DAM中波發(fā)射機(jī)RF模塊的檢修總結(jié)

王艷

摘 ?要：RF模塊是DAM中波發(fā)射機(jī)射頻部分的基本單元，采用晶體管設(shè)計(jì)，有效地降低了發(fā)射機(jī)整機(jī)的功率損耗，縮小了整機(jī)體積，功放級(jí)采用相同的功放模塊，互換通用，提高了設(shè)備的利用率，降低了設(shè)備的故障率，被發(fā)射臺(tái)大量采用。但是由于晶體管抗高壓沖擊能力差，所以RF模塊也成為DAM中波發(fā)射機(jī)最容易損壞的器件，占據(jù)了發(fā)射臺(tái)設(shè)備維護(hù)的大部分維護(hù)量。結(jié)合我臺(tái)實(shí)際運(yùn)用情況，針對(duì)各種故障現(xiàn)象，細(xì)致地分析了產(chǎn)生的原因，總結(jié)大量的故障處理經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)失諧;漏極相位;推動(dòng)信號(hào)

中圖分類號(hào)： TN83 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 經(jīng)常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象

DAM中波發(fā)射機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，前級(jí)和功放級(jí)采用設(shè)計(jì)完全相同的功放模塊。常見的故障現(xiàn)象有3種情況：一種情況是插入功放級(jí)的多個(gè)RF模塊莫名隨機(jī)出現(xiàn)故障;另一種情況是一個(gè)RF模塊插入功放級(jí)的任意位置后很快損壞;還有一種情況是插入功放級(jí)的同一個(gè)插槽位置的RF模塊經(jīng)常出現(xiàn)損壞。

1.1 功放級(jí)的RF模塊發(fā)生隨機(jī)故障

發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)失諧，阻抗不匹配是這類故障常見原因[1]。失諧不匹配將導(dǎo)致發(fā)射機(jī)功放級(jí)效率降低，功率輸出下降，RF模塊發(fā)熱，最終使模塊損壞。解決故障的方法是調(diào)整輸出網(wǎng)絡(luò)達(dá)到諧振匹配狀態(tài)。

發(fā)射機(jī)散熱通道通風(fēng)不順暢，功放級(jí)發(fā)熱，超出功放模塊承受熱量的能力。檢查風(fēng)道清潔情況，更換過濾棉。

模數(shù)轉(zhuǎn)換板的相位設(shè)置不合理，導(dǎo)致每個(gè)RF模塊工作時(shí)未完全達(dá)到開/關(guān)狀態(tài)，在高調(diào)幅度的情況下功放模塊極易損壞。檢查模數(shù)轉(zhuǎn)換板的載頻取樣電路，通過撥碼開關(guān)重新設(shè)置分頻器。

B-電源輸出不正確。B-電源的輸出設(shè)置不當(dāng)是導(dǎo)致RF模塊故障的另一個(gè)原因。B-電源的一個(gè)重要功能是對(duì)RF模塊的開/關(guān)時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)償，10 kW發(fā)射機(jī)無調(diào)制載波輸出時(shí)，B-電壓是-2 V，100%調(diào)幅度時(shí)B-電壓在-6 V。懷疑B-電源設(shè)置不當(dāng)，可以調(diào)整B-電源的電位器重新設(shè)置。

輸出監(jiān)測(cè)電路存在問題。輸出監(jiān)測(cè)電路檢測(cè)天線和濾波器受到的瞬間駐波沖擊，受到?jīng)_擊時(shí)迅速關(guān)閉功放級(jí)，保護(hù)RF模塊。該電路可自檢測(cè)試是否工作正常。

1.2 同一個(gè)模塊插入任意位置均報(bào)故障

場(chǎng)效應(yīng)管IRF350與鑲嵌的散熱器之間有一層絕緣墊片，如果絕緣墊片上附著一點(diǎn)焊錫碎渣或散熱器表面存在毛刺都可能導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管與散熱器之間短路。

RF模塊的開/關(guān)電路存在器件故障，導(dǎo)致模塊不能被快速開啟和關(guān)閉而損壞模塊。尤其是功放模塊總是有一側(cè)出現(xiàn)故障，一般是因?yàn)殚_關(guān)電路的三極管損壞。

RF功放模塊的射頻變壓器存在故障導(dǎo)致RF信號(hào)的相位不正確，加電后燒毀對(duì)應(yīng)的場(chǎng)效應(yīng)管IRF350，檢查同一側(cè)的射頻變壓器和雙向保護(hù)二極管。

1.3 固定位置上插入任意模塊均報(bào)故障

RF模塊的射頻推動(dòng)信號(hào)存在問題。驅(qū)動(dòng)該模塊的RF信號(hào)的幅度和相位不正確，正常情況下，10 kW發(fā)射機(jī)的96路RF信號(hào)的幅度都是23VP-P，相鄰信號(hào)的相位不超過4°。

輸出變壓器出現(xiàn)故障將導(dǎo)致RF模塊不能正常工作。檢查輸出變壓器是否存在打火，開裂，變色或發(fā)熱，輸出變壓器的磁芯長(zhǎng)時(shí)間工作會(huì)出現(xiàn)老化。

發(fā)射機(jī)開/關(guān)控制信號(hào)不正確導(dǎo)致功放模塊損壞，這種故障要檢查調(diào)制編碼電路，正常情況下96路的開關(guān)電平是一致的，對(duì)比故障開/關(guān)控制信號(hào)與周圍控制信號(hào)的電平。

母板插座存在故障導(dǎo)致插入該位置的任一模塊損壞。檢查母板插座是否存在拉弧，呲火等放電現(xiàn)象，母板插座因多次插拔將導(dǎo)致接觸簧片變形，接觸電阻變大。

2 排除故障的檢測(cè)方法

2.1 找出功放級(jí)沒有明確指示（故障指示燈未點(diǎn)亮）故的障RF模塊

通過使用雙蹤示波器觀察模塊工作波形來找出沒有故障提示的故障模塊。以10 kW發(fā)射機(jī)為例，將發(fā)射機(jī)開在低功率3 kW，輸入100 Hz的音頻調(diào)制信號(hào)加到100%調(diào)幅度，此時(shí)將雙蹤示波器的一路探頭探測(cè)調(diào)制監(jiān)測(cè)器的解調(diào)信號(hào)[2]。當(dāng)有模塊故障時(shí)將出現(xiàn)失真的波形，觀察信號(hào)將有如圖1所示上部出現(xiàn)的失真波形信號(hào);使用示波器的另外一路探頭測(cè)試調(diào)制編碼板輸出的臺(tái)階開/關(guān)電平，此時(shí)正常工作的模塊為高電平，故障模塊為低電平，如圖1所示的下部波形。

2.2 檢測(cè)RF模塊的射頻推動(dòng)電平

采用示波器測(cè)量RF模塊的推動(dòng)電平，來尋找故障模塊。測(cè)量時(shí)需要將發(fā)射機(jī)先關(guān)機(jī)，將發(fā)射機(jī)控制板置于“功放關(guān)閉”狀態(tài)，給發(fā)射機(jī)放電，拔掉熔斷器組件板的功放電源保險(xiǎn)，然后再開低壓，用示波器測(cè)量被測(cè)RF模塊場(chǎng)效應(yīng)管的柵極，此時(shí)呈現(xiàn)在示波器顯示屏上的射頻推動(dòng)信號(hào)的正玄波形如圖2所示，波形幅度在23VP-P左右。

2.3 檢測(cè)RF模塊工作時(shí)的漏極相位

如果檢測(cè)RF模塊的推動(dòng)電平幅度相位正常，模塊卻經(jīng)常損壞，則需要考慮模塊的相位是否合適。正常情況下功放模塊之間的漏極相位在+/- 4°范圍內(nèi)，測(cè)試過程如下。1）采用雙蹤示波器，將示波器設(shè)置為交DC耦合，50V一格，掃描軌跡調(diào)整在顯示屏中心。2）設(shè)置示波器為EXT輸入，示波器連接到外同步振蕩器的輸出端。一路探頭測(cè)試RF模塊的漏極。3）發(fā)射機(jī)開中功率5KW，調(diào)整示波器使屏幕的9格呈現(xiàn)一個(gè)完整波形周期，這樣一格占40°相移，作為參考相位參考相位相差4°。4）調(diào)整示波器水平位置，使波形中心處于顯示屏的十字中心線。將另一路示波器探頭測(cè)試其他模塊，其他模塊平移占據(jù)左邊的第一格，與參考相位比較相差4°，對(duì)比參考相位可以接著測(cè)試其他模塊漏極相位。圖3為漏極相移。

導(dǎo)致RF模塊漏極相位出現(xiàn)較大偏差的原因包括RF模塊的自身原因和母板原因。自身原因包括開關(guān)電路，補(bǔ)償變壓器和場(chǎng)效應(yīng)管故障。母板原因檢查環(huán)形合成變壓器和效率線圈。

2.4 推動(dòng)信號(hào)的相位檢測(cè)

RF模塊由A、B 2個(gè)半橋組成，A、B 2個(gè)部分的推動(dòng)信號(hào)相位也不完全一致，正常情況下也在±5°之內(nèi)，懷疑是推動(dòng)信號(hào)導(dǎo)致RF模塊損壞時(shí)可以對(duì)故障模塊的推動(dòng)信號(hào)相位進(jìn)行檢查。將示波器設(shè)置為DC耦合，一格5V，光標(biāo)處于顯示屏中心。設(shè)置示波器的連接振蕩器的輸出監(jiān)測(cè)端，作為同步信號(hào)源。將示波器的一個(gè)探頭測(cè)量RF模塊的一個(gè)柵極輸入端，調(diào)整示波器使推動(dòng)信號(hào)的一個(gè)完整周期的信號(hào)波形在示波器顯示屏的水平位置占據(jù)9格，一格40°，調(diào)節(jié)波形至十字中心位置。調(diào)節(jié)垂直靈敏度，使推動(dòng)電平信號(hào)處于顯示屏十字中心位置，將此時(shí)的波形作為參考波形，用這個(gè)波形的相位和另一路柵極推動(dòng)信號(hào)對(duì)比或需要測(cè)試的其他模塊的推動(dòng)信號(hào)的波形相位進(jìn)行對(duì)比，如果檢測(cè)的推動(dòng)信號(hào)波形向左平移1個(gè)大格，說明被測(cè)推動(dòng)信號(hào)和參考信號(hào)相位相差4°，如圖4所示。一般推動(dòng)信號(hào)的相位偏差較大是由于推動(dòng)變壓器或場(chǎng)效應(yīng)管的輔助電路故障導(dǎo)致。如果更換一塊新的RF模塊后推動(dòng)信號(hào)的相位依然有較大的差異，則應(yīng)該檢查對(duì)應(yīng)的RF電纜。

3 結(jié)語(yǔ)

在中波發(fā)射機(jī)中RF模塊起著重要的作用，但它出現(xiàn)的故障頻率很高，維護(hù)量也最很大，影響發(fā)射機(jī)的滿功率輸出和技術(shù)指標(biāo)，出現(xiàn)故障時(shí)維護(hù)人員需要快速處理故障，避免影響播出質(zhì)量。但是RF模塊故障的原因和現(xiàn)象是多種多樣的，這就要求維護(hù)人員具有較高的技術(shù)水平和豐富的經(jīng)驗(yàn)，該文的分析和總結(jié)希望可以為發(fā)同行帶來幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]劉炳軍，羅濱霖.DX型大功率中波發(fā)射機(jī)典型故障維護(hù)與解析[M].天津：南開大學(xué)出版社，2016：67-68.

[2]陳曉衛(wèi).全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)使用與維護(hù)[M].北京：中國(guó)廣播電視出版社，2002：18.