10kW中波發(fā)射機故障分析與處理

葉翠環(huán)

國家廣播電視總局廈門監(jiān)測臺 福建省 廈門市 361009

引言

中國發(fā)展中波廣播網(wǎng)的技術(shù)政策是大、中、小功率相結(jié)合，中、小功率為主，全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅DAM-10KW在中波發(fā)射機的數(shù)量中占比很大，中波發(fā)射臺10kW發(fā)射機的維護檢修能力是臺站安全播出的重要保障。

1 工作特點

全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅DAM-10KW中波廣播發(fā)射機采用數(shù)字處理技術(shù)、射頻功率合成技術(shù)和高穩(wěn)定鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)。比傳統(tǒng)PSM和PDM中波發(fā)射機有效播出功率高，同等條件下發(fā)射信號覆蓋半徑大，在發(fā)射機高壓電源供電電路上，采用無觸點電子開關(guān)控制大電流、大電壓功放電路的開啟關(guān)斷，此外，通過合理設(shè)計邏輯保護電路，提高了全固態(tài)數(shù)字調(diào)制發(fā)射機的可靠性、穩(wěn)定性和安全性，進而降低發(fā)射機的維護成本，提高了經(jīng)濟效率。

2 故障實例

2.1 故障現(xiàn)象

臺站使用的DAM-10KW發(fā)射機，按發(fā)射機開機按鈕和升降按鈕相應(yīng)的指示燈亮，控制高壓電源繼電器K1、K2無動作（不吸合）并無法升功率。

2.2 原理分析

根據(jù)全固態(tài)數(shù)字調(diào)制DAM-10KW中波廣播發(fā)射機工作規(guī)律及特點，設(shè)備生產(chǎn)廠家發(fā)射機出現(xiàn)的故障一共分成了七類故障。

一類故障出現(xiàn)時：故障監(jiān)測和控制電路產(chǎn)生關(guān)機命令，同時，功率放大器電源供電交流接觸器釋放，切斷+230VDC主整電源，顯示屏上相應(yīng)的故障指示會是紅燈。發(fā)射機在故障清除后，應(yīng)手動開機發(fā)射機。第一類故障包括：聯(lián)鎖故障（門聯(lián)鎖故障、外部聯(lián)鎖故障、調(diào)制碼和功放電纜聯(lián)鎖故障）、冷卻系統(tǒng)故障、電源故障（輸出監(jiān)測板±5VDC電源故障、直流穩(wěn)定板+5VDC電源故障、b電源故障、高壓電源故障）和二類故障重復(fù)故障。

二類故障射頻信號與功放電源電流異常有關(guān)，二類故障發(fā)生時，主電源將被切斷約2.4秒。然后，通過再次啟動程序，使發(fā)射機自動重啟，如果故障已清除，發(fā)射機將恢復(fù)故障前的工作狀態(tài)并正常工作。二類故障使對應(yīng)的顯示屏指示燈保持黃色顯示2.4秒，過2.4秒后綠色顯示燈亮。如果在啟動程序期間在發(fā)射機中檢測到相同的故障二類故障將變成一類故障，關(guān)閉發(fā)射機。

三類故障指的是電壓駐波比故障，包括網(wǎng)絡(luò)電壓駐波比和負載電壓駐波比。當(dāng)變送器減少輸出功率時，會發(fā)生三類故障。當(dāng)射頻駐波在短時間內(nèi)重復(fù)反射時，會出現(xiàn)三種類型的故障。說明反射功率過大，監(jiān)控電路會產(chǎn)生掉電將變送器的輸出功率降低到安全運行的水平。顯示屏上相應(yīng)的指示燈將鎖扣在一個紅色指示燈上，表示功率正在下降，或者下降了。由電弧、雷擊放電或其他瞬態(tài)條件引起的單一駐波的過度反射并不會降低發(fā)射機的功率，而是會產(chǎn)生一個四類故障導(dǎo)致發(fā)射機的功率放大器模塊關(guān)閉14ms或19ms。單駐波反射將在顯示器上顯示0.5秒的紅色。

四類故障類型為：模數(shù)轉(zhuǎn)換板±15V電源故障和音頻信號處理板±15V電源故障;四類故障發(fā)生，使功放模塊關(guān)閉發(fā)射機的輸出功率為零，但放大器模塊的電源仍然保持不變。類別四故障產(chǎn)生“功率放大器模塊關(guān)閉”邏輯信號調(diào)制編碼器和模擬輸入板，去除鎖存器中的所有數(shù)字功率數(shù)據(jù)，關(guān)閉所有射頻功率放大器。四類故障將在顯示屏上顯示紅燈，直到故障清除，只有按復(fù)位鍵后才會變成綠色。

五類故障是指模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的轉(zhuǎn)換故障（采樣控制信號頻率的正常值為410kHz-820kHz，如果小于250kHz這將導(dǎo)致模數(shù)轉(zhuǎn)換中的錯誤，A/D轉(zhuǎn)換板開始轉(zhuǎn)換信號和結(jié)束轉(zhuǎn)換信號之間的錯誤）。發(fā)生四類別故障使發(fā)射機清除調(diào)制器數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換失敗導(dǎo)致調(diào)制編碼器的所有數(shù)據(jù)被刪除，功率放大器模塊關(guān)閉。這種情況與四類故障類似，顯示燈顯示紅色。

六類故障是指射頻包絡(luò)誤差（主要是由于射頻功率放大器模塊損壞或部分模塊損壞而引起的），說明功率放大器模塊有壞的。當(dāng)功放模塊損壞或功放模塊沒有電源電壓時，功率合成器輸出的AM波包絡(luò)會發(fā)生畸變，嚴(yán)重影響音頻信號的質(zhì)量，此時，顯示器相應(yīng)部位的指示燈顯示為紅色指示。

七類故障是指K1或K2繼電器未閉合。這類故障是指開機過程徹底沒完成，即繼電器K-1或K2上的高壓過程未能完成。原因可能發(fā)生在發(fā)射機電源部分，如：+30VDC、+24VAC出故障，或繼電器K1、K2、K5、K6出故障，直流穩(wěn)壓板A30中K5、K6驅(qū)動電路有問題，或控制器中開/關(guān)機控制邏輯部分電路有毛病。在監(jiān)測顯示板上沒有七類故障的狀態(tài)指示，也不做任何處理。

根據(jù)發(fā)射機的現(xiàn)有現(xiàn)象可以推出該故障屬于第七類故障。低功率燈亮證明發(fā)射機開關(guān)機控制電路鎖存器N42和鎖存器N42前面部分電路工作正常。無法開機主要原因K1、K2本身供電電路或驅(qū)動電路有問題，導(dǎo)致K1、K2無法吸合。

3 排查處理

首先通過“看、聞、聽、摸”的方式對設(shè)備進行初步檢查。打開發(fā)射機前后門，看K1、K2的供電回路、驅(qū)動有關(guān)的電路元器件有無放電痕跡，聞有沒有糊味和燒焦等異味，看電線有沒有打火、燒焦脫線及掉線的情況，在斷電的情況下，觸摸有無元器件過熱等現(xiàn)象，經(jīng)檢查并無以上所說一切情況，需要進行儀器儀表測量故障檢查法。在A31開關(guān)電表板上，按下低功率開關(guān)按鈕時，如圖1所示。

圖1 A31開關(guān)電表板原理圖

S1開關(guān)的3、4腳接通，這一低功率高電平的信號送到A38控制板的低功率開機的X1-30，如圖2所示，高電平信號使三極管V3B導(dǎo)通，通過開關(guān)反跳抗干擾、優(yōu)先編碼和譯碼器以及鎖存器等一系列的門電路，再分為三路：第一路將高電平“1”送到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器N50A，第二路作為低中高功率升降的控制信號，第三路返回到A31開關(guān)電表板的X1-25引腳，使得形成回路，點亮低功率燈DS1。K1、K2不吸合，面板低功率開機顯示燈亮首先檢查單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器N50A的B端高電平是正常的，用萬用表檢測觸發(fā)器工作正常，使觸發(fā)器觸發(fā)，Q端輸出高電平“1”，使V5B導(dǎo)通，將這一電平送到直流穩(wěn)壓板A3，再通過光耦合器N2控制雙向可控硅導(dǎo)通，作為K1線包的控制信號。

圖2 A38控制板工作原理圖

圖3 A30直流穩(wěn)壓電源板控制電路

萬用表測量可控硅控制端電壓正常，根據(jù)上述故障檢查過程K1繼電器線圈或來自電源箱的+30VDC和交流24V回路存在開路現(xiàn)象，經(jīng)測量直流穩(wěn)壓板A30上的保險F2保險損壞，如圖3所示。

將A30直流穩(wěn)壓板上的F2保險換掉，開機試機，K1、K2吸合，經(jīng)檢查個表頭指示均正常，機器恢復(fù)正常。

在平時的維護檢修過程中應(yīng)原理圖入手檢查故障，掌握好發(fā)射機各單元的工作原理尤其控制電路的詳細工作過程不能忽略一些最簡單的也最容易的故障的發(fā)生，保險在高頻或射頻信號忽高忽低以及長時間工作導(dǎo)致不穩(wěn)定性從而損壞，不能完好的接通和工作，而它們又是發(fā)射機供電部分上重要的一環(huán)，所以對保險等小元器件的檢修也應(yīng)當(dāng)作為日常檢修的重要項目之一。