GZ-1B型中波發(fā)射機(jī)高末級故障分析及處理

黃飛 南京廣電集團(tuán)中波發(fā)射臺

我臺927khz實(shí)驗(yàn)頻率的中波電子管發(fā)射機(jī)（GZ-1B型）在播出工作中，經(jīng)常會出現(xiàn)高末級電子管fu-33板極過紅的故障現(xiàn)象，無論工作人員對發(fā)射機(jī)的輸出槽路進(jìn)行怎樣調(diào)整，發(fā)射機(jī)始終不能恢復(fù)到正常的播出狀態(tài)。一段時(shí)間后，高末級fu-33陽極因過熱而導(dǎo)致鎢材料升華，附著在電子管的玻璃內(nèi)壁上，電子管因損壞無法再正常工作。

我們知道，當(dāng)電子管發(fā)射機(jī)末級輸出槽路與天線匹配網(wǎng)絡(luò)過度失諧時(shí)，會造成此種現(xiàn)象的發(fā)生。如果是全固態(tài)發(fā)射機(jī)，當(dāng)發(fā)射機(jī)反射功率駐波為1.3時(shí)，或反射功率約達(dá)到17w時(shí)，發(fā)射機(jī)的保護(hù)系統(tǒng)就會自動(dòng)進(jìn)行降功率或直接關(guān)機(jī)。但因電子管發(fā)射機(jī)生產(chǎn)年代較遠(yuǎn)，發(fā)射機(jī)中沒有設(shè)置較為完善的自?？刂葡到y(tǒng)，所以當(dāng)末級輸出槽路與天線匹配網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)失諧時(shí)，高末管fu-33就會因過荷產(chǎn)生高溫而燒壞。因此，針對高末級電子管fu-33過紅的故障現(xiàn)象，我們先將發(fā)射機(jī)在50Ω假負(fù)載上進(jìn)行滿荷試驗(yàn)，調(diào)整發(fā)射機(jī)的“阻抗與調(diào)諧”旋鈕，使發(fā)射機(jī)處于正常的工作狀態(tài)，經(jīng)過長時(shí)間的觀察，沒有發(fā)現(xiàn)高末級電子管fu-33有過紅的故障現(xiàn)象，發(fā)射機(jī)一切正常。然后我們又用阻抗電橋從發(fā)射機(jī)的輸出端口，測試927khz的天饋網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，測得阻抗為47+j10，駐波為1.24。從阻抗匹配角度來看， 雖然天饋系統(tǒng)的阻抗沒有到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)的50Ω，但通過對發(fā)射機(jī)末級槽路的“阻抗與調(diào)諧” 旋鈕的調(diào)整，是可以基本滿足發(fā)射機(jī)末級輸出槽路對阻抗匹配的要求，不會因過度失諧而造成發(fā)射機(jī)高末級fu-33的燒毀。

在不開機(jī)的情況下，我們轉(zhuǎn)動(dòng)該發(fā)射機(jī)的天線倒換開關(guān)，發(fā)現(xiàn)倒換開關(guān)在分離與閉合的瞬間，會出現(xiàn)較強(qiáng)的高頻火花。出現(xiàn)這種現(xiàn)象，說明有外界高頻信號竄入。我們用高頻電壓表實(shí)際測量了發(fā)射機(jī)輸出倒換開關(guān)上的電壓，電壓值為270伏左右。于是我們又測量了927 khz發(fā)射天線塔體上的電壓，測得高頻感應(yīng)電壓為500多伏（在接有匹配網(wǎng)絡(luò)的情況下）。

通過實(shí)際測量，我們發(fā)現(xiàn)天線塔體上的高頻感應(yīng)電壓，主要來自801 khz、900 khz、1008 khz、1170 khz以及省臺的702 khz等頻率。至此，發(fā)射機(jī)高末級fu-33燒毀的故障原因已被查明：高末級fu-33的燒毀，不是因?yàn)榘l(fā)射機(jī)輸出槽路與天線匹配網(wǎng)絡(luò)之間的失諧，而是因?yàn)槠渌蠊β矢哳l信號的竄入造成的。

GZ-1B1kw電子管發(fā)射機(jī)的輸出槽路，是∏型匹配濾波電路，效率較高，但其帶寬較寬，對鄰頻濾波性較弱，抗高頻竄擾能力也不強(qiáng)。為從根本上解決927 khz的竄擾問題，需對927 khz頻率的天線匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和安裝。考慮到我臺頻率和功率的分布情況，我們把927 khz天線匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)成低通高阻型網(wǎng)絡(luò)，這種形式的匹配網(wǎng)絡(luò)，可以有效地抑制1008 khz以上的頻率，而無需再在927 khz匹配網(wǎng)絡(luò)中增加它們的吸收回路。

圖1 927 khz新匹配網(wǎng)絡(luò)

圖1 是我們設(shè)計(jì)的927 khz新匹配網(wǎng)絡(luò)，因702khz遠(yuǎn)離927 khz ，且功率很大，所以直接采用702khz串聯(lián)對地吸收回路，因927 khz與1575 khz雙頻共塔，所以在匹配網(wǎng)絡(luò)中設(shè)有1575khz阻塞回路以保證雙頻共塔的技術(shù)要求。為防止801 khz、900 khz、1008 khz等大功率發(fā)射頻率對927 khz發(fā)射機(jī)的高頻竄擾影響，在927 khz匹配網(wǎng)絡(luò)中，特地加裝了801 khz、900 khz、1008 khz頻率的阻塞、吸收回路。為最大限度地保證927 khz匹配網(wǎng)絡(luò)在±5khz的帶寬里，既具有較好的帶內(nèi)平坦性，又對帶寬外的鄰率有較強(qiáng)的抑制性，從而達(dá)到大幅降低大功率發(fā)射頻率對927khz的竄擾影響，在927khz的網(wǎng)絡(luò)中，對1008 khz頻率采用阻塞回路，而對801 khz、900 khz頻率則分別采用對地吸收回路。在927khz匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試完成后，我們對927 khz匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)際測量，測試結(jié)果達(dá)到了我們的設(shè)計(jì)預(yù)期，具體技術(shù)參數(shù)如下：在帶通為±5khz的情況下，駐波為1.1，對702 khz、1575 khz 、801 khz、900 khz、1008 khz的衰減量分別為65 dB、64 dB、52 dB、22 dB、33 dB，對我臺 1008 khz頻率以上的各發(fā)射頻率衰減量達(dá)到20 dB以上。

在不開機(jī)的情況下，我們再次用高頻電壓表對927khz發(fā)射機(jī)輸出倒換開關(guān)上的高頻感應(yīng)電壓進(jìn)行測試，測得電壓值為6伏左右。6伏左右的高頻感應(yīng)電壓，再經(jīng)過發(fā)射機(jī)末級槽路∏型電路的濾波，已不會對發(fā)射機(jī)高末級的fu-33構(gòu)成任何影響。再次分、合倒換開關(guān)時(shí)，也不再有高頻火花產(chǎn)生的現(xiàn)象。將發(fā)射機(jī)對假負(fù)載調(diào)試好后，對新的927 khz匹配網(wǎng)絡(luò)重新開機(jī)，發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)一切正常。

隨后我們又對927 khz的發(fā)射系統(tǒng)進(jìn)行五大技術(shù)指標(biāo)的測試，測試數(shù)據(jù)如下：信雜比為60 dB，諧波失真度為2%，音頻頻率響應(yīng)為±0.5dB，載波跌落為2%，正負(fù)調(diào)幅不對稱度為2%， 符合發(fā)射系統(tǒng)播出的甲級指標(biāo)要求。

自從我們對927 khz匹配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行技術(shù)改造以后，927 khz發(fā)射機(jī)至今一直處于安全可靠的工作狀態(tài)，再?zèng)]有發(fā)生過因鄰頻竄擾過高，而燒毀末級功放的故障現(xiàn)象。

現(xiàn)在許多發(fā)射臺都已使用全固態(tài)發(fā)射機(jī)，雖然全固態(tài)發(fā)射機(jī)具有較好的自保系統(tǒng)，但因功放模塊上的功放管為RIF-350，正常工作模式又處于開關(guān)狀態(tài)，所以一旦再遭遇高頻電壓的影響，極易損壞。所以本文對全固態(tài)發(fā)射機(jī)防止高頻竄擾也有很好的借鑒作用。