中波發(fā)射機(jī)射頻欠激故障分析及維修實(shí)例

張科學(xué) 李國(guó)棟

【摘要】射頻激勵(lì)信號(hào)在中波發(fā)射機(jī)的射頻系統(tǒng)中具有極其重要的地位。本文以DAM數(shù)字發(fā)射機(jī)為例，簡(jiǎn)析射頻鏈路放大過(guò)程，并結(jié)合具體實(shí)例分析常見射頻欠激故障的原因及分析處理過(guò)程。

【關(guān)鍵詞】射頻;中波發(fā)射機(jī);欠激故障

中圖分類號(hào)：TN929? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2021.13..025

當(dāng)前在用的大多數(shù)數(shù)字中波發(fā)射機(jī)功放采用的都是MOS場(chǎng)效應(yīng)管丁類放大器，讓場(chǎng)效應(yīng)管工作在開關(guān)狀態(tài)，直接進(jìn)入飽和區(qū)。如果激勵(lì)驅(qū)動(dòng)幅度太小，場(chǎng)管長(zhǎng)時(shí)間工作在放大狀態(tài)，熱損耗會(huì)大幅增加，功放管溫度過(guò)高會(huì)，使用壽命就會(huì)減少;如果激勵(lì)驅(qū)動(dòng)過(guò)大，場(chǎng)管容易擊穿造成場(chǎng)管的損壞。所以必須要對(duì)激勵(lì)驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，設(shè)置適當(dāng)?shù)拈T限，防止激勵(lì)驅(qū)動(dòng)過(guò)高或者過(guò)低。

1. 發(fā)射機(jī)射頻系統(tǒng)流程

高頻激勵(lì)器，是將晶體振蕩器產(chǎn)生的4.604MHz的正弦波信號(hào)經(jīng)過(guò)采樣及頻率合成變成我們所需頻率的方波信號(hào)，其輸出信號(hào)電平為4-4.5Vp-p;緩沖放大器的主要作用是將激勵(lì)器送來(lái)的方波信號(hào)放大到一定的電平，最后通過(guò)寬頻帶網(wǎng)絡(luò)輸出，其輸出電平峰值約為18-20Vp-p;緩沖放大器供電電壓為30V分壓可調(diào)，通過(guò)調(diào)整分壓電阻改變電壓從而可以改變輸出電平幅度;前置驅(qū)動(dòng)級(jí)是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的功放板，一般工作在半橋狀態(tài)，其輸出信號(hào)電平為20-23Vp-p，前置驅(qū)動(dòng)供電電壓通過(guò)緩沖放大板的熔斷絲送過(guò)來(lái)，為可調(diào)60V電壓，通過(guò)改變電壓可調(diào)整輸出的激勵(lì)水平;射頻驅(qū)動(dòng)級(jí)是由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功放板組成，其輸出經(jīng)合成母板合成后，分配至末級(jí)功放。推動(dòng)級(jí)的供電電壓是115V，其中有一個(gè)功放模塊由驅(qū)動(dòng)電源板供電，形成環(huán)路補(bǔ)償，自動(dòng)調(diào)整驅(qū)動(dòng)級(jí)的輸出激勵(lì)水平，其輸出信號(hào)電平為20-23Vp-p;末級(jí)放大由多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功放板組成，在合成母板合成后，通過(guò)調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)輸出至天饋網(wǎng)絡(luò)。

2. 欠激故障的檢測(cè)原理及分析

從射頻推動(dòng)分配板取來(lái)射頻信號(hào)，送到高頻變壓器T1。T1次級(jí)有兩組線圈，分別是欠激勵(lì)取樣線圈和過(guò)激勵(lì)取樣。由C42、R82、VD9組成的整流濾波電路將T1輸出的高頻交流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷?，此電壓送到比較器N28的第6腳，與第7腳參考電壓進(jìn)行比較，當(dāng)激勵(lì)信號(hào)變小，取樣直流電壓低于參考電壓時(shí)，比較器N28第1腳輸出高電平，此故障信號(hào)送到二類故障處理電路，執(zhí)行二類故障關(guān)機(jī)重啟過(guò)程，并給出欠激勵(lì)故障顯示。

由于初上高壓時(shí)，高壓電源不穩(wěn)定會(huì)引起射頻欠激，所以欠激封鎖A會(huì)禁止在K1閉合后0.3秒內(nèi);并且欠激封鎖B會(huì)在K1閉合后1.6秒調(diào)整比較電路的參考電平，避免開機(jī)時(shí)的誤動(dòng)作。

欠激故障的射頻取樣點(diǎn)在驅(qū)動(dòng)分配板的輸出端即射頻驅(qū)動(dòng)分配版的輸出電平（送至末級(jí)功率放大管）應(yīng)滿足一定范圍20-23Vp-p。在驅(qū)動(dòng)分配板之前的所有射頻電路中的電平偏低或者缺失都會(huì)引起欠激故障。因此在處理欠激故障時(shí)，也應(yīng)該先去檢查下前面的射頻鏈路是否工作正常，包括激勵(lì)故障、緩沖故障、30V和60V電壓故障、前置驅(qū)動(dòng)故障、射頻驅(qū)動(dòng)調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)故障、連接線和拔插件接觸是否良好等問(wèn)題。

3. 欠激故障的檢查及判斷流程

（*）短接A32中VD10負(fù)極和VD11正極，相當(dāng)于把欠激故障信號(hào)接地即去掉欠激保護(hù)，在即使存在激勵(lì)不足的情況下也能正常開機(jī);在這種情況下開機(jī)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)有可能幅度不足會(huì)造成大面積末級(jí)功放損壞，所以應(yīng)把末級(jí)功放供電去掉。

4. 幾例典型與欠激相關(guān)的故障維修實(shí)例

4.1 激勵(lì)故障

故障現(xiàn)象：面板激勵(lì)亮紅燈，復(fù)位無(wú)效

查找與分析：打開中門，找到激勵(lì)板，發(fā)現(xiàn)外部激勵(lì)紅燈亮。但我們沒(méi)有加入外部激勵(lì)，因此判斷故障再外部激勵(lì)與本機(jī)激勵(lì)切換部分（電路如圖5）。

在這里我們可以看到D1的5腳和13腳分別是兩個(gè)傳輸門的控制端，有外部激勵(lì)時(shí)13腳是高電平，5腳是低電平，否則相反。正常無(wú)外部激勵(lì)時(shí)V3截止，C端輸出高電平，從而使13低電平而5腳高電平，D1C傳輸，本機(jī)激勵(lì)正常輸出。用萬(wàn)用表測(cè)量V3C端1.8V，從而判斷V3軟擊穿，更換后恢復(fù)正常。

4.2 緩沖放大故障

故障現(xiàn)象：面板緩沖紅燈亮，復(fù)位無(wú)效

查找與分析：打開中二門，找到緩沖放大板，緩沖放大包括三級(jí)放大。第一級(jí)將激勵(lì)來(lái)的4-4.5Vp-p的方波信號(hào)放到到接近15Vp-p，然后去驅(qū)動(dòng)第二級(jí);第二級(jí)由V1、V2及寬頻帶耦合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，輸出至T1的初級(jí)繞組;第三級(jí)由V3、V4兩個(gè)場(chǎng)管組成，再經(jīng)寬頻網(wǎng)絡(luò)輸出。我們首先觀察元器件有無(wú)過(guò)熱發(fā)黑，保險(xiǎn)絲爆掉，然后去逐級(jí)測(cè)量，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)其供電+15V電壓不足，疑似穩(wěn)壓管VD5損壞，更換穩(wěn)壓管后，復(fù)位開機(jī)，工作正常。

4.3 泄放電路故障

故障現(xiàn)象：開機(jī)后面板欠激紅燈，復(fù)位無(wú)效。再次開機(jī)后有燒焦的味道

查找與分析：開機(jī)有燒焦的味道，首先要檢查的是高壓電源部門，打開電源柜門，下部變壓器正常;+230V電壓保險(xiǎn)絲燒壞，其余保險(xiǎn)絲正常;整流濾波電路未發(fā)現(xiàn)異常;頂部電源泄放板，電阻已燒黑燒炸。因此泄放電路肯定存在短路問(wèn)題，經(jīng)檢查前面的P350管對(duì)地?fù)舸?，泄放電路的工作原理是?dāng)發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)，主繼電器K1、K2的常閉出點(diǎn)吸合作為控制信號(hào)送至A29，使P350導(dǎo)通，從而230V電源從銅牌經(jīng)R101-R104放電。因P350被擊穿而導(dǎo)致230V直接通過(guò)電阻放電，造成電阻燒壞，保險(xiǎn)爆掉，230V電壓缺失從而引起欠激故障。

4.4 功放亮紅燈，頻繁燒功放。

故障現(xiàn)象：功放紅燈亮，有大量功放損壞，修復(fù)后的功放在不長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)頻繁燒壞。

查找與分析：功放頻繁燒壞，考慮幾個(gè)方面，網(wǎng)絡(luò)槽路不穩(wěn)定？電源電壓異常？激勵(lì)信號(hào)幅度不足？但是都沒(méi)有相對(duì)應(yīng)的故障出現(xiàn)。經(jīng)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)F幅度Vp-p在18左右，信號(hào)幅度偏小，沒(méi)有達(dá)到20-23Vp-p的要求。因此欠激保護(hù)電路應(yīng)該存在故障，測(cè)量A32的N28的7腳電壓3.7V，比正常值偏小一點(diǎn)，但也在正常范圍內(nèi)。從射頻表頭看，射頻驅(qū)動(dòng)8A為110V，8B為90V，明顯和正常值不同，問(wèn)題應(yīng)該出在預(yù)驅(qū)動(dòng)放大及驅(qū)動(dòng)合成部分。觀察面板無(wú)異常顯示，功放板也已經(jīng)檢查并更換，故障依然存在。在預(yù)驅(qū)動(dòng)部分有14個(gè)標(biāo)準(zhǔn)功放板，正常情況下D1-D4，D11-D14是常開，D5，D9，D10是手動(dòng)控制，在出場(chǎng)時(shí)已經(jīng)根據(jù)頻率及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行預(yù)設(shè)過(guò)了。D8能動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功放驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度的波動(dòng)，當(dāng)閉環(huán)工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)電源調(diào)整板采樣功放驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，通過(guò)控制8A、8B電壓來(lái)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度。D7是自動(dòng)切換的功放驅(qū)動(dòng)板，當(dāng)D8補(bǔ)償不足時(shí)，D7啟動(dòng)。D6為備用功放驅(qū)動(dòng)板，當(dāng)驅(qū)動(dòng)板有損壞或者驅(qū)動(dòng)不足時(shí)，可以手動(dòng)投入使用。對(duì)比我們的故障現(xiàn)象，8B已經(jīng)達(dá)到90V，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)信號(hào)不足，D7未啟動(dòng)，有兩個(gè)方面，第一未到D7啟動(dòng)范圍;第二D7損壞。經(jīng)檢查D7存在異常，修復(fù)后D7啟動(dòng)。在這里我們采取了啟動(dòng)D6，即手動(dòng)將驅(qū)動(dòng)編碼板的S1撥至“ON”，將備用驅(qū)動(dòng)功放板投入使用，從而使8A降至60V。再次測(cè)量驅(qū)動(dòng)信號(hào)幅度21.8Vp-p，使用數(shù)月未再有頻繁燒功放現(xiàn)象。

4.5 調(diào)制編碼板故障

故障現(xiàn)象：欠激亮紅燈，復(fù)位無(wú)效。

查找與分析：按照欠激故障的傳統(tǒng)查找流程，激勵(lì)、緩沖、中放包括拔插件、可調(diào)電感、調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)電容等都進(jìn)行了檢查，A32監(jiān)測(cè)板也進(jìn)行了仔細(xì)檢查，均未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。后查音頻部分，發(fā)現(xiàn)調(diào)制編碼板+5V缺失，保險(xiǎn)絲似接非接，更換后復(fù)位開機(jī)，工作正常。

5. 結(jié)束語(yǔ)

中波的欠激故障涵蓋了射頻驅(qū)動(dòng)部門的大多數(shù)電路，其構(gòu)成復(fù)雜，相關(guān)元器件故障點(diǎn)比較多，查找和判斷相對(duì)來(lái)講比較復(fù)雜。在日常的工作中，應(yīng)該熟記相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的電壓、幅度、波形等相關(guān)信息，對(duì)于故障的快速判斷和及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理都能夠起到事半功倍的作用。因本人學(xué)識(shí)尚有欠缺，以上分析如有不妥之處或者錯(cuò)誤，往廣大同行不吝賜教。

參考文獻(xiàn)：

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