基于集成數(shù)字化模型的10kW中波調(diào)幅廣播發(fā)射機故障維修的新思路

陳方煜

青海省廣播電視局九二七臺 青海省 都蘭縣 816100

前言

基于集成數(shù)字化模型的故障維修，應(yīng)依據(jù)故障現(xiàn)象所涉及的電路及元器件搜索故障點，并對故障進行分析和處理。本文將通過ZHTDAM10-II型中波數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機的射頻放大包絡(luò)紅燈常亮實例，闡述利用功放高壓直流供電電源（+230VDC）、音頻調(diào)制信號電平（-4.5VDC）、發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)駐波比變化（純阻條件下50Ω） 進行故障處理。需要重點說明的是，此功放包絡(luò)紅燈故障只是提示功放沒有正常工作，并沒有任何控制和保護功能（注：紅燈常亮?xí)r，功放無輸出；紅燈閃爍時，只是在降功率。），此狀態(tài)下還可以在低壓狀態(tài)時開啟高壓，只是沒有輸出射頻電流和射頻功率。

從三種情況分析進行故障處理的新思路。

（1）功放高壓直流供電電源（+230VDC）：

若高壓直流供電不給大臺階42 塊功放提供穩(wěn)定的+230VDC 電源，功放是不會正常工作的。

（2） 音頻調(diào)制信號電平（-4.5VDC）：

若音頻調(diào)制信號電平不給大臺階42 塊功放提供穩(wěn)定的-4.5VDC 音頻開關(guān)信號，功放是不會被打開射頻輸出的。

（3）發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)駐波比變化（純阻條件下50Ω）：

若發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)阻抗和饋線特性阻抗不能嚴格匹配，高頻能量就不能在饋線電纜上以最佳的狀態(tài)進行傳輸；其次天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)在調(diào)試后一定要使饋線電纜的特性阻抗和天線阻抗嚴格匹配，并且還要保證陷波網(wǎng)絡(luò)、串并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)能抑制其他頻率的倒送，確保本機諧振頻率能夠有效地傳輸?shù)教炀€上；如果匹配效果不佳，發(fā)射機在工作時天線、網(wǎng)絡(luò)零位值會偏高，天線、網(wǎng)絡(luò)駐波比紅燈閃爍從而導(dǎo)致發(fā)射機降功率，嚴重時功放包絡(luò)紅燈常亮，功放將被全部關(guān)斷。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機射頻放大包絡(luò)紅燈常亮的軟故障是指，功放被開通后，從A27射頻輸出監(jiān)測板的X4－1.2 腳檢波輸出的音頻送至A32 顯示板的X2－2.4 腳的電平，與從A34 模數(shù)轉(zhuǎn)換板的X2－1.2 腳還原的音頻送至A32 顯示板X2-5.6 腳的電平在N73 的3 腳和2 腳重建的音頻進行比較，當重建的音頻大于檢測的音頻，說明有大小臺階功放模塊沒有正常工作，如圖1、圖2 所示。

圖1 檢波電平電路

圖2 A32 顯示板部分射頻放大包絡(luò)電路

1.2 故障原因

首先，中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機射頻放大包絡(luò)紅燈常亮故障是為了提醒維修人員射頻大小臺階功放沒有被開通工作，原因在于A24 熔斷器組件板上F2－F7 大臺階模塊+230VDC高壓直流供電保險存在燒斷現(xiàn)象，如圖3、圖4 所示。

圖4 A18/A19/A20 二進制/主合成母板230VDC 供電輸入端

1.3 故障處理

42 個功放大臺階模塊每8 個由一個高壓保險提供電源，分別是F2、F3、F4、F5、F6、F7這六個高壓保險。由熔斷器組件板的E2、E3、E4、E5、E6、E7 連接點接到對應(yīng)的A18－A20末級功放合成母板的X25、X26連接點的輸入端，其中，F(xiàn)2 保險是提供給1－8 號板+230VDC電源，F(xiàn)3 保險是提供給41、42號板+230VDC 電源，F(xiàn)4 保險是提供給33－40 號板+230VDC 電源，F(xiàn)5 保險是提供給9－16 號板+230VDC 電源，F(xiàn)6 保險是提供給25－32 號板+230VDC 電源，F(xiàn)7 保險是提供給17－24 號板+230VDC 電源，最后經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)F2、F5、F7 高壓保險被燒斷，由此造成射頻放大包絡(luò)紅燈常亮告警提醒，此種高功率狀態(tài)下升降功率按鈕不起作用，M2 電流表和M3 功率表均指示為0 安培和0 千瓦。在該位置更換相同型號的250V/25A 保險，試機正常，如圖3 所示。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

中波數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機射頻放大包絡(luò)紅燈常亮故障：提示大臺階功放模塊不能正常工作，可能是音頻調(diào)制編碼板上控制大小臺階開通的數(shù)據(jù)編碼存儲、鎖存及輸出驅(qū)動電路元器件被損壞。

2.2 故障原因

根據(jù)故障現(xiàn)象分析可能有以下三種原因：（1）數(shù)據(jù)編碼輸入端的R10、R11 分壓阻排焊接點短路；（2）數(shù)據(jù)編碼存儲器D49、D50、D42、D43、D44有輸入電壓，無輸出電壓；（3）輸出驅(qū)動電路的D3、D4、D5、D6 反相器有輸入電壓，無輸出電壓，如圖5 所示。

圖5 調(diào)制編碼板（1-8 號板）部分音頻調(diào)制開關(guān)信號電路

2.3 故障處理

中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機A36 調(diào)制編碼板是為了順利打開大小臺階模塊，保證打開的功放模塊個數(shù)在載波調(diào)制狀態(tài)下與額定輸出功率和電流相符而設(shè)置的。首先，在停機后卸下調(diào)制編碼板，檢查輸入端分壓集成阻排R10、R11 的各焊接點有無短路現(xiàn)象， D49、 D50、D42、D43、D44 數(shù)據(jù)存儲器管腳各焊接點有無短路，輸出驅(qū)動電路的D3、D4、D5、D6 反相器管腳各焊接點有無短路，重點測量一下R10－13、14、15、16 腳，R11－1、2、3、4、5、6、7、8 腳，經(jīng)測量每對均有電阻值可測出，若發(fā)現(xiàn)電阻值為0歐姆，就會有阻排分壓故障；音頻調(diào)制載波狀態(tài)下再分別測量排查D42、D43、D44 輸入端的1、2、3、4、5、17、18、19 腳和輸出端的6、7、8、9、11、12、13、14 腳，經(jīng)測量D42、D43、D44 有輸入電壓，無輸出電壓；然后再測量輸出驅(qū)動電路D3、D4、D5、D6 反相器輸入端2、4 腳和輸出端5、7 腳均無輸入輸出電壓，最后，把查找的故障點放在調(diào)制編碼板上的數(shù)據(jù)編碼存儲芯片上，在載波狀態(tài)下將發(fā)射機輸出功率降至只剩一塊功放板工作時，利用示波器觀察輸出的調(diào)幅波形，若看到調(diào)幅波形變成了一條直線，即無輸出功率，查看電路圖紙分析，故障點一定出在集成存儲芯片D42、D43、D44 上，如圖5 所示。開高功率加調(diào)制后用萬用表測量D42、 D43、 D44 （型號：DM74LS471N）輸入輸出信號，確定是數(shù)據(jù)存儲芯片損壞。更換型號和位置代碼符號對應(yīng)的存儲芯片且保證相互之間不能替換（因為保存在D42內(nèi)的高六位編碼數(shù)據(jù)是專門用來打開1－8 號模塊的，保存在D43 內(nèi)的高六位編碼數(shù)據(jù)是專門用來打開9－16 號模塊的，保存在D44 內(nèi)的高六位編碼數(shù)據(jù)是專門用來打開17－24 號模塊的）。最后加電試機后D42、D43、D44 輸出端的6、7、8、9、11、12、13、14 腳有輸出信號，輸出功率趨于穩(wěn)定，射頻放大包絡(luò)紅燈變綠燈，至此故障排除。

3 故障三

3.1 故障現(xiàn)象

中波數(shù)字調(diào)幅廣播發(fā)射機射頻放大包絡(luò)紅燈閃爍，并伴有自動降功率按鈕紅燈亮起，同時，天線/網(wǎng)絡(luò)駐波比紅燈也在閃爍。

3.2 故障原因

根據(jù)故障現(xiàn)象分析可能有以下三種原因：（1）發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)中的阻抗微調(diào)電路的兩個電感線圈失諧。（2）發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)中帶通濾波器的濾波效果不佳。（3）阻抗微調(diào)變換器中電感線圈內(nèi)部接觸簧片松動打火發(fā)熱。

3.3 故障處理

鑒于帶通濾波器具有濾除奇次諧波和阻抗變換的功能，只允許基波分量通過，特意在阻抗微調(diào)接地端串接了一個三次陷波器，目的是濾除奇次高次諧波的能力更徹底，保證基波分量全部傳輸出去，從功放合成輸出的電壓波形中其傅利葉級數(shù)分解U （t） =1.27Esinwt（基波分量）+0.423sin3wt（三次諧波分量）+0.254sin5wt（五次諧波分量）可以看出，是為了抑制高次諧波向外輻射，僅允許基波輸出，達到必要的濾波度，應(yīng)該重點檢查一下帶通濾波器及阻抗微調(diào)和三次陷波器各線圈的接觸簧片是否可靠緊固。其中發(fā)射機輸出槽路中帶通濾波器可以將功放合成的4 歐姆阻抗變換成50 歐姆，與饋線匹配，可以有效地?zé)o損耗地全部傳輸?shù)教炀€調(diào)配網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如果傳輸阻抗不匹配，很大程度上會在發(fā)射機輸出槽路表現(xiàn)出來，因此可利用阻抗電橋測出槽路阻抗變化范圍，經(jīng)測試檢查發(fā)現(xiàn)阻抗微調(diào)電路的調(diào)負載和調(diào)網(wǎng)絡(luò)線圈中的接觸簧片有明顯的打火變黑變形的痕跡，這些都是造成天線駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比發(fā)生變化以及濾波效果不好的主要原因，更換新的線圈接觸簧片，射頻放大包絡(luò)紅燈閃爍并伴有自動降功率按鈕亮紅燈問題得到了徹底解決，如圖6、圖7 所示。

圖6 中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡(luò)

圖7 天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)

結(jié)語

發(fā)射機出現(xiàn)故障時，可以根據(jù)具體故障現(xiàn)象，從圖紙中找出相關(guān)的電路部分，將可能出現(xiàn)的故障部位按電路走向順序查找，就能迅速找到故障部位并進行排除。