哈廣PDM 3kW全固態(tài)中波廣播發(fā)射機的日常維護和故障分析處理

蘇 鴻

（作者單位：四川省廣播電視局523臺）

四川省廣播電視局523臺自2001年以來，先后配備哈爾濱廣播器材有限責(zé)任公司（簡稱“哈廣廠”）生產(chǎn)的PDM 1kW 和PDM 3kW全固態(tài)中波發(fā)射機。目前，PDM 3kW發(fā)射機為四川省廣播電視局523臺四川新聞廣播主要播出設(shè)備，但已運行10多年時間，各元器件出現(xiàn)老化，故障發(fā)生較為頻繁。本文主要探討發(fā)射機日常維護注意事項和發(fā)射機故障的處理方法，并選擇其中較為突出的3個故障進行分析，以供參考。

1 全固態(tài)發(fā)射機概述

通常全固態(tài)中波發(fā)射機指的是中波發(fā)射機在對信號的處理、信號放大以及調(diào)幅發(fā)送的整個過程。調(diào)制方式：高頻部分采用幅度調(diào)制，低頻部分采用脈寬調(diào)制（PDM）。主要特點是使用了較低功耗的射頻功率放大器（工作在丁類狀態(tài)）及高效率低損耗功率合成器，采用這樣工作方式的發(fā)射機具有整機電聲指標好、工作效率高、失真小，傳播信號質(zhì)量高，整機故障率低，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，更能確保廣播電視發(fā)射不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟又安全。

本文主要以CZ-G3K-IV型PDM3kW全固態(tài)中波發(fā)射機為例，發(fā)射機主要部件如：脈寬調(diào)制器、調(diào)制驅(qū)動放大器、前置放大器、功率放大器等都采用了獨立的印制板接插結(jié)構(gòu)，并對它們采用軸流風(fēng)機強制風(fēng)冷的冷卻方式。其主要工作原理如圖1所示：

圖1 GZ-G3K—lV型PDM3kW全固態(tài)中波發(fā)射機原理圖

2 發(fā)射機工作場地環(huán)境要求

（1）具有安全接地系統(tǒng)，發(fā)射機和其他電設(shè)備應(yīng)就近接地，接地電阻要符合要求。

（2）保持發(fā)射機在打開門的情況下與周邊的設(shè)備設(shè)施最少1.2 m的距離，以利于日常操作和檢修維護。

（3）發(fā)射機工作電源為三相交流電源，為確保發(fā)射機處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，配置6 kVA或更大一些容量的穩(wěn)壓設(shè)備。

（4）裝在發(fā)射機頂端的射頻輸出饋線電纜要接地良好。

（5）發(fā)射機機房要配置通風(fēng)系統(tǒng)，保證通風(fēng)良好，確保室溫不超過45 ℃。

（6）該發(fā)射機出廠前已采用標稱阻抗假負載進行設(shè)備調(diào)試，同時進行P（入射功率）=3 kW，M（調(diào)幅度）=100%的4小時開機運行老化試驗。在安裝連接天饋系統(tǒng)時，確保發(fā)射機使用的天饋系統(tǒng)符合要求，如果天饋系統(tǒng)輸入阻抗是標稱值，發(fā)射機射頻輸出網(wǎng)絡(luò)不需要任何調(diào)整就可以正常工作。

3 全固態(tài)中波發(fā)射機的維護經(jīng)驗

四川省廣播電視局523臺現(xiàn)在使用的是哈爾濱廣播器材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的GZ-G3K—lI型PDM 3kW全固態(tài)中波發(fā)射機。筆者根據(jù)發(fā)射機日常運行維護規(guī)范以及在平時工作對所發(fā)現(xiàn)的問題的梳理分析，總結(jié)出全固態(tài)中波發(fā)射機運行維護的經(jīng)驗。

日常維護工作對于播出任務(wù)安全高質(zhì)量完成非常重要。這里所說的日常維護工作，可以理解為預(yù)防性檢修，其目的是通過預(yù)防性檢修、檢查，及時發(fā)現(xiàn)發(fā)射機的各個系統(tǒng)工作異常狀態(tài)，從而消除故障隱患，防患于未然，保障安全播出。

3.1 根據(jù)維護檢修規(guī)范，定期采用目視方法對發(fā)射機進行全面檢查

目視檢查的主要內(nèi)容：檢查高壓元件及連接點有無打火跡象；檢查電阻有無過熱現(xiàn)象，即電阻表面色彩是否出現(xiàn)深度變化；檢查電解電容有無泄漏及嚴格鼓包現(xiàn)象；檢查線圈和變壓器有無過熱跡象；檢查連接線是否過熱，高頻功率合成連接線、連接頭是否緊固；定期對發(fā)射機的灰塵進行徹底清除，杜絕因濕度過大引起短路故障。

3.2 定期檢查冷卻系統(tǒng)

定期清潔風(fēng)扇、空氣濾網(wǎng)，根據(jù)情況進行更換；如果因設(shè)計的缺陷，機器設(shè)備沒有空氣流通的出風(fēng)口，值班人員在值機過程中應(yīng)定時觀察設(shè)備內(nèi)外的溫度變化，當(dāng)溫度上升過高時應(yīng)開啟空調(diào)，還可以適當(dāng)打開前門使設(shè)備內(nèi)外空氣流通降溫。

3.3 對采樣電路以及保護電路進行定期檢查

對通過采樣電路所采樣的各運行參數(shù)值進行定期檢查比較，看是否有明顯變化。對主整電壓和低壓電源超限保護電路、射頻激勵器電平超限保護、射頻電流超限保護電路和駐波比超限保護電路進行定期檢查，排除故障隱患。

3.4 對中波傳輸饋線和天調(diào)匹配網(wǎng)絡(luò)進行定期的維護

根據(jù)檢修維護周期要求，每季度檢查天饋線、網(wǎng)絡(luò)電容、連接頭與阻抗變換器有無異?，F(xiàn)象。及時清潔中波天線塔底座和拉線絕緣子，防止雜物導(dǎo)致塔體接地，同時根據(jù)工作頻率調(diào)整放電球間隙，滿足技術(shù)要求距離。

4 發(fā)射機的故障表現(xiàn)與處理方法

發(fā)射機的常規(guī)故障主要分為三大類：一是由于設(shè)備前期設(shè)計不合理所造成的缺陷故障；二是由于值機人員操作失誤或檢修維護不到位產(chǎn)生的故障；三是由外界不可抗拒因素引起的故障，如雷擊造成線電壓電位差突變等。

根據(jù)故障產(chǎn)生原因和故障現(xiàn)象，中波發(fā)射機故障可以分為軟故障和硬故障。

軟故障的主要表現(xiàn)如下：設(shè)備在日常運行過程中，發(fā)射機時好時壞，技術(shù)參數(shù)變化大，具有較強的隨機性。排除這種故障比較麻煩，因為設(shè)備處于運行狀態(tài)，不能輕易判斷事故部位。比如，發(fā)射機正常參數(shù)顯示應(yīng)該是+15 V和-15 V，但一天早上開機顯示參數(shù)過大，為15.7 V和-15.6 V，關(guān)機重啟后又恢復(fù)正常，顯示為+15.1 V和-15.0 V，一天運行過程中參數(shù)有反復(fù)變化的情況。后測量低壓電源正常、采樣電路也正常，重新緊固插拔排線后恢復(fù)正常顯示。這種情況就是排線老化后，開關(guān)機器前門對其影響使其松動引起的接觸不良。

硬故障的主要表現(xiàn)如下：發(fā)射機在運行時突然出現(xiàn)故障，重新開機后，故障依然存在。一般情況下此故障是由于元器件損壞引起的，這種故障規(guī)律性比較強，采樣電路能較為準確顯示故障點位，查找問題也比較簡單。比如，設(shè)備正常運行中突受雷擊，造成發(fā)射機停止工作，也不能重新開啟，故障顯示調(diào)制、功放告警，工作人員檢查后發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)管被擊穿，更換處理后發(fā)射機便恢復(fù)正常運行。

出現(xiàn)故障后要根據(jù)保護電路顯示，判斷大致的位置以及分析引起原因。具體要做到以下四點：一看，對故障部位進行外觀檢查。主要看主要元器件有無變色、打火、破損以及連線是否松動、保險管是否熔斷、電容漏液、鼓包等異?，F(xiàn)象。二聽，聽機器內(nèi)部有無異常響聲。三聞，聞有無異常氣味。四摸，斷電后用手摸故障部位元器件、接點、焊點等有無過熱現(xiàn)象。找不到頭緒的時候，對比測量同型號電路、器件、設(shè)備也能發(fā)現(xiàn)異常部位，從而實現(xiàn)快速維修并恢復(fù)播出。

5 故障處理工作中應(yīng)注意的問題

一是全固態(tài)發(fā)射機運用集成電路和半導(dǎo)體器件較多，在處理故障時應(yīng)小心謹慎，使用專用工具。二是全固態(tài)發(fā)射機的電路中很多使用對稱、互補、并聯(lián)、取樣等電路，更換其元器件時要精挑細選，保證所用新件與元件明細表上標明一致，特別是金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），要確保同一制造商同一型號。三是場效應(yīng)管在焊接中應(yīng)特別注意焊接時間不能過長，防止損壞管腳和電路板。

在平時的值機、故障處理工作中，要態(tài)度認真、檢查細致，多思考，勤動手，注意知識的積累，這樣遇到問題時才能舉一反三，迅速解決故障，提高播出質(zhì)量，更好地為安全播出服務(wù)。

6 常見三大故障分析及處理

故障一：顯示屏顯示“欠推動”故障，設(shè)備出現(xiàn)掉高壓、無功率輸出現(xiàn)象。欠推動故障檢測電路在功率合成母板上（由N1等組成），它的取樣信號是功率放大器的輸入信號，如果出現(xiàn)“欠推動”故障，問題可能出在頻率合成器、前置放大器及功率合成母板上推動信號電路（由T1、C1、L5、L6等組成）中，或者功率放大器故障使前置放大器輸出負載變化。出現(xiàn)這類故障，機器將自動掉高壓，同時顯示屏上顯示“欠推動”故障。根據(jù)分析，需要檢查五個點是否有故障：第一，頻率合成器是否有故障。如果頻率合成器有故障，使前置放大器沒有輸入信號，從而產(chǎn)生欠推動故障。第二，前置放大器是否有故障。前置放大器由N1、V3～V4、V6～V7和V14～V17四級放大器組成。正常情況下N1-5輸出15 V的方波信號；V3～V4輸出15 V的方波信號；V6～V7輸出25 V的方波信號；V14～V17輸出230 V的方波信號。各點信號如有異常，應(yīng)檢查相應(yīng)的放大級。第三，調(diào)諧電路是否有故障。推動信號調(diào)諧電路（由T1、C1、L5、L6等組成），也能產(chǎn)生欠推動（或過推動）故障。一般情況下，故障應(yīng)出在電容C1、電感L5、L6上。正常工作時，L6上的輸出信號幅度峰值為80 V左右。第四，功率放大器是否有故障。功率放大器故障使前置放大器輸出負載發(fā)生變化，會產(chǎn)生欠推動（或過推動）故障。這類故障多出現(xiàn)在功率放大器的輸入級或功放管（某個功放管損壞）以及阻尼二極管損壞中。第四，檢測電路是否有故障。過推動、欠推動故障檢測電路由N1（LM339）和與它有關(guān)的器件組成，這些器件有問題或電位器W1（過推動門限調(diào)整）、W2（欠推動門限調(diào)整）調(diào)整不正確，都會產(chǎn)生此類故障，正確的門限電壓為N1-7高于N1-6端0.3 V；N1-4低于N1-5端0.3 V。

故障二：調(diào)制器板三角波信號正常，但沒有調(diào)制信號輸出。用示波器測量調(diào)制器N14（LM319）5端有4 V的三角波信號，但調(diào)制器板XS1-3端無調(diào)制信號輸出。其原因可能如下：第一，控制信號不正常。其包括下面兩種故障：a.外部控制信號有故障。調(diào)制器板XS1-7端應(yīng)有隨“升、降功率”變化的直流電壓，如該電壓值為零或固定值，故障源在控制板上。b.內(nèi)部控制電路有故障。調(diào)制器板的N9～N11或與它們有關(guān)的電阻、電容等有故障，使N14的4端電壓不隨“升、降功率”變化，會產(chǎn)生無調(diào)制信號輸出（或輸出脈沖寬度不74可調(diào)）的故障現(xiàn)象。第二，驅(qū)動電路有故障。三極管V12（2N2222）及與它相關(guān)的器件是調(diào)制信號的驅(qū)動電路，這部分有問題會產(chǎn)生無調(diào)制信號輸出（或輸出功率升不到額定值）的故障現(xiàn)象。第三，保護電路被啟動。其包括以下兩種現(xiàn)象：a.外部保護電路被啟動。正常工作時，調(diào)制器板的XS1-4和XS1-5分別有+15 V和10 V電壓輸入。如果外部電路有故障，控制板將使這兩個控制信號為0 V和+15 V，封鎖調(diào)制信號輸出。b.內(nèi)部保護電路被啟動。如果調(diào)制脈沖過寬或電壓比較器N14-2和與它相關(guān)的器件有問題，使N14的7端為+15 V時，調(diào)制器板的輸出信號將被封鎖（繼電器K1被釋放）。

故障三：發(fā)射機加高壓不正常，觸摸屏正常（亮）。對于這方面的故障，主要分析以下三個方面：第一，控制板上的開／關(guān)機邏輯控制。按“開機”，同時測量控制板（ILA／HG3.624.038DL）上的X7-6，應(yīng)該有+30 V電壓輸出，如果輸出不正確，說明問題出在控制板上，應(yīng)該檢查N8、N10、N6和K1是否正常。第二，接觸器驅(qū)動電路。按“開機”，同時測量控制板（ILA／HG3.624.039DL）上的XS1-1應(yīng)有+30 V，如果沒有電壓，說明連接兩板之間的電纜有問題；如果XS1-1電壓正常，測量XS1-4應(yīng)有+30 V，如果沒有電壓，說明延時控制器板有問題；如果XS1-4電壓正常，應(yīng)該檢查整機中的K4和K1是否正常工作；如果整機中交流接觸器K1已吸合（能聽到交流接觸器動作的聲音）但是交流接觸器K2沒有動作，測量延時控制器（ILA／HG3.624.039DL）上XS1-5是否有+30 V電壓，如果沒有可能是延時控制器上的N2或K1有問題；如果XS1-5電壓正常，應(yīng)檢查整機中的K5和K2是否正常工作。第三，K1、K2線圈電壓是否正常。當(dāng)?shù)蛪航油〞r，K1、K2的線圈兩端電壓（對交流電源0線）應(yīng)為交流220 V，如果不存在，應(yīng)該檢查整機連線是否正確。如果K1、K2的線圈兩端電壓正常，問題應(yīng)該在K4或K5的“觸點”或它們與K1、K2之間的聯(lián)線上。

7 結(jié)語

通過對四川省廣播電視局523臺廣播發(fā)射設(shè)備日常運行維護的分析、總結(jié)，要落實“不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟又安全”的十二字維護方針，就需要平時加強相關(guān)理論知識的學(xué)習(xí)，對說明書和相關(guān)電路圖進行分析，保證發(fā)射設(shè)備正常運行，把黨和國家的聲音傳到千家萬戶。