一種手持電臺故障分析與研究

李曉曉

（國營蕪湖機械廠，安徽 蕪湖 241007）

某型手持電臺具有調(diào)幅話通信、聲碼話通信、信標(biāo)發(fā)射、GPS定位、發(fā)送短消息等功能。手持電臺內(nèi)部包含接收單元、發(fā)射單元、頻率合成器單元、數(shù)字信號處理單元、電源單元、GPS接收機、顯示器、鍵盤/開關(guān)等多塊板件，且信號交聯(lián)關(guān)系復(fù)雜，該電臺已出現(xiàn)近20次故障，修理難度大。

1 原因分析

1．1 原理分析

某型手持電臺結(jié)構(gòu)及信號交聯(lián)關(guān)系見圖1，手持電臺通過開關(guān)選擇收發(fā)狀態(tài)，在接收狀態(tài)時，頻合單元提供本振信號，接收機的信號經(jīng)過A/D變換器變換成為數(shù)字中頻信號，送DSP單元進行解擴和BPSK解調(diào)，得到機載臺發(fā)送的各種探詢命令。在發(fā)射狀態(tài)時，頻合單元提供激勵信號，應(yīng)答發(fā)射時，DSP單元產(chǎn)生本地測距碼和同步碼，并與GPS定位信息或短消息數(shù)據(jù)復(fù)合后，進行擴頻和BPSK調(diào)制，得到已調(diào)中頻信號，經(jīng)上變頻、功率放大后應(yīng)答機載臺的探詢。

圖1 某型手持電臺結(jié)構(gòu)及信號交聯(lián)框圖

1．2 典型故障原因分析

該型手持電臺的故障主要表現(xiàn)為無接收、接收靈敏度不合格、無發(fā)射、調(diào)制度失真度不合格、既無接收也無發(fā)射等，故障可歸為以下3類。

（1）接收模塊故障。若手持電臺只在接收時出現(xiàn)故障，如無接收或接收靈敏度不合格，基本可以確定為接收模塊故障。接收模塊原理框圖如圖2所示，該模塊主要由高頻放大電路、混頻電路、中頻放大電路、AGC電路、檢波電路、音頻放大電路等組成。射頻信號經(jīng)過兩次高頻放大后，與來自頻合單元的本振信號進行混頻，隨后經(jīng)過中頻放大、檢波、音頻功放放大后輸出。據(jù)以往經(jīng)驗，接收模塊的故障主要集中在高頻放大部分，其常見故障原因有：第一級高頻放大故障，導(dǎo)致無任何接收信號；第一級高頻放大器周邊電阻、電容斷路或虛焊，導(dǎo)致接收機靈敏度不合格；第二級高頻放大故障，導(dǎo)致小信號時無接收。

圖2 接收模塊信號交聯(lián)框圖

（2）發(fā)射模塊故障。若手持電臺只在發(fā)射時出現(xiàn)故障，如無發(fā)射功率或發(fā)射時調(diào)制度、失真度不合格，基本可以確定為發(fā)射模塊故障。發(fā)射模塊原理框圖如圖3所示，發(fā)射單元是將頻率合成單元輸出的射頻信號進行調(diào)制，并放大到規(guī)定功率等級，送天線向外發(fā)射。射頻輸入信號經(jīng)放大后直接送天線輸出，本振輸入信號一方面經(jīng)過放大后送到天線，另一方面與BPSK信號進行上變頻后放大輸出。該模塊中功放管起重要作用，各種輸入信號都要經(jīng)過功放管進行處理輸出，每個功放管旁皆有兩個可調(diào)電容，當(dāng)故障表現(xiàn)為無發(fā)射信號時，基本可以定位為功放管故障；當(dāng)故障表現(xiàn)為發(fā)射功率超差時，可通過調(diào)節(jié)電容進行排除。此外，發(fā)射模塊還有一個特點，就是存在各種感值的電感，電感斷路的現(xiàn)象很多，而且該型電感不耐高溫，拆焊過程中很容易損壞。

圖3 發(fā)射模塊信號交聯(lián)框圖

（3）頻合模塊故障。若手持電臺在接收和發(fā)射狀態(tài)均出現(xiàn)故障，其原因有兩種，一是接收模塊、發(fā)射模塊均存在故障；二是頻合模塊故障。前者出現(xiàn)的概率較低，若出現(xiàn)，分別對接收模塊和發(fā)射模塊進行故障分析與排除即可。當(dāng)確定為頻合模塊故障時，需對頻合單元進行具體故障分析與排除。頻合單元原理框圖如圖4所示，兩個壓控振蕩器分別產(chǎn)生兩種頻率信號，該信號一方面經(jīng)過電子開關(guān)，作為本振輸出，另一方面經(jīng)過鑒相器輸出給泵電路，其中，鑒相器鑒相頻率由溫補振蕩器經(jīng)過分頻產(chǎn)生。該模塊的故障集中在兩種分頻器上，當(dāng)接收和發(fā)射狀態(tài)均出現(xiàn)頻率偏移時，極有可能是分頻器工作異常；當(dāng)發(fā)射和接收均無信號時，故障可能出現(xiàn)在程序分頻器上，但程序分頻器本身失效的可能性不大，通常是連接程序分頻器時鐘輸入端的兩個電阻出現(xiàn)故障，兩個電阻主要是將3.3V直流電壓分壓得到約1.6V的直流分量，送入程序分頻器的時鐘輸入端，其中的任何一個電阻失效，均會導(dǎo)致程序分頻器輸出有誤。

圖4 頻合模塊信號交聯(lián)框圖

2 故障排除

結(jié)合典型故障原因分析，整理出常見故障如圖5所示，故障大致分為三類，按故障現(xiàn)象分別進行故障排除。

圖5 常見故障模式圖

2．1 接收模塊故障排除方法

針對接收模塊最常見的故障原因，對相關(guān)電路進行測量分析，當(dāng)故障為無任何輸出信號時，優(yōu)先測量第一級高頻放大是否對信號進行了正確的放大；當(dāng)故障為接收機靈敏度不合格時，在排除第一級高頻放大器故障情況下，測量其周邊電阻、電容是否斷路或虛焊；當(dāng)故障表現(xiàn)為小信號無接收時，重點測量第二級高頻放大是否工作正常。在故障定位到器件后，直接更換即可。

2．2 發(fā)射模塊故障排除方法

結(jié)合發(fā)射模塊故障原因分析，若故障為無發(fā)射信號，則靜態(tài)測量發(fā)射模塊電感，判斷是否有電感斷路；若某一通道發(fā)射功率出現(xiàn)故障，先測量相應(yīng)通道功放管工作是否異常，若功放管工作正常且發(fā)射功率只是有少許偏差，可通過調(diào)節(jié)相應(yīng)通道的可調(diào)電容進行故障排除。

2．3 頻合模塊故障排除方法

對頻合模塊進行故障排除時，要特別注意三處信號，分別是頻率分頻器時鐘輸入端的直流分量、鑒相器的鑒相頻率及溫補振蕩器的標(biāo)頻信號。當(dāng)本振輸出有誤時，測量頻率分頻器時鐘輸入端的直流分量是否是1.6V，若不是，則測量該時鐘輸入端的兩個電阻阻值，更換故障電阻即可；若直流分量無誤，測量鑒相器鑒相頻率是否正確，若不正確，測量溫補振蕩器是否輸出正確的標(biāo)頻信號，從而定位故障點是鑒相器還是振蕩器，更換故障器件即可。

3 結(jié)語

本文從某型手持電臺的工作原理、構(gòu)造及信號交聯(lián)等方面進行分析，總結(jié)了該型電臺接收模塊、發(fā)射模塊、頻合模塊等常見的三類故障，并闡述了各類故障的有效修理方案。通過本文給出的修理方案已成功修復(fù)該型手持電臺近20件，證實了該修理方案的正確性和可行性。