DX-200數(shù)字中波發(fā)射機(jī)功率不穩(wěn)故障的檢查及分析

摘 要：文章分析了中波廣播發(fā)射機(jī)功率不穩(wěn)的故障，判斷了可能影響發(fā)射機(jī)功率不穩(wěn)的多種故障，闡述了相關(guān)電路的工作原理，介紹了故障檢查步驟及故障的具體處理方法。

關(guān)鍵詞：中波廣播發(fā)射機(jī);影響功率不穩(wěn)因素;調(diào)配網(wǎng)絡(luò);功率控制單元;故障分析處理

0 引言

湖北廣播電視臺(tái)廣播發(fā)射臺(tái)774 kHz主機(jī)DX-200發(fā)射機(jī)2006年投入使用，工作年限長，器件老化嚴(yán)重，故障率偏高，現(xiàn)就2017年年底出現(xiàn)的一例故障的維修情況作系統(tǒng)分析。

1 設(shè)備配置情況

湖北省臺(tái)774 kHz主機(jī)采用DX-200發(fā)射機(jī)，備機(jī)采用DX-100發(fā)射機(jī)，主備用發(fā)射機(jī)采用天線同軸倒換開關(guān)（美國哈里斯公司提供）切換后經(jīng)過340 m 50?Ω同軸饋管經(jīng)外架掛桿至調(diào)配間通過天饋網(wǎng)絡(luò)后上天線。

2 故障現(xiàn)象

主機(jī)DX-200播出過程中，在高功率200 kW狀態(tài)下，發(fā)射機(jī)天線駐波報(bào)警，功率不穩(wěn)，上下大幅度擺動(dòng)，切換至中功率100 kW后工作正常。此故障出現(xiàn)無規(guī)律，有時(shí)正常工作一周左右出現(xiàn)，有時(shí)一兩天出現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)工作6 h出現(xiàn)，故障出現(xiàn)后切到中功率100 kW一切正常，無任何故障報(bào)警。

3 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象，發(fā)射機(jī)在中功率100 kW時(shí)能正常工作。在高功率狀態(tài)下高頻電流和電壓等級高，發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)、天線倒換開關(guān)或天調(diào)網(wǎng)絡(luò)器件老化或者損壞都會(huì)引起駐波報(bào)警，從而出現(xiàn)功率不穩(wěn)現(xiàn)象。因此，采用排除法進(jìn)行故障定位。

由于DX-200在中功率100 kW時(shí)能正常工作，在200 kW時(shí)出現(xiàn)天線駐波故障報(bào)警，說明發(fā)射機(jī)輸出檢測電路工作正常，能及時(shí)檢測設(shè)備故障，并作出相應(yīng)反應(yīng)顯示故障和報(bào)警。

如果天調(diào)網(wǎng)絡(luò)器件參數(shù)發(fā)射變化或耐壓不夠，都會(huì)在高功率狀態(tài)下出現(xiàn)拉弧打火現(xiàn)象，發(fā)射機(jī)檢測電路檢測天線駐波故障引起功率不穩(wěn)。為此對調(diào)配網(wǎng)絡(luò)做了仔細(xì)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)打火痕跡和器件損壞。使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試天饋?zhàn)杩?，阻抗值?9.9Ω-j2Ω，與DX-200發(fā)射機(jī)的阻抗要求匹配。在高功率故障狀況下觀察調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，也沒有發(fā)現(xiàn)拉弧打火現(xiàn)象，綜合上述情況可以判斷調(diào)配網(wǎng)絡(luò)沒有問題。

如果發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題，也能導(dǎo)致發(fā)射機(jī)高功率狀態(tài)下功率不穩(wěn)和駐波故障報(bào)警。為此筆者對發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)的電感和電容做了細(xì)致的檢查和測量，對溫度偏高和容量變小的電容進(jìn)行了更換，在200 kW高功率試機(jī)正常，并對發(fā)射機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行了調(diào)整，發(fā)射機(jī)工作在諧振狀態(tài)，但一周后故障又出現(xiàn)，說明故障癥結(jié)不在發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)部分。

4 故障判斷

在排除了上述3種故障可能后，基本可以確定故障出在天線同軸倒換開關(guān)上，此型開關(guān)是哈里斯公司隨機(jī)配備的標(biāo)準(zhǔn)型中波廣播發(fā)射機(jī)天線倒換同軸開關(guān)，阻抗、功率、耐壓都是與DX-200相匹配的，它采用全密封電動(dòng)旋轉(zhuǎn)刀片式切換方式，國內(nèi)沒有同規(guī)格產(chǎn)品，且價(jià)格不菲。為此筆者做了精確的檢修工作預(yù)案，在不影響安全播出的前提下，利用停機(jī)檢修的2.5 h時(shí)間段，經(jīng)過拆卸、檢查、處理、安裝、調(diào)試和試機(jī)6個(gè)環(huán)節(jié)，順利完成了天線開關(guān)檢修。

檢查情況：打開開關(guān)密封腔體，觀察主機(jī)輸出固定片上附有大量銅屑且有打火痕跡，銅屑是硬饋安裝時(shí)沒有處理好的殘留物，慢慢積累在開關(guān)定片上，在高功率調(diào)制狀態(tài)下出現(xiàn)拉弧打火，發(fā)射機(jī)輸出檢測電路檢測出駐波并報(bào)警，出現(xiàn)功率頻繁升降現(xiàn)象。

處理情況：先用吸塵器除塵，再用2000#砂紙打磨定片和動(dòng)片上的打火點(diǎn)，用無水酒精洗干凈后用暖風(fēng)干燥，再逐步還原密封腔體，最后完成與饋管和發(fā)射機(jī)間的連接，檢查無誤后，加高功率試機(jī)，連續(xù)工作24 h無駐波故障報(bào)警和功率不穩(wěn)，本以為故障已解決，但之后又出現(xiàn)高功率不穩(wěn)情況。不同的是沒有駐波故障報(bào)警顯示，由此可以推斷，上述故障應(yīng)該是多種故障同時(shí)出現(xiàn)疊加在一起，只解決了天線倒換開關(guān)打火引起的駐波報(bào)警頻繁升降功率的故障，而疊加在一起的功率不穩(wěn)故障仍然存在。

5 再次故障分析

單獨(dú)功率不穩(wěn)故障產(chǎn)生原因有4種：（1）B+、B-電源故障;（2）A/D轉(zhuǎn)換電路故障;（3）調(diào)制編碼器故障;（4）模擬輸入電路故障。

相關(guān)電路的檢查與分析：

（1）根據(jù)發(fā)射機(jī)在中功率100 kW時(shí)工作正常，可排除B+、B-電源故障引起的。

（2）A/D轉(zhuǎn)換電路。A/D轉(zhuǎn)換電路輸出的12Bit數(shù)字音頻信號經(jīng)過調(diào)制編碼器去控制所有功放模塊的開和關(guān)，開通的功放模塊數(shù)量決定了發(fā)射機(jī)的功率，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，會(huì)出現(xiàn)發(fā)射機(jī)功率不穩(wěn)的情況。更換A/D轉(zhuǎn)換板后試機(jī)故障依舊，排除A/D轉(zhuǎn)換電路引起的發(fā)射機(jī)功率不穩(wěn)現(xiàn)象^[1]。

（3）調(diào)制編碼器。調(diào)制編碼器接入A/D轉(zhuǎn)換電路送來的12Bit數(shù)字音頻信號輸入鎖存器U16和U17，兩個(gè)都是8位D觸發(fā)器。U16是用12Bit信號中的高八位（B1～B8）數(shù)字信號為地址碼，讀出對應(yīng)的只讀存儲(chǔ)器（ROM）中的數(shù)據(jù)去控制220個(gè)大臺(tái)階功放模塊的開和關(guān)。根據(jù)發(fā)射機(jī)只在高功率時(shí)功率不穩(wěn)的具體情況，重點(diǎn)檢查兩個(gè)工作在高位的調(diào)制編碼器。更換兩個(gè)調(diào)制編碼板后加高功率試機(jī)，功率不穩(wěn)故障仍然存在^[2]。

排除上述3種可能引起功率不穩(wěn)故障的部位，基本上可以確定問題出在模擬輸入板電路。

（4）模擬輸入板包括音頻處理單元、音頻+直流合成單元、功率調(diào)整單元和功率控制單元。更換模擬輸入板，開機(jī)加高功率，并對電路作相應(yīng)調(diào)整，使輸出功率穩(wěn)定在額定功率（200 kW）上，觀察發(fā)射機(jī)的工作狀態(tài)正常。通過長時(shí)間高功率狀態(tài)下運(yùn)行，發(fā)射機(jī)沒有出現(xiàn)相同故障，故障徹底排除^[3]。

6 故障模擬輸入板的檢查

檢查音頻+直流合成單元電路，在音頻檢測點(diǎn)TP12用示波器觀察波形，在高功率狀態(tài)下加1 kHz單音頻信號（90%調(diào)制度），信號幅度及波形正常無失真，在直流分量檢測點(diǎn)TP14用示波器測量直流分量幅度（2.5 V）正常。檢測結(jié)果說明問題不在音頻+直流單元電路。

模擬輸入板功率控制電路在開機(jī)狀態(tài)下檢測功率控制單元TP5，TP16和TP7測試點(diǎn)的電壓，單元電路在工作正常時(shí)測試點(diǎn)電壓值分別為：TP5（0.45 V加調(diào)制1.2 V），TP16（0.55 V加調(diào)制2 V），TP7（0 V加調(diào)制3.4 V）。存在故障的模擬輸入板功率控制電路，實(shí)測TP5正常值、TP16異常，而兩測試點(diǎn)之間的電路中只有一只（NE5532）集成電路，更換電路中的U4（NE5532運(yùn)算放大器）后，開機(jī)檢測TP16電壓正常，加高功率加調(diào)制信號，發(fā)射機(jī)工作正常功率穩(wěn)定，模擬輸入板故障排除。

7 結(jié)語

本次故障的描述、分析、檢查及處理過程是正確的，雖然走了一些彎路，但故障最終得以解決，只是因?yàn)檫@個(gè)故障的出現(xiàn)隱藏了兩個(gè)故障原因：一是天線倒換開關(guān)內(nèi)部打火發(fā)射機(jī)天線駐波報(bào)警，頻繁升降功率;二是模擬輸入板功率控制單元器件損壞引起高功率狀態(tài)下功率不穩(wěn)。在解決了天線駐波故障后，模擬輸入板功率控制單元的故障才顯現(xiàn)出來，把兩個(gè)故障都處理完成后，發(fā)射機(jī)恢復(fù)正常工作。通過此次故障的處理過程，提示在以后的發(fā)射機(jī)維護(hù)工作中，只有不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)才能有效地提高設(shè)備維護(hù)能力和技術(shù)理論水平，從而提高工作效率和故障處置能力。

[參考文獻(xiàn)]

[1]廖鵬祥.DAM10kW數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機(jī)故障分析及維護(hù)[J].西部廣播電視，2016（11）：224.

[2]康哲.全固態(tài)數(shù)字調(diào)制中波發(fā)射機(jī)常見故障和日常維護(hù)分析[J].西部廣播電視，2015（1）：167-168.

[3]高倩，趙文強(qiáng).中波發(fā)射機(jī)故障分析和處理[J].科技信息，2009（8）：165-166.

（編輯?姚 鑫）

Examination and analysis of power instability fault of

DX-200 digital medium wave transmitter

Liu Kaihong

（Hubei Broadcasting and Television Station Launching Station， Wuhan 430108， China）

Abstract：This paper analyzes the fault of medium wave radio transmitter， analyzes many kinds of faults that may affect the transmitter power instability， expounds the working principle of relevant circuits， and introduces the fault inspection steps and specific processing methods in detail.

Key words：medium wave broadcast transmitter; factors affecting power instability; deployment network; power control unit; fault analysis and processing

作者簡介：劉開宏（1970—），男，湖北武漢人，工程師，學(xué)士;研究方向：廣播發(fā)射。