48 V開(kāi)關(guān)電源也不能啟動(dòng)，造成發(fā)射機(jī)停機(jī)。打開(kāi)開(kāi)關(guān)電源蓋板，發(fā)現(xiàn)保險(xiǎn)管已燒毀，首先更換同型號(hào)的保險(xiǎn)管，在斷開(kāi)負(fù)載的情況下開(kāi)機(jī)又燒毀，說(shuō)明開(kāi)關(guān)電源本身有短路性故障，仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)壓敏電阻（14D471K）有裂紋，用萬(wàn)用表測(cè)試呈短路狀態(tài)，證明壓敏電阻已損壞，更換同型號(hào)的壓敏電阻后開(kāi)機(jī)有12 V直流電壓輸出，接入負(fù)載，發(fā)射機(jī)工作，經(jīng)測(cè)試一切正常。

2.2 發(fā)射機(jī)的功放故障

功放對(duì)發(fā)射機(jī)的功率輸出起著決定性作用，也是發(fā)射機(jī)出現(xiàn)故障較多的地方，功放故障是發(fā)射機(jī)檢修的重點(diǎn)難點(diǎn)，故障多一般是LDMOS場(chǎng)效應(yīng)管燒壞，有時(shí)是電壓電流不正常導(dǎo)致過(guò)壓過(guò)流保護(hù)。

維修實(shí)例1：昌寧中繼站200 W發(fā)射機(jī)無(wú)輸出，射頻輸入和供電均正常，打開(kāi)發(fā)射機(jī)蓋板，各指示燈亮，功放塊48V直流電壓正常，功放塊輸入端有射頻輸入而輸出端沒(méi)有射頻輸出，判斷功放燒壞，打開(kāi)功放塊蓋板，發(fā)現(xiàn)LDMOS管有燒焦的痕跡，后更換LDMOS管，發(fā)射機(jī)工作正常。

維修實(shí)例2：主站1 000 W發(fā)射機(jī)輸出功率下降，此發(fā)射機(jī)有4個(gè)功放單元，監(jiān)控單元LCD顯示功放3無(wú)輸出且報(bào)警，測(cè)試4個(gè)功放單元的AGC控制電壓，功放1、2、4的AGC控制電壓為1.6～1.7 V，而功放3的AGC控制電壓超過(guò)1.8 V，調(diào)整功放3的AGC控制電壓，功放3輸出正常，整機(jī)輸出功率也正常，報(bào)警解除，故障排除。分析原因是由于功放3的AGC控制電壓較高，致使功放3輸入電平較高，功放電路過(guò)載保護(hù)所致。

維修實(shí)例3：主站1 000 W發(fā)射機(jī)駐波保護(hù)無(wú)輸出，先將發(fā)射機(jī)輸出接到假負(fù)載，開(kāi)機(jī)一切正常，證明故障在濾波器或者天饋系統(tǒng)，然后分段測(cè)試濾波器和天饋系統(tǒng)，天饋系統(tǒng)反射正常而濾波器反射較大，分析原因可能是濾波器失諧，此濾波器乃高性能高精度帶通濾波器，調(diào)試難度大，需通過(guò)廠(chǎng)家的測(cè)試平臺(tái)方可，由于現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有條件對(duì)濾波器進(jìn)行調(diào)試，返廠(chǎng)調(diào)試后工作正常。

2.3 發(fā)射機(jī)的其它故障

除開(kāi)關(guān)電源和功放故障外，發(fā)射機(jī)的其他故障主要有：發(fā)射機(jī)功率正常但是圖像不正?；蛴旭R賽克，一般是接受端故障、碼流故障、激勵(lì)器故障等；發(fā)射機(jī)駐波保護(hù)不能開(kāi)機(jī)，一般是功放和合成器連接頭故障、合成器故障、耦合器和濾波器故障、天饋系統(tǒng)故障、功放取樣電路故障等；電源缺項(xiàng)、電源電壓偏高或偏低超過(guò)了穩(wěn)壓器的調(diào)節(jié)范圍，這要從交流供電線(xiàn)路上檢查處理；在發(fā)射機(jī)的日常工作中，要注意環(huán)境的溫度、濕度，要注意發(fā)射機(jī)的通風(fēng)、防塵、避雷。另外，對(duì)每一次檢測(cè)維修要做好記錄，以備以后查看對(duì)比分析；要做到定期維護(hù)，及時(shí)消除其中存在的安全隱患，將問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài)，對(duì)一些易損的零配件如保險(xiǎn)管、壓敏電阻、電容、空開(kāi)等要做好備份，以備不時(shí)之用。

在當(dāng)今，數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展日新月異，為確保數(shù)字電視發(fā)射機(jī)穩(wěn)定可靠的工作，我們要多學(xué)習(xí)、多實(shí)踐、多鉆研新技術(shù)，以豐富的理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)際工作，并在實(shí)際工作中積累經(jīng)驗(yàn)，充實(shí)自己的理論知識(shí)，準(zhǔn)確掌握數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的工作原理，做好平時(shí)的維護(hù)工作，及時(shí)排除存在的問(wèn)題，保證數(shù)字電視發(fā)射機(jī)的安全運(yùn)行。