數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)的常見(jiàn)故障及其檢修技術(shù)

楊生林

（甘肅省廣播電視局天祝廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)，武威 733200）

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，廣播發(fā)射事業(yè)取得飛速發(fā)展，廣播發(fā)射機(jī)呈現(xiàn)出自動(dòng)化特點(diǎn)，大型發(fā)射臺(tái)實(shí)現(xiàn)日常工作自動(dòng)化。數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)是應(yīng)用頻率較高的信號(hào)發(fā)射裝置，其傳輸效率高，具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力。由于中波廣播發(fā)射機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)容易。但受制于多種因素影響，中波廣播發(fā)射機(jī)使用中設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)故障難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響設(shè)備使用性，本文分析數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)特征，梳理了數(shù)字調(diào)幅中波廣播常見(jiàn)故障，為相應(yīng)檢修工作開(kāi)展提供參考。

1 中波廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)展

中波調(diào)幅廣播在廣播電視事業(yè)發(fā)展中起到重要作用，中波發(fā)射臺(tái)是輿論宣傳陣地，廣播發(fā)射機(jī)是廣播發(fā)射系統(tǒng)重要部分，實(shí)現(xiàn)廣播發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，能掌握分析中波發(fā)射系統(tǒng)可靠性。廣播發(fā)射臺(tái)工作為工程師保證發(fā)射機(jī)連續(xù)穩(wěn)定工作，值班人員要監(jiān)聽(tīng)播出節(jié)目，巡查發(fā)射機(jī)及附屬設(shè)備。中波固態(tài)廣播發(fā)射機(jī)成為主流設(shè)備，發(fā)射臺(tái)使用新型DAM 數(shù)字幅相調(diào)制中波發(fā)射機(jī)，能提供發(fā)射機(jī)各種參數(shù)檢測(cè)電平輸出。

隨著信息技術(shù)廣泛應(yīng)用，工業(yè)電器設(shè)備大規(guī)模使用新技術(shù)，廣播發(fā)射機(jī)數(shù)字化成為發(fā)展趨勢(shì)。應(yīng)用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)能掌握發(fā)射機(jī)狀態(tài)性能，判斷故障原因，避免發(fā)生停播事故。數(shù)字化等智能設(shè)備大量使用，能代替部分人工工作，節(jié)省人力。廣播發(fā)射系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)備維護(hù)費(fèi)高昂，各類設(shè)備經(jīng)濟(jì)性，穩(wěn)定性是重要的考慮因素，發(fā)射機(jī)數(shù)量多，預(yù)算少的中小發(fā)射臺(tái)采購(gòu)專業(yè)數(shù)據(jù)采集工控系統(tǒng)難以做大，設(shè)計(jì)滿足多數(shù)中小發(fā)射臺(tái)需求的發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，能健全機(jī)房值班人員的工作強(qiáng)度[1]。

隨著科技的進(jìn)步，廣電事業(yè)發(fā)展迅速，廣播發(fā)射機(jī)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，對(duì)控制系統(tǒng)提出了更高要求?？刂葡到y(tǒng)要監(jiān)測(cè)發(fā)射機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到發(fā)展，但存在價(jià)格昂貴，通用性差，后期維護(hù)費(fèi)用高昂等。中小發(fā)射臺(tái)需求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，功能齊全的發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。90年代中期開(kāi)始，中波發(fā)射機(jī)快速發(fā)展，從電子管板調(diào)機(jī)逐漸發(fā)展為脈沖階梯調(diào)制發(fā)射機(jī)，發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)有了良好發(fā)展條件。廣播發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)處理器包括PLC，ARM，控制器特點(diǎn)不同，PLC 可靠性高，微處理器系統(tǒng)開(kāi)發(fā)靈活。采用PLC 控制系統(tǒng)成本較高。我國(guó)8位微處理器在工控系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，但發(fā)射臺(tái)需監(jiān)測(cè)更多數(shù)據(jù)，微處理器處理功能不能較好的滿足要求。使用32位微處理器實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制成為發(fā)展趨勢(shì)。

2 中波廣播發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)原理

廣播電視系統(tǒng)分為節(jié)目制播，信號(hào)發(fā)射與接收，借助多種傳播方式，在設(shè)備終端還原解調(diào)為聲音圖像，信號(hào)發(fā)射將廣電節(jié)目信號(hào)調(diào)制在載波，通過(guò)饋線系統(tǒng)發(fā)送到天線，信號(hào)發(fā)射任務(wù)是由中短波發(fā)射機(jī)等設(shè)備組成發(fā)射系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)。廣播發(fā)射工作是完整的系統(tǒng)，包括電源系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)等。

隨著信息化社會(huì)發(fā)展，我國(guó)中波廣播發(fā)射機(jī)進(jìn)入數(shù)字化，電子管板調(diào)機(jī)被淘汰，大多為DAM 等先進(jìn)調(diào)制方式中波發(fā)射機(jī)。數(shù)字調(diào)幅技術(shù)獲得廣泛使用[2]。

音頻節(jié)目信號(hào)不能遠(yuǎn)距離傳播，通過(guò)空間載體傳播節(jié)目為載波，中波廣播載波頻段為531-1602kHz，調(diào)制音頻寬帶應(yīng)為±4.5kHz，中波頻段寬帶為526.5-1606.5kHz，為實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)遠(yuǎn)距離傳輸，需用載波中介。隨著數(shù)字技術(shù)發(fā)展，很多電流等模擬參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，數(shù)字技術(shù)處理信號(hào)要將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，設(shè)備處理后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量，互逆變換所需設(shè)備為DAC。將時(shí)間為連續(xù)值的模擬信號(hào)送入發(fā)射機(jī)，直流成分控制載波功率，模擬信號(hào)不能直接處理，必須經(jīng)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，控制發(fā)射機(jī)功放單元模塊調(diào)制信號(hào)?？刂菩盘?hào)分為前后兩組。

DAM 型發(fā)射機(jī)有48個(gè)功率放大模塊，能進(jìn)行快速開(kāi)關(guān)，射頻放大器輸出電壓合成形成射頻輸出電壓，功放模塊提供定值輸出電壓，放大器工作數(shù)量固定。音頻信號(hào)瞬間變化，放大器模塊工作數(shù)量變化。DAM 中波廣播發(fā)射機(jī)由電源，射頻等部分組成。射頻部分包括射頻振蕩器，推動(dòng)電源調(diào)整期，射頻分配器等部分。激勵(lì)信號(hào)源發(fā)射射頻信號(hào)，經(jīng)功放級(jí)放大射頻信號(hào)，經(jīng)合成器合成送入陷波率網(wǎng)絡(luò)。音頻部分是發(fā)射機(jī)前端處理部分，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，編碼處理變?yōu)榭刂菩盘?hào)，控制直流穩(wěn)壓板，調(diào)制編碼板。監(jiān)控部分功能是控制保護(hù)，保護(hù)電路與工作人員安全。

3 中波廣播發(fā)射機(jī)常見(jiàn)故障

數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，有賴于技術(shù)人員故障處理，檢修中技術(shù)人員應(yīng)轉(zhuǎn)變思路，對(duì)中波廣播發(fā)射機(jī)常見(jiàn)故障處理，確保數(shù)字調(diào)幅中波廣播處于良性運(yùn)行狀態(tài)。數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)故障主要分為天線故障，功放管擊穿故障等，故障未得到解決會(huì)影響中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行質(zhì)量[3]。發(fā)射機(jī)天線故障發(fā)生在播音階段。發(fā)射機(jī)無(wú)法工作，數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)信號(hào)傳輸功率受阻情況，技術(shù)人員應(yīng)立即檢修。故障主要發(fā)生在視頻轉(zhuǎn)換器中，可有針對(duì)性的進(jìn)行檢修。數(shù)字條幅中波廣播發(fā)射機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)無(wú)序調(diào)幅，易造成發(fā)射機(jī)功能模塊擊穿。

功放模塊損壞原因多樣，不同位置功放模塊重復(fù)損壞可能是場(chǎng)效應(yīng)管絕緣體損傷。修復(fù)后模塊可能發(fā)生，模塊開(kāi)關(guān)電路故障是導(dǎo)致效應(yīng)管損壞的原因，應(yīng)檢查開(kāi)關(guān)電路是否存在器件損壞。推動(dòng)信號(hào)不正確包括電平與相位不正確，要著重檢查推動(dòng)變壓器，及雙向二極管，器件失效會(huì)造成推動(dòng)信號(hào)不正確。修復(fù)模塊時(shí)檢查有無(wú)虛焊，元器件有無(wú)變色現(xiàn)象。同一位置功放模塊損壞原因可能是射頻推動(dòng)信號(hào)異常，主要是電平幅度與相位，功放模塊推動(dòng)電平在23Vp-p 左右，模塊推動(dòng)信號(hào)相位差在5度內(nèi)，如合成母板插頭連接不良等造成故障。正象模塊射頻推動(dòng)信號(hào)相位差在5度內(nèi)，模塊場(chǎng)效應(yīng)管漏極轉(zhuǎn)換波形相差在5度內(nèi)，其他原因可能產(chǎn)生漏極相位超標(biāo)，原因是模塊插接不良，或射頻輸出環(huán)形變壓器存在問(wèn)題。模塊損壞前工作較短時(shí)間，工作溫度偏高。

隨機(jī)位置出現(xiàn)模塊損壞可能為轉(zhuǎn)換器采樣脈沖相位設(shè)置不當(dāng)，產(chǎn)生隨機(jī)模塊損壞故障，檢查轉(zhuǎn)換板拔碼開(kāi)關(guān)位置是否正確，相位補(bǔ)償開(kāi)關(guān)設(shè)置對(duì)發(fā)射機(jī)安全運(yùn)行至關(guān)重要，如S1設(shè)置不當(dāng)，會(huì)增大模塊開(kāi)關(guān)損耗。調(diào)制B 電源用于對(duì)功放模塊開(kāi)關(guān)時(shí)間補(bǔ)償，載波功率10kW，B 電壓在-2～-6V 變化，-6V 對(duì)應(yīng)調(diào)制正峰，可對(duì)照廠家提供預(yù)置表查看電位器電壓，R38在發(fā)射機(jī)出廠前調(diào)好。駐波保護(hù)電路調(diào)制不當(dāng)起不到保護(hù)作用，功放模塊在有天線駐波沖擊時(shí)產(chǎn)生隨機(jī)損壞，按試驗(yàn)按鈕可測(cè)試保護(hù)電路，帶通網(wǎng)絡(luò)LED 燈應(yīng)改顯示紅色，否則說(shuō)明駐波保護(hù)電路故障。如過(guò)載保護(hù)電路調(diào)整不當(dāng)，發(fā)射機(jī)出現(xiàn)過(guò)載可能損壞功放模塊，可查顯示板電位器，比較廠家預(yù)置表。

4 中波廣播發(fā)射機(jī)故障檢修方法

針對(duì)中波廣播發(fā)射機(jī)使用中出現(xiàn)天線故障，應(yīng)做好相應(yīng)檢查工作，對(duì)發(fā)射機(jī)天線調(diào)幅網(wǎng)絡(luò)全面檢查，判定線路是否發(fā)生損傷，提升故障檢修質(zhì)量。技術(shù)人員在科學(xué)性原則下，將發(fā)射機(jī)調(diào)整到假負(fù)載狀態(tài)，確保特定頻率無(wú)線電波正常傳輸，對(duì)單音頻信號(hào)傳輸進(jìn)行檢查。檢查中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立即采取措施排除故障。

檢修故障中考慮發(fā)射機(jī)輸出功率異常與視頻轉(zhuǎn)換器有關(guān)，可通過(guò)發(fā)射機(jī)視頻轉(zhuǎn)換器運(yùn)行原理開(kāi)展檢修工作。發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)內(nèi)部射頻模擬出現(xiàn)輸出信號(hào)，根據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行線路分頻，必須認(rèn)識(shí)到故障原因是視頻邊坡器編碼措施，導(dǎo)致控制設(shè)備失靈。技術(shù)人員可以在發(fā)射機(jī)中加入金屬箔等，增強(qiáng)信號(hào)管控能力，減少發(fā)射機(jī)信號(hào)干擾，發(fā)射機(jī)功率異常能自發(fā)進(jìn)行調(diào)控。擊穿故障應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況了解功能模塊擊穿發(fā)生原理，使用電子測(cè)試器進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)直流電流調(diào)節(jié)器發(fā)生電壓負(fù)載異常，進(jìn)行調(diào)節(jié)器檢測(cè)，采取有針對(duì)性的技術(shù)手段處理故障，為降低設(shè)備故障檢修難度，可根據(jù)發(fā)射機(jī)運(yùn)行實(shí)際做好日常維護(hù)工作。明確設(shè)備維護(hù)主要內(nèi)容，增強(qiáng)發(fā)射機(jī)維護(hù)有效性?？紤]到設(shè)備管理需求，技術(shù)人員應(yīng)細(xì)化維護(hù)周期，完成發(fā)射機(jī)檢修工作。

替代法在確定故障位置時(shí)發(fā)揮作用，故障在功放模塊上無(wú)顯示，例檢發(fā)現(xiàn)失真偏離，檢查發(fā)現(xiàn)故障功放模塊在6號(hào)位置，可利用替代法拔下調(diào)制板5號(hào)模塊U 型跨接線，將5號(hào)驅(qū)動(dòng)信號(hào)接入6號(hào)，發(fā)現(xiàn)故障出現(xiàn)在5號(hào)模塊，可確定6號(hào)模塊調(diào)制編碼器驅(qū)動(dòng)電路故障。檢修時(shí)參考調(diào)制編碼器土，判斷后進(jìn)行修理。懷疑為推動(dòng)信號(hào)電平幅度異常引起模塊損壞，可測(cè)量功放模塊推動(dòng)電平，如電平幅度低于20Vp-p 為異常，正弦波在0VDC 線以下，功放模塊關(guān)斷。測(cè)功放模塊推動(dòng)電平幅度，放大器必須處于開(kāi)啟狀態(tài)，功率放大器在關(guān)閉狀態(tài)下測(cè)得波形在0VDC 線下。