基于DF100A發(fā)射機(jī)音頻故障的應(yīng)對(duì)策略及處理方法

張凱

摘要：除去控制電路和電源電路，整部發(fā)射機(jī)可分為射頻通道和音頻通道兩個(gè)部分。射頻通道由激勵(lì)器、激勵(lì)前級(jí)、激勵(lì)驅(qū)動(dòng)、功放單元和輸出網(wǎng)絡(luò)等部件構(gòu)成;音頻通道由音頻處理器、調(diào)制器控制、調(diào)制器等部件構(gòu)成。激勵(lì)器的作用是產(chǎn)生本機(jī)工作頻率穩(wěn)定的激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)過激勵(lì)前級(jí)和激勵(lì)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行放大，最后輸入功放單元。調(diào)制器包括音頻處理器和音頻調(diào)制器兩部分電路，作用是對(duì)外部輸入的音頻信號(hào)進(jìn)行處理，加上直流電平，再進(jìn)行變換、控制功率模塊工作，輸出隨著音頻信號(hào)變化的放大了的音頻信號(hào)輸入到功放單元，功放單元將用音頻調(diào)制信號(hào)對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制。調(diào)制后的功率信號(hào)經(jīng)過輸出網(wǎng)絡(luò)輸出到發(fā)射天線。

關(guān)鍵詞：DF100A;發(fā)射機(jī)音頻故障;應(yīng)對(duì)策略;處理方法

引言

DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)是一種性能良好的短波廣播發(fā)射設(shè)備，對(duì)于短波廣播信號(hào)的傳輸發(fā)射有著重要的作用。而在當(dāng)前DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)具體應(yīng)用的過程中，其應(yīng)用效率還在一定程度上受到故障問題的影響。所以，當(dāng)前對(duì)DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)故障問題的進(jìn)行分析和解決，有利于發(fā)射機(jī)工作運(yùn)行效率提高，對(duì)于發(fā)射機(jī)具體應(yīng)用控制也有重要的作用。

1發(fā)射機(jī)音頻系統(tǒng)自動(dòng)控制原理

DF100A發(fā)射機(jī)在原機(jī)基礎(chǔ)上加裝了自動(dòng)化控制系統(tǒng)，音頻系統(tǒng)增加了擴(kuò)展接口板，狀態(tài)監(jiān)測(cè)板、工控機(jī)、自動(dòng)控制開關(guān)等，并將音頻控制信號(hào)通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)板插接到原機(jī)調(diào)制器母版上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)狀態(tài)下監(jiān)測(cè)封鎖功能。自動(dòng)化工控機(jī)通過P32C32數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)采集卡控制擴(kuò)展接口板的音頻繼電器K201，將其+24V送入到狀態(tài)監(jiān)測(cè)板，然后通過原機(jī)調(diào)制器母版進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的監(jiān)測(cè)與控制，實(shí)現(xiàn)了兩套系統(tǒng)獨(dú)立控制的要求。

2音頻系統(tǒng)故障的判斷處理

2.1自動(dòng)手動(dòng)狀態(tài)下音頻信號(hào)不穩(wěn)定故障

無論在自動(dòng)還是手動(dòng)狀態(tài)下，監(jiān)聽發(fā)射機(jī)發(fā)現(xiàn)聲音忽大忽小，伴隨著調(diào)幅度不足的報(bào)警提示;此故障為軟故障，時(shí)好時(shí)壞，排查起來費(fèi)時(shí)費(fèi)力。筆者通過一線部門多年的工作經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)造成此類故障大多是由于自動(dòng)、手動(dòng)控制回路公共部分造成的，重點(diǎn)檢查音頻信號(hào)到輸入輸出板到九單元調(diào)制器直接的板卡，著重檢查輸入輸出板和音頻通路板，以及各板卡插接是否緊固，采用板卡替換法即可輕松處理。另外，機(jī)器本身有故障：高末電子管、頻率合成器、頻率預(yù)制板、雜音指標(biāo)不好等都會(huì)引起音頻系統(tǒng)故障，這類故障易于發(fā)現(xiàn)，只要配合機(jī)器表值和指示就可輕松處理。

2.2噪音干擾

傳輸線路、電源線等電纜中的有用信號(hào)一直受到電子噪聲的影響，信號(hào)完整性和準(zhǔn)確性遭到極大破壞。這里電子噪聲即為電磁輻射干擾的一種常態(tài)，通常是指有用信號(hào)外極易發(fā)生變化的部分，屬于噪聲源中產(chǎn)生較大影響的部分。作為電磁干擾的一種類型，高頻干擾在不同場(chǎng)景下的影響是不同的，主要是對(duì)電纜中信號(hào)產(chǎn)生干擾，無法實(shí)現(xiàn)完整的信號(hào)，在這種情況下，干擾通常會(huì)通過傳導(dǎo)與輻射耦合等兩個(gè)渠道傳播。形成干擾主要由三個(gè)要素組成：①干擾源;②受干擾的接收端;③傳輸通道。解決DF100kWPSM型短波發(fā)射機(jī)受到高頻干擾的核心關(guān)鍵在于如何降低或壓制發(fā)射機(jī)間的串?dāng)_、電源系統(tǒng)的干擾以及發(fā)射機(jī)內(nèi)部的電磁干擾。

3音頻系統(tǒng)故障的應(yīng)急處理

3.1調(diào)制器的積分電路中的故障處理

音頻信號(hào)經(jīng)過音頻處理器疊加直流電平后，輸入運(yùn)放LM319正輸入端。LM319在這里作用是比較器，通過比較正負(fù)輸入端的電壓，決定輸出電平的高低。經(jīng)過比較器后，輸出隨著音頻信號(hào)變化而占空比不同的方波，也稱PWM信號(hào)，即脈寬調(diào)制信號(hào)。在調(diào)制過程中，音頻信號(hào)疊加的直流電平的大小決定了整臺(tái)發(fā)射機(jī)的載波功率。根據(jù)以上分析，下面使用示波器對(duì)調(diào)制器關(guān)鍵位置進(jìn)行測(cè)量。TP1是調(diào)制輸出位置，已經(jīng)確定沒有脈寬調(diào)制信號(hào)輸出。繼續(xù)測(cè)量TP2和TP3，TP3是積分輸入端，正常應(yīng)該是80kHz的方波。TP2是積分電路輸出端，也是比較器LM319負(fù)輸入端，正常應(yīng)該是80kHz的三角波。在實(shí)際測(cè)量中，發(fā)現(xiàn)在開機(jī)后TP3波形正常，TP2并無三角波輸出，直到約2分鐘后，示波器才出現(xiàn)幅度緩慢增大的三角波。由此可見，故障就在調(diào)制器的積分電路中。

3.2優(yōu)化發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

DF100A短波廣播發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)自部署以來，對(duì)安全播出工作起到了非常重要的促進(jìn)作用，但是其很多功能或性能方面仍然存在可以升級(jí)和完善的空間。就比如運(yùn)行圖處理功能中，在判斷某一條任務(wù)是否進(jìn)入執(zhí)行時(shí)間段的時(shí)候，就必須依賴結(jié)束時(shí)間大于開始時(shí)間這個(gè)條件，然而實(shí)際的計(jì)時(shí)規(guī)則又是24個(gè)小時(shí)循環(huán)往復(fù)永不停止，實(shí)際的安全播出工作也同樣是循環(huán)往復(fù)，因此這個(gè)判斷條件局限性就非常大。雖然經(jīng)過了兩次優(yōu)化升級(jí)，彌補(bǔ)了一些設(shè)計(jì)上的缺陷，也穩(wěn)定運(yùn)行了很多年，但是其是否還存在其他方面的隱患目前不得而知。所以，找出更合理、更優(yōu)化的判斷條件，不斷提升發(fā)射機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，仍然需要每一個(gè)技術(shù)工作者不懈的追求和探索。

3.3利用LPF抑制干擾

原理上，LPF是一種只允許低于其截止頻率的部分信號(hào)通過的裝置，最常見的是無源RC-LPF與LC-LPF。低通濾波器把電子設(shè)備產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)全部過濾，從而在輸出端得到有用信號(hào)。該類RC-LPF的元器件僅需要電阻R和電容C，即為一階電路?？紤]到頻率實(shí)際上與電阻R無關(guān)，因此在電路設(shè)計(jì)和元器件選擇方面，RC濾波比LC濾波要簡(jiǎn)單一些，也正是因?yàn)檫@個(gè)原因，無源RC濾波器不適用有大功率輸出的場(chǎng)景，一般應(yīng)用在弱電信號(hào)或微小功率等方面，為了得到需要的低通濾波從而有效降低干擾影響的設(shè)計(jì)效果，還可以通過級(jí)聯(lián)的方式組成多階電路。在DF100kWPSM型短波發(fā)射機(jī)中，更多采用的是無源LC-LPF的設(shè)計(jì)。目的是簡(jiǎn)單方便，且對(duì)于干擾抑制的效果更好。隨著信號(hào)頻率的不斷增強(qiáng)，整個(gè)電路輸出的感抗也在逐漸增加，因此，無源LC-LPF對(duì)主要次諧波設(shè)計(jì)為低阻抗支路，這在原理上與HPF的接法恰恰相反?？紤]到LC-LPF設(shè)計(jì)電路不易集成且操作難度大的特點(diǎn)，一般用在整流后的抑制電磁干擾過程中。在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮聯(lián)接方式，當(dāng)用于濾除諧波或電壓紋波時(shí)，可用串聯(lián);當(dāng)用于濾除電流諧波時(shí)，可用并聯(lián)，也可以綜合使用串并聯(lián)方式同時(shí)對(duì)電流和電壓進(jìn)行濾波。

3.4調(diào)諧超時(shí)問題解決對(duì)策

1）DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧超時(shí)問題出現(xiàn)后，要對(duì)負(fù)載相關(guān)屏流進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)負(fù)載相關(guān)屏流不正常、參數(shù)設(shè)計(jì)存在不合理問題，需要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和重新進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，通過對(duì)負(fù)載相關(guān)屏流的合理調(diào)整，保證整個(gè)系統(tǒng)的工作運(yùn)行更加高效，也能夠在最大程度上提升系統(tǒng)的工作效率。對(duì)于DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)設(shè)備的故障解決也有很大的幫助。2）DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)調(diào)諧超時(shí)間問題解決過程中，還有可能是馬達(dá)裝置運(yùn)行問題造成影響，所以在實(shí)際的故障解決過程中，應(yīng)該對(duì)DF100A型100kW短波發(fā)射機(jī)馬達(dá)進(jìn)行必要的檢查，實(shí)際的系統(tǒng)檢查過程中，對(duì)馬達(dá)電纜線路以及馬達(dá)參數(shù)進(jìn)行合理的故障分析，并根據(jù)實(shí)際的參數(shù)運(yùn)行，做好參數(shù)設(shè)計(jì)，最大程度上保證系統(tǒng)工作性能優(yōu)化[3]。

結(jié)束語

本文簡(jiǎn)單明了，思路清晰，值班人員可以快速掌握處理音頻故障的方法，對(duì)于工作在一線的技術(shù)維護(hù)人員，處理發(fā)射機(jī)音頻故障起到了事半功倍的效果。能夠縮短停播時(shí)間，減少處理時(shí)長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單、定位準(zhǔn)確。筆者使用此方法處理類似故障，多次避免了停播事故的發(fā)生，有效減少了倒備機(jī)的次數(shù)，在實(shí)際工作中應(yīng)用中效果顯著。

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