新型調(diào)頻發(fā)射機(jī)故障現(xiàn)象和處理方法

陳士久

【摘要】新型固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)是一種將音頻信號(hào)進(jìn)行信道調(diào)制、功放放大然后通過天饋系統(tǒng)輻射的工作設(shè)備，目前廣泛應(yīng)用于我國(guó)各級(jí)廣播電視臺(tái)和傳播中心。本人從事多年廣播電視發(fā)射的工作，在此以本中心調(diào)頻發(fā)射機(jī)為例，從調(diào)頻發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)組成、激勵(lì)器和功放的工作原理介紹方面入手，淺析固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的日常故障現(xiàn)象、成因、以及處理方法。

【關(guān)鍵詞】新型固態(tài)發(fā)射機(jī);系統(tǒng)原理;故障分類;過激勵(lì)

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.04.020

1. 新型固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)概述

1.1 固態(tài)調(diào)頻發(fā)射機(jī)硬件部分的組成

系統(tǒng)硬件部分 ： 主備激勵(lì)器、前級(jí)分配器、1800W射頻功率發(fā)大器、末級(jí)合成器、主控單元、電控單元、風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、電源模塊單元、定向耦合檢測(cè)單元如圖1。

1.2 系統(tǒng)的工作原理

音頻信號(hào)進(jìn)入激勵(lì)器進(jìn)行信道編碼、音頻調(diào)適、頻率搬移、初級(jí)放大后經(jīng)前級(jí)三分配，經(jīng)過功放單元的逐級(jí)射頻放大合成后經(jīng)過低通濾波器通過天饋發(fā)射出去。在整機(jī)檢波部分中輸出/反射功率取樣信號(hào)通過正向、反向檢波線進(jìn)入檢波板后，經(jīng)檢波成直流電壓，經(jīng)緩沖放大后分別送AD采樣芯片與最后輸出加法器輸出。采樣值由ARM芯片做頻率校正運(yùn)算通過輸出DA后送到加法器。由運(yùn)放構(gòu)成的加法器將直流電壓信號(hào)，送到主、備激勵(lì)器，用于整機(jī)實(shí)現(xiàn)ALC環(huán)路控制功能、VSWR保護(hù)功能。另外由末級(jí)功放故障產(chǎn)生的保護(hù)信號(hào)也送到加法器，提高加法器輸出電壓，來降低激勵(lì)器的輸出功率從而實(shí)現(xiàn)功放的故障保護(hù)功能。另外頻率校正數(shù)據(jù)信號(hào)通過CAN總線送到主控板，用于輸出與反射功率輸出指示;

在雙激勵(lì)器配置的設(shè)備中，主、備激勵(lì)器RF取樣信號(hào)通過激勵(lì)器主備檢波線送入檢波板，經(jīng)過經(jīng)檢波、放大、比較等環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)，可以將激勵(lì)器的互鎖接點(diǎn)的4V（低電流）以上的高電平拉到近似0.2V左右的低電平，完成激勵(lì)器“互鎖”功能。即在激勵(lì)器輸出功率大于某一值時(shí)，同一時(shí)刻，只有一個(gè)激勵(lì)器有RF輸出，保證主、備激勵(lì)器不能同時(shí)將激勵(lì)功率疊加后給到末級(jí)放大器，造成功放過激勵(lì)，功放損壞。當(dāng)其中一工作激勵(lì)器出現(xiàn)故障后，另一被鎖定的激勵(lì)器將被解鎖輸出射頻功率，從而實(shí)現(xiàn)激勵(lì)器熱備份功能。通常設(shè)置主激勵(lì)器參考點(diǎn)要小于備激勵(lì)器，參考點(diǎn)的設(shè)置與激勵(lì)器輸出功率相關(guān)。

2. 新型發(fā)射機(jī)故障常見故障現(xiàn)象處理方法

2.1 發(fā)射機(jī)的常見故障：

〖異?！皆O(shè)備的工作狀態(tài)點(diǎn)（如功放晶體管電流）不在正常的范圍內(nèi)，但又不至于影響其正常工作的狀態(tài)，這種狀態(tài)在計(jì)算機(jī)監(jiān)控軟件中會(huì)自動(dòng)提示并記錄。

〖報(bào)警〗設(shè)備的外界工作條件不滿足其工作要求，如“無音頻輸入”、“天線駐波比高”等。

〖故障〗設(shè)備自身的不正常狀態(tài)，如“功放過激勵(lì)”缺相等。

〖報(bào)警〗和〖故障〗 ，控制系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)故障處理程序并發(fā)出報(bào)警提示值班人員。

系統(tǒng)處理的故障有以下幾項(xiàng)：

激勵(lì)器單元：無音頻、天線高駐波、本振源失鎖、激勵(lì)器小功放電流不正常、微處理器失效。

功放單元：功放過激勵(lì)、過熱和過載。

AC380V缺相。

開關(guān)電源：交流欠壓、直流過壓、過流和過熱。

“報(bào)警”、“自適應(yīng)調(diào)整輸出功率”和“關(guān)閉射頻輸出”以避免故障蔓延，是監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障保護(hù)的主要措施。

2.2 常見故障具體現(xiàn)象與處理方法

2.2.1 現(xiàn)象名稱：整機(jī)過載

指示狀態(tài)：激勵(lì)器輸出功率降低、功放過載（HIGH VSWR）指示燈亮;主控單元液晶控制屏顯示“駐波高于1.5”，同時(shí)顯示為紅色字體。

典型現(xiàn)象：

激勵(lì)器模塊輸出功率降低，根據(jù)功放過載保護(hù)數(shù)量不同，輸出功率分別降低為，發(fā)射機(jī)額定功率的1/2、1/4、甚至無輸處功率為零。

處理方法：斷開空氣開關(guān)，檢查發(fā)射機(jī)低通濾波器與天饋系統(tǒng)之間的硬饋是否發(fā)燙、是否連接良好，有測(cè)試儀器使用掃頻儀或天線測(cè)試儀測(cè)試天線指標(biāo)，單獨(dú)天線指標(biāo)一般在1.10以下，如果連接有多工器指示指標(biāo)應(yīng)不高于1.20;如無儀器可連接對(duì)應(yīng)的功率的假負(fù)載來粗步的判斷天饋問題或發(fā)射機(jī)本身檢測(cè)電路問題判斷。

2.2.2 現(xiàn)象名稱：功放過載（OVER LOAD）}

指示狀態(tài)：主控單元輸出功率低于日常輸出值;對(duì)應(yīng)功放的（OVER LOAD）紅燈告警并輸出功率為零，末級(jí)功率管電流為靜態(tài)狀態(tài)。

典型現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)的全部功放出現(xiàn)上述指示狀態(tài)時(shí)，此時(shí)整機(jī)輸出功率幾乎為零。

處理方法：

1）檢查每塊功放的射頻輸出頭是否有打火的痕跡;

2）檢查合成器內(nèi)部微帶線是連接完好，以及每個(gè)射頻輸入頭是否與總輸出（41.3口）相通;

3）檢查低通濾波器輸入與輸出之間的是否相通;

4）如以上均無問題，可將主控板與功放之間的CAN通信總線斷開，以判斷是否由主控程序干擾功放內(nèi)部程序造成的功放告警，如果功放正常，可以重新下載主控程序或更換備份主控板。

5）如果斷開主控CAN總線依然告警可通過廠家專用軟件調(diào)節(jié)功放內(nèi)部的參數(shù);如未解決問題可更換功放內(nèi)部的控制板。

2.2.3 現(xiàn)象名稱：功放過激勵(lì)（OVER DRIVE）

指示狀態(tài)：主控單元輸出功率低于日常值，對(duì)應(yīng)功放“OVERDRIVE指示紅燈告警。

典型現(xiàn)象：輸出功率降低，以5KW 3塊功放為例 1塊功放過激勵(lì)器告警整機(jī)輸出功率為原來的1/2;2塊功放告警輸出功率為原來功率的1/4。

處理方法：

1）在主控控制屏查看：狀態(tài)-電控單元 查看每個(gè)電源電流是否均衡，并使用萬用表測(cè)量整機(jī)功放供電處的紅與黑線之間的電壓正常為輸出為+50V。

說明：如發(fā)射機(jī)的開關(guān)電源損壞超過額定數(shù)量的1/2，對(duì)于5KW調(diào)頻發(fā)射機(jī)，一共使用了4個(gè)開關(guān)電源，電流達(dá)不到功放要求的功率值或電源電壓極低導(dǎo)致整個(gè)供電單元功率過低，功放的增益降低導(dǎo)致過激勵(lì)告警。

如果單獨(dú)部分功放輸出功率變小或輸出功率，造成功放出現(xiàn)過激勵(lì)保護(hù)，則要分析功放功率變小或無輸出原因主要有以下幾個(gè)：

a.電源指示燈不亮：檢查功放內(nèi)部50V電壓是否正常;

b.測(cè)量功放內(nèi)部控制板50V轉(zhuǎn)5V開關(guān)電源是否輸出為5V;

c.在控制屏上查看各級(jí)功率管靜態(tài)電流是否正常;如有低于正常值，可首先判斷對(duì)應(yīng)功率的的柵壓是否正常。

d.功放射頻輸入端的是否虛焊、衰減器電阻值是否變化較大，有條件的可以試用掃頻儀，頻譜儀逐級(jí)測(cè)量各點(diǎn)輸入、輸出增益;

e.更換一個(gè)定向耦合器的正向檢波口以判斷是否造成檢波電壓變小，激勵(lì)器的功率升高，功放出現(xiàn)過激勵(lì)保護(hù)。

2.2.4 現(xiàn)象名稱：功放過熱（OVER HEAT）

指示狀態(tài)：主控單元輸出功率低于日常值“OVERHEAT！”對(duì)應(yīng)功放指示紅燈告警。

處理方法：

1）在出風(fēng)口測(cè)量出風(fēng)量是否正?；蜉^小，風(fēng)道進(jìn)風(fēng)口的濾網(wǎng)灰塵是否有的堵塞進(jìn)風(fēng)量不夠等原因，造成過熱保護(hù);參看風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否倒轉(zhuǎn)，如有倒轉(zhuǎn)及時(shí)更換啟動(dòng)電容或風(fēng)機(jī)。

2）功放中熱敏電阻阻值發(fā)生變化，在溫度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)溫度（設(shè)計(jì)溫度70度保護(hù)），導(dǎo)通接地發(fā)出過熱告警;

3）查看與熱敏電阻連接的穿心電容是否對(duì)地導(dǎo)通，導(dǎo)通則過熱告警;

4）功放中合成板是否燒壞或者與功率管直接的跳線是否虛焊功放管的功率不能功率合成，反射功率較大導(dǎo)致功率管過熱從而引起整個(gè)功放過熱。

2.2.5 現(xiàn)象名稱：50V開關(guān)電源故障

典型現(xiàn)象：開關(guān)通信指示燈不閃或不亮，輸出燈不亮;開關(guān)電源出現(xiàn)交流欠壓、直流過壓、過流和過熱等故障時(shí)，電源自動(dòng)保護(hù)。

故障分析：交流欠壓或過壓：380V（+15%～-20%）;直流過壓：額定電壓（+10%）同時(shí)電控相位保護(hù)器對(duì)應(yīng)指示燈亮紅色。

直流過流：額定電流;電源過熱：70度開始保護(hù)。

維修方法

1）.測(cè)量輸入電壓是否在正常范圍內(nèi)，如果電壓正?？晌⒄{(diào)過壓或欠壓設(shè)定范圍值，必要時(shí)更換保護(hù)器。

2）檢查避雷器是否絕緣，以判定是否有缺相電壓。

3） 開關(guān)電源數(shù)據(jù)采集板不通信，更換通信口，新型發(fā)射機(jī)電源為雙通信口。

2.2.6 現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)在工作過程中自動(dòng)關(guān)機(jī)

分析處理：

1） 電控單元中+5V電源是否正常，導(dǎo)致電控單元無法工作，從而使相應(yīng)的繼電器無法發(fā)吸合;

2）主控單元中ARM運(yùn)行程序是否正常啟動(dòng)，可由液晶屏判斷，如無字體出現(xiàn)則主控死機(jī);

3）自動(dòng)開關(guān)機(jī)項(xiàng)被誤設(shè)，恢復(fù)正確設(shè)置。

3. 結(jié)束語

廣播電視是我黨重要的宣傳陣地，保障設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行和故障的及時(shí)處理意義重大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步廣播電視發(fā)射設(shè)備在不斷的更新?lián)Q代，我們做為技術(shù)人員也要與時(shí)俱進(jìn)緊跟時(shí)代步伐學(xué)習(xí)掌握新的技術(shù)知識(shí)，以便在實(shí)際工作中及時(shí)處理故障保證安全播出。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高吉祥.廣播電視技術(shù)概論.西安交通大學(xué)出版社，2011.