R&S電臺自主維修經(jīng)驗心得分享

張宇航

近年來，隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，航班量逐年增加。從2020年開始，民航業(yè)雖受到了疫情的沖擊但總體仍處于上升階段，然而設(shè)備的配置和更新往往跟不上行業(yè)的發(fā)展，在尤為重視安全穩(wěn)定的空管系統(tǒng)內(nèi)更是如此，設(shè)備迭代周期過長，現(xiàn)役設(shè)備老化嚴(yán)重，電臺超期服役導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)，這給技術(shù)保障人員在甚高頻電臺維護(hù)方面的工作增加了很大的壓力。為了落實習(xí)近平總書記提出的“安全隱患零容忍”原則，老化電臺的及時維修也至關(guān)重要，而這些老舊電臺早已過了廠家保修期限，考慮到進(jìn)口設(shè)備維修周期過長和維修成本過高，依靠技術(shù)保障人員自主維修仍是保障這些老舊設(shè)備正常運行的重要手段之一。本文將針對R&S電臺的一些常見故障進(jìn)行邏輯電路分析以及維修過程中的經(jīng)驗分享。

一、收發(fā)一體機(jī)R&S XU251電臺TEST燈不亮

（一）故障現(xiàn)象

R&S XU251電臺TEST燈熄滅，無法正常發(fā)射。重啟電臺現(xiàn)象依舊。切換到備機(jī)使用正常。

（二）維修分析

TEST燈不亮是由于CBIT（continuous built-in test）自檢檢查未通過，CBIT負(fù)責(zé)連續(xù)檢測第一和第二級振蕩器、頻率合成器、中頻等。這些模塊都會對自檢結(jié)果產(chǎn)生影響。結(jié)合發(fā)射機(jī)無法發(fā)射的現(xiàn)象，首先考慮頻率合成模塊是否存在故障。

首先將電臺打到本地狀態(tài)，打開設(shè)備頂蓋，發(fā)現(xiàn)頻率合成模塊的調(diào)諧指示燈不亮，判斷此時電臺處于失諧狀態(tài)。頻率合成器包括三個低噪聲壓控振蕩器（VCOs）。這些振蕩器通過鎖相環(huán)（PLL）進(jìn)行同步。合成模塊將溫度補(bǔ)償振蕩器產(chǎn)生10MHz的頻率分離后即可得到電臺的頻率，若調(diào)諧正確，則壓控振蕩器可輸出穩(wěn)定的載波頻率。根據(jù)調(diào)諧電容C33作用，調(diào)整C33將電臺恢復(fù)到諧振狀態(tài)，重啟電臺，但故障現(xiàn)象依舊。

R&S的各個模塊通過連接器（connector）相連，這些連接器也可以作為測試接口，如圖1。每個接口的每個針腳都有額定電壓，維修人員可通過對比額定電壓值定位故障點。

結(jié)合R&S XU251電臺維修手冊指導(dǎo)，排查思路如表1。

由于R&S200系列各個單元均采用模塊化設(shè)計，為用戶提供了模塊互換操作的便利性。結(jié)合上述排查思路表和電臺的模塊互換特性，使用模塊代替法可以實現(xiàn)快速的故障定位。在依次更換電壓調(diào)整模塊（Regulator）、調(diào)制器（Modulator）GM201、射頻放大模塊（VHF-Amplifier）VU251V后，發(fā)現(xiàn)將GM201更換備件后，電臺TEST燈正常亮起，且電臺發(fā)射恢復(fù)正常，由此判斷故障點位于電壓調(diào)整模塊（Regulator）。

故障定位到該模塊后，對模塊內(nèi)的X31各針腳電壓進(jìn)行測量，對比標(biāo)稱值發(fā)現(xiàn)15腳的電壓為-7.8V，不符合規(guī)定的標(biāo)稱值規(guī)定的-9V至-11V的范圍。

與15針針腳相關(guān)的電路如圖2所示，15針電壓主要由開關(guān)電容電壓轉(zhuǎn)換器N6（LT1054）控制。進(jìn)一步測量時發(fā)現(xiàn)，N6的輸入電壓為18V，而輸出電壓卻為0V，由此可將故障范圍縮小到N6轉(zhuǎn)換器。考慮到設(shè)備長時間不間斷運行對對電容影響較大，且從以往的經(jīng)驗來看，因電容容量不足而導(dǎo)致的故障時有發(fā)生，所以首先測量C13和C15的電容值。使用電容表測量C13發(fā)現(xiàn)電容值正常，排除C13短路接地導(dǎo)致無輸出的可能。N6的輸出負(fù)載能力由LT1054的6針腳即C15決定，且測量C15的電容值后發(fā)現(xiàn)其電容僅為6μF，查詢手冊該電容參數(shù)為10μ50V，更換相同規(guī)格的電容后發(fā)射即TEST燈狀態(tài)恢復(fù)正常，且經(jīng)測試各項指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。

（三）經(jīng)驗和思考

后續(xù)又陸續(xù)出現(xiàn)XU251電臺TEST燈不亮的情況，經(jīng)過分析檢測發(fā)現(xiàn)問題多在于C15電容。由此可見C15電容的故障率較高，未來排故中可首先考慮測量電容容量是否符合標(biāo)稱值，通過更換同型號的電容排除故障。

二、R&S EU230接收機(jī)無接收

（一）故障現(xiàn)象

R&S EU230接收機(jī)無接收話音，無靜噪信號，且設(shè)備無告警信息和異常狀態(tài)顯示。

（二）維修分析

發(fā)現(xiàn)電臺無接收無靜噪時，可首先查看靜噪控制（Squelch Control）電路，其相關(guān)電路如圖3所示。R&S電臺的靜噪設(shè)計為可根據(jù)用戶需要，將SQ1和SQ2設(shè)置成三種不同的靜噪方式：SQ1和SQ2通過X2.B5和X2.B6連接;SQ1接地;SQ1通過1K歐姆的電阻連接到13.5VDC電壓。即放空、接地、+12V三種模式。

如圖3所示，數(shù)字信號處理部分DSP輸出的SQ_REL信號通過D25傳送到V85的基極，用于控制SQ1和SQ2是否連接;通過I2C總線將SQ_12V信號傳輸給晶體管V80時，V82導(dǎo)通V84截止，為SQ1和SQ2提供電壓;將SQ_GND信號傳輸給V84時，V82截止，SQL信號對地。電臺無接收時，繼電器K1的1腳和5腳吸合，此時SQ2無電壓。接收信號接入時，數(shù)字信號處理DSP產(chǎn)生高電平，SQ_REL信號使晶體管V85導(dǎo)通，繼電器K1的5腳和10腳吸合導(dǎo)通，為SQ2提供電壓。

實際測量時發(fā)現(xiàn)，SQ1處有穩(wěn)定的12.7V的電壓，數(shù)值符合標(biāo)稱值，但SQ2處的電壓卻為2V，大大偏離標(biāo)稱值。繼續(xù)向前端測量電壓發(fā)現(xiàn)K1繼電器的10腳電壓正常，但5腳輸出電壓值過低，由此判斷故障點為繼電器K1工作異常。將其拆下，發(fā)現(xiàn)K1的10腳和1腳短路。查閱手冊確定K1型號和參數(shù)，采購了替代元器件。

實際更換過程中，由于繼電器K1的位置過于靠近板卡邊界，常備的普通電烙鐵頭難以接近焊點，極易燙傷電路板，引發(fā)其他故障或留下隱患。經(jīng)過多方查找，購得如圖4所示的特殊烙鐵頭等工具。使用之前需將購買的烙鐵頭彎出合適的角度，以便在不傷害周圍電路的情況下接觸焊點，更換K1繼電器。

替換繼電器后，電臺接收功能恢復(fù)，SQL輸出正常，經(jīng)過測試電臺各項指標(biāo)均達(dá)標(biāo)。在后續(xù)保障中，其他R&S EU230接收機(jī)又陸續(xù)出現(xiàn)類似故障，主要表現(xiàn)為SQ2電壓為0v或7.5v-8.7v之間波動，均通過更換K1繼電器排除故障。

三、總結(jié)和展望

本文針對R&S電臺的常見發(fā)射和接收故障維修進(jìn)行了分析和分享，涉及到的故障發(fā)生概率較高且故障點集中。希望本文能夠提供一些排故思路和參考，為甚高頻電臺的自主維修和運行保障，為管制提供優(yōu)質(zhì)可靠的地空通信服務(wù)貢獻(xiàn)一份力量。