DAM10kW發(fā)射機B-電源故障排查及原理分析一例

佟 海

（遼寧省廣播電視中波發(fā)射臺，遼寧 沈陽 110103）

0 引言

2021年1月某日，我臺中國經(jīng)濟之聲1215 kHz哈廣產(chǎn)DAM中波發(fā)射機工作中突然出現(xiàn)無載波現(xiàn)象。據(jù)值班員反映，發(fā)射機沒掉高壓，但是入射功率顯示為0 kW，無故障提示，實際監(jiān)聽無音頻，發(fā)射機監(jiān)控顯示也是無載波。經(jīng)分析排查后故障解除，下面針對此次故障進行原理分析與故障處理介紹。

1 排查過程

針對此故障 現(xiàn)象，我們首先懷疑發(fā)射機是否存在射頻封鎖的問題，將發(fā)射機關(guān)機后重新插拔了位于發(fā)射機控制板射頻封鎖開關(guān)，重新開機發(fā)現(xiàn)故障依舊。繼續(xù)使用數(shù)字萬用表測量控制板N2-61腳電壓值（該芯片為貼片封裝設(shè)計，引腳過密，不方便測量，我們選擇測量與之相連的R139的兩端，如圖1所示），發(fā)現(xiàn)兩端電壓值均為+5 V（正常射頻開的情況下S1開關(guān)接1-2兩腳，+5V電壓全部加在N2-61腳上，當(dāng)射頻封鎖狀態(tài)時，S1開關(guān)接2-3兩端，N2-61腳電壓為零），說明射頻封鎖電路正常，該故障并非由它產(chǎn)生。

圖1 射頻封鎖電路原理圖

再尋找其他產(chǎn)生其故障的可能，發(fā)射機的實際輸出功率是由發(fā)射機模擬輸入板上的“音頻+直流” 信號產(chǎn)生，其中直流信號決定發(fā)射機的載波功率暨入射功率。我們再次到模擬輸入板上尋找故障產(chǎn)生的可能，其工作原理如下：

控制板輸入的一組BCD碼經(jīng)模擬輸入板上X4接口送入到該板N18中，N18是一組TTL寄存器，用來存儲該BCD碼，同時它的輸出被送入N8中，N8是一個數(shù)字控制電位器，它的4-15腳接收12位的BCD碼，該碼值作為輸入功率控制的數(shù)字信號。N8與N11組成的電路作為N8輸入衰減器，它的輸出為N8輸入的0-0.999的倍率。N11是一個低噪聲、低失調(diào)的精密運算放大器，它能使數(shù)控衰減器獲得較好的線性，為電路提供恒定的輸出阻抗。數(shù)控電位器N8的邏輯信號輸入 “0”接近0 V，邏輯“1”接近于+15 V。如圖2所示。

圖2 音頻+直流電路原理圖

測量N11-6腳的輸出值，發(fā)現(xiàn)該點存在接近15 V電壓值，說明模擬輸入板上的輸入信息也無問題。

我們繼續(xù)尋找故障原因。發(fā)射機的入射功率是由每個發(fā)射機功率放大器的輸出合成而來，而功率放大器是否參與工作則是由該放大器板上的V11（PNP型三極管）來決定的，該三極管負電壓時導(dǎo)通，給功率放大器提供一個“地”電位，該功率放大器輸出功率。當(dāng)三極管接收到一個正電壓時，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，功放模塊高頻互感器兩側(cè)電位相同，感應(yīng)不出電壓，功率放大器不參與功率合成。提供這個導(dǎo)通電壓的設(shè)備是B-電源，它為所有的功率放大器提供導(dǎo)通信號所需電壓?？刂七@個負電壓加在具體哪一個功率放大器上的設(shè)備是調(diào)制編碼板。所以我們下一步繼續(xù)在調(diào)制編碼板和B-電源上尋找答案。在排查調(diào)制編碼板上的接插件時，無意中的一個緊固動作使發(fā)射機輸出功率恢復(fù)了正常，經(jīng)過對照圖紙發(fā)現(xiàn)該接插件連接的是直流穩(wěn)壓器板輸入的B-電壓，是這個負電壓丟失導(dǎo)致了這次故障的產(chǎn)生。我們重新將該接插件做了更換處理，故障被解除了，下面就這個故障進行原理分析。

2 B-電源工作原理分析

直流穩(wěn)壓電源板的主要功能就是產(chǎn)生B+/B-電源，調(diào)制編碼 板 上需要獲得一個由直流穩(wěn)壓板提供的負偏置電壓也就是所謂的B-電源，B-電壓的幅度是實時變換的，這個幅度的大小受音頻信號與載波功率電平實時控制。通過調(diào)節(jié)B-電壓，能夠有效降低功率放大器工作與截止時的噪聲輸出。功率放大器的開/關(guān)時間，決定于不同時刻功率放大器的負載總和，也就是設(shè)備工作時開通的“模塊”數(shù)量之和。當(dāng)發(fā)射機處于負峰調(diào)制或者當(dāng)發(fā)射機開低功率時，此時僅有少數(shù)功率放大器被導(dǎo)通，隨便幾個“模塊”的開關(guān)負載變化量就會很大，所需功率放大器的開/關(guān)的時間變化也會很大。當(dāng)發(fā)射機開高功率時，此時開通的模塊數(shù)量較多，個別的小部分“模塊”的開/關(guān)將不會對每一功率放大器的開/關(guān)時間產(chǎn)生快速影響，B-電源就是起到調(diào)節(jié)負載變換以及模塊開關(guān)時間不同的作用。當(dāng)然，為了減少噪聲，當(dāng)發(fā)射機處于正峰調(diào)制時B-電壓一定會更負，在發(fā)射機瞬時功率輸出變化大時，此時會有更多的功率放大器導(dǎo)通，B-電壓的調(diào)整的幅度會更小。綜上所述，B-電壓它是近似于“音頻+直流信號”，但其變化則是非線性的。

當(dāng)載波功率處于10 kW如果此時加100%音頻調(diào)制信號時，則B-電壓的調(diào)制范圍將在-2 V～-6.5 V之間。即處于負峰100%調(diào)制時B-電壓值應(yīng)為-2 V左右；正峰100%調(diào)制時B-電壓值為-6.5 V左右。載波低功率時B-電壓的調(diào)制范圍要相對小一些。當(dāng)載波功率滿功率加100%音頻調(diào)制信號時B-電壓負峰應(yīng)是-2 V左右，正峰應(yīng)是-4 V左右。

3 故障分析

實際電路中?！耙纛l+直流”信號由直流穩(wěn)壓器板的X3-5端輸入進來，然后經(jīng)過電阻R36的調(diào)整送入N4（UC3834）。N4控制V12的導(dǎo)通情況，并且直接決定了B-電壓的輸出情況，該B-電壓經(jīng)過X2-1端口送入調(diào)制編碼板X10-1，由編碼板再控制輸出給各個所需開通/關(guān)閉的功率放大器。如圖3所示。

圖3 B-電壓原理圖

直流穩(wěn)壓器板在X2-1的輸出端設(shè)置了B-電壓故障采樣電路。采樣值經(jīng)過N5反相端的差值放大后，送入一組LM339比較電路中，該電壓在一個固定區(qū)間內(nèi)顯示無故障，當(dāng)其超過設(shè)定的最大值或者低于設(shè)定的最小值時，產(chǎn)生一個故障信號送入控制板，控制板會第一時間封鎖射頻，短時間內(nèi)連續(xù)的幾個射頻封鎖信號也會轉(zhuǎn)換成為關(guān)機信號。但是此次故障中B-電源無故障，所以檢測電路檢測不到故障的存在，所以既沒有報警也沒有產(chǎn)生射頻封鎖。

真正使得功率降到0 kW的原因是B-電源送到調(diào)制編碼板的那個接插件接觸不良。導(dǎo)致編碼板沒有收到B-電壓值，但是巧合在哈廣產(chǎn)的調(diào)制編碼板上并沒有對B-電壓再次進行檢測，所以也沒有告警故障產(chǎn)生。但是B-電壓是控制功率放大器導(dǎo)通的“鑰匙”，它的丟失直接導(dǎo)致所有功率放大器全部關(guān)閉，所以最終的結(jié)果就是發(fā)射機無告警，而發(fā)射功率將為0 kW。

4 結(jié)束語

通過上述排查過程的梳理，對能夠引起射頻封鎖現(xiàn)象的電路進行了摸排，故障產(chǎn)生的原因和原理進行了分析，這次故障的解決，使我們進一步掌握發(fā)射機工作原理，有助于更好地維護發(fā)射設(shè)備。