城市廣播系統(tǒng)中10?kW中波發(fā)射機的故障診斷與應(yīng)對策略

【摘要】隨著城市化進(jìn)程的加速，10 kW中波發(fā)射機在城市廣播系統(tǒng)中的重要性日益凸顯，本文主要探討了該設(shè)備在城市廣播系統(tǒng)中的應(yīng)用及其面臨的挑戰(zhàn)。首先分析了城市環(huán)境中電磁干擾的普遍性及其對中波發(fā)射機性能的影響，然后詳細(xì)探討了設(shè)備穩(wěn)定性問題，包括門連鎖故障和電纜連鎖問題，這些問題可能導(dǎo)致發(fā)射機突然關(guān)機，嚴(yán)重時甚至影響廣播的正常播出。針對這些挑戰(zhàn)，本文提出了一系列解決策略，旨在提高系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和應(yīng)急響應(yīng)能力。

【關(guān)鍵詞】中波發(fā)射機；電磁干擾；設(shè)備穩(wěn)定性；緊急響應(yīng)

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.17.011

全固態(tài)10 kW中波廣播發(fā)射機因其出色的技術(shù)性能，在城市廣播系統(tǒng)中扮演著至關(guān)重要的角色。該設(shè)備的數(shù)字化與集成化設(shè)計極大地提高了廣播信號的傳輸效率和覆蓋范圍。在城市環(huán)境中，中波發(fā)射機展現(xiàn)了其獨特的優(yōu)勢，特別是在建筑密集的區(qū)域，其信號能夠有效地穿透障礙物，保障廣播內(nèi)容的連續(xù)性和清晰度。這一特性對于緊急情況下的廣播傳播尤為重要，能夠確保在自然災(zāi)害或其他緊急情況發(fā)生時，重要信息能迅速、廣泛地傳遞給公眾。此外，該發(fā)射機的應(yīng)用不僅限于日常的新聞和娛樂廣播，還包括公共安全和應(yīng)急響應(yīng)通信。中波發(fā)射機還可作為關(guān)鍵的通信工具，在緊急情況下幫助政府和救援機構(gòu)向市民傳遞指導(dǎo)和幫助信息。其高效的信號覆蓋能力確保了在廣播區(qū)域內(nèi)每個角落都能接收到這些至關(guān)重要的信息。盡管城市環(huán)境對于廣播系統(tǒng)的運行提出了一定的挑戰(zhàn)，但通過技術(shù)團(tuán)隊的持續(xù)努力和發(fā)射機技術(shù)的不斷優(yōu)化，這些問題已得到有效地控制和解決。本文詳細(xì)分析了中波發(fā)射機在城市廣播系統(tǒng)中面臨的挑戰(zhàn)，探討了故障預(yù)防和快速響應(yīng)措施。

1. 故障處理與連續(xù)性保障

在城市廣播系統(tǒng)中，10 kW中波發(fā)射機的可靠性關(guān)鍵在于其故障處理機制，該機制通過維持廣播的連續(xù)性和穩(wěn)定性發(fā)揮了決定性作用。一類故障檢測電路利用多個故障檢測輸入（如電源過壓、電纜聯(lián)鎖和溫度監(jiān)控）并通過74HC4078芯片處理，當(dāng)任一輸入高電平變化時，輸出信號表明發(fā)生故障。該信號經(jīng)進(jìn)一步處理生成持續(xù)至少2.4秒的關(guān)機脈沖，通過RC延時電路控制時間，以安全關(guān)閉發(fā)射機。同時，發(fā)生故障時控制面板上的故障指示燈將亮起，需技術(shù)人員手動復(fù)位。這種設(shè)計雖確保了系統(tǒng)安全，但在城市廣播環(huán)境中也帶來了挑戰(zhàn)，尤其是對廣播連續(xù)性的影響。

圖1 一類故障檢測電路原理圖

圖1展示了一類故障檢測電路的原理圖。這種電路利用多個故障檢測輸入，例如電源過壓、電纜連鎖和溫度監(jiān)控，通過74HC4078芯片進(jìn)行處理。當(dāng)任一輸入信號發(fā)生高電平變化時，輸出信號表明發(fā)生了故障[1]。這個信號會被進(jìn)一步處理，產(chǎn)生持續(xù)至少2.4秒的關(guān)機脈沖，以安全關(guān)閉發(fā)射機。同時，當(dāng)發(fā)生故障時，控制面板上的故障指示燈將亮起，需要技術(shù)人員手動復(fù)位。這種故障檢測設(shè)計確保了系統(tǒng)的安全運行，同時也揭示了發(fā)射機在處理潛在故障時的高度復(fù)雜性和精確性。

2. 緊急情況下的故障應(yīng)對

在城市廣播系統(tǒng)中，10 kW中波發(fā)射機扮演著至關(guān)重要的角色，確保信息的連續(xù)傳遞與覆蓋。然而，其運行面臨諸多挑戰(zhàn)，尤其是一類故障的處理問題尤為突出。這類故障包括過載、電路故障等，一旦發(fā)生，顯示板會輸出至少2.4秒的高電平信號，觸發(fā)發(fā)射機的安全關(guān)機程序，并在面板上鎖定故障警示燈。這種突然的高壓斷電不僅導(dǎo)致發(fā)射機無法自動重啟，還可能引起廣播暫停，影響城市廣播系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。針對此類故障，廣播系統(tǒng)的應(yīng)急措施尤為關(guān)鍵[2]。技術(shù)團(tuán)隊需迅速診斷故障是否源自主用發(fā)射機。確認(rèn)故障后，應(yīng)立即切換至備用發(fā)射機，確保廣播的連續(xù)性。同時，快速定位故障原因并進(jìn)行修復(fù)是恢復(fù)正常廣播的必要步驟。

2.1 外部連鎖故障

在城市廣播系統(tǒng)中，10 kW中波發(fā)射機發(fā)生的外部聯(lián)鎖故障通常表現(xiàn)為顯示板上“外部聯(lián)鎖”指示燈亮起紅燈，并伴有聲光報警，這種情況多由發(fā)射機未正確連接到天線或假負(fù)載引起。這種故障可能導(dǎo)致廣播中斷，影響服務(wù)連續(xù)性和可靠性。控制板A38負(fù)責(zé)監(jiān)測發(fā)射機與天線或假負(fù)載的連接情況，如果連接斷開或未安裝聯(lián)鎖短路插子，控制系統(tǒng)將識別出故障并發(fā)出警告。故障處理中，技術(shù)人員需要檢查并測試顯示板和控制板上的信號路徑，并確認(rèn)電路中的組件如電阻（R11， R12， R13， R14）和繼電器K3是否正常工作。如果繼電器K3顯示異常，需替換以恢復(fù)正常功能，一旦繼電器替換并重新通電，顯示板上的指示燈應(yīng)從紅色變?yōu)榫G色，標(biāo)志著外部聯(lián)鎖故障已被修復(fù)。這種外部聯(lián)鎖機制在城市環(huán)境中尤為重要，因為頻繁的設(shè)備配置變動和密集的電磁活動可能影響發(fā)射機的正常運行。

圖2 連鎖電路原理圖

圖2為外部聯(lián)鎖故障的電路原理圖。這個電路包括多個電阻（R11， R12， R13， R14）和繼電器K3的控制邏輯。該電路確保發(fā)射機在正確連接到天線或假負(fù)載時能夠接收到適當(dāng)?shù)碾妷盒盘柌⒗^續(xù)正常運行。如果外部聯(lián)鎖電路出現(xiàn)故障，例如繼電器K3故障，可能導(dǎo)致發(fā)射機因未檢測到正確的負(fù)載而自動停機。這種設(shè)計對于城市廣播系統(tǒng)尤為重要，因為頻繁的設(shè)備配置變動和密集的電磁活動可能影響發(fā)射機的正常運行[3]，故障處理中，技術(shù)人員需要檢查并測試顯示板和控制板上的信號路徑，并確認(rèn)電路中的組件如電阻和繼電器是否正常工作。如果繼電器顯示異常，需替換以恢復(fù)正常功能，進(jìn)而確保廣播服務(wù)的連續(xù)性和可靠性。

2.2 輸出檢測板故障

2.2.1 故障現(xiàn)象

在城市廣播系統(tǒng)中運用的10 kW中波發(fā)射機，當(dāng)面臨輸出監(jiān)測板故障，故障表現(xiàn)為發(fā)射機在正常運行中突然失去高壓電源并自動停機，此時，故障指示面板上的+5V輸出監(jiān)測紅燈會亮起。這種現(xiàn)象表明發(fā)射機內(nèi)部電壓監(jiān)測機制檢測到異常，自動執(zhí)行保護(hù)程序以避免設(shè)備損壞。

2.2.2 故障分析

在城市廣播系統(tǒng)中，10 kW中波發(fā)射機輸出監(jiān)測板的+5V電路，其故障通常表現(xiàn)為故障指示面板上+5V監(jiān)測紅燈亮起，這種情況可能指向幾個關(guān)鍵問題。首先，這一指示燈的亮起通常意味著供電電路可能存在異常，這能直接影響發(fā)射機的功能和廣播的連續(xù)性。具體來說，當(dāng)+5V的紅燈亮起時，它提示技術(shù)團(tuán)隊?wèi)?yīng)首先審查輸出監(jiān)測板的供電是否穩(wěn)定和充足。供電不足或不穩(wěn)定都可能導(dǎo)致輸出電壓異常。其次，+5V穩(wěn)壓電路的性能也需仔細(xì)檢查，因為任何穩(wěn)壓器的故障或效率下降都可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的輸出，進(jìn)而觸發(fā)故障警報[4]。此外，在復(fù)雜的城市電磁環(huán)境中，外部干擾也可能影響敏感的電子組件，如穩(wěn)壓電路。這種環(huán)境下，穩(wěn)壓電路可能更頻繁地遭受干擾，從而增加發(fā)射機故障的風(fēng)險。

2.2.3 故障處理

在城市廣播系統(tǒng)中，10 kW中波發(fā)射機的穩(wěn)定性對于廣播服務(wù)的連續(xù)性至關(guān)重要。輸出監(jiān)測板的+5V穩(wěn)壓電路，如圖3所示，是這一系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，確保發(fā)射機電源穩(wěn)定和可靠運行[5]。該電路由多個組件構(gòu)成，包括UC3834三端穩(wěn)壓器、調(diào)整管V1、穩(wěn)壓二極管VD20和VD21，以及多個電阻和電容，如R22、R23、R24、C37和C38等，這些元件共同維持+5V的輸出。在城市環(huán)境中，發(fā)射機面臨的挑戰(zhàn)尤其嚴(yán)峻。電磁干擾、電源波動及密集建筑可能導(dǎo)致電路故障，特別是在穩(wěn)壓電路中。穩(wěn)壓電路的故障不僅會導(dǎo)致發(fā)射機自動關(guān)機，還可能引起連鎖反應(yīng)，影響廣播的穩(wěn)定性。例如，一旦穩(wěn)壓電路中的VD21二極管發(fā)生軟擊穿，雖然外表可能看似正常，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)已不能正常工作，導(dǎo)致電路輸出不穩(wěn)，繼而觸發(fā)故障指示燈亮起，并使發(fā)射機停止工作。此外，城市廣播系統(tǒng)的維護(hù)團(tuán)隊需要高度警覺，及時識別和解決這些電路問題。從圖3可以看出，維護(hù)人員需對電路中的每個關(guān)鍵點進(jìn)行測試，例如測量TP5的電壓，檢查三端穩(wěn)壓器和相關(guān)二極管是否正常工作[6]。此類細(xì)致的檢查有助于快速定位故障源，如穩(wěn)壓二極管VD21的更換所示，及時的故障處理能夠恢復(fù)系統(tǒng)的正常運行，保證廣播服務(wù)不受城市環(huán)境挑戰(zhàn)的影響。

圖3 輸出監(jiān)測板+5V穩(wěn)壓電路

圖3展示了輸出監(jiān)測板中+5V穩(wěn)壓電路的電路原理圖。這個電路是由UC3834三端穩(wěn)壓器、調(diào)整管V1、穩(wěn)壓二極管VD20和VD21以及多個電阻和電容（如R22、R23、R24、C37、C38等）組成。這些組件共同維持發(fā)射機的+5V輸出，確保電源穩(wěn)定和可靠運行。在城市環(huán)境中，發(fā)射機面臨的挑戰(zhàn)尤其嚴(yán)峻，包括電磁干擾和電源波動，這些因素都可能導(dǎo)致電路故障，特別是在穩(wěn)壓電路中[7]。例如，如果穩(wěn)壓二極管VD21發(fā)生軟擊穿，雖然外表可能看似正常，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)已不能正常工作，導(dǎo)致電路輸出不穩(wěn)，進(jìn)而觸發(fā)故障指示燈亮起并使發(fā)射機停止工作[8]。維護(hù)人員需對電路中的每個關(guān)鍵點進(jìn)行測試，如測量TP5的電壓，檢查三端穩(wěn)壓器和相關(guān)二極管是否正常工作，這些細(xì)致的檢查有助于快速定位故障源，保證廣播服務(wù)不受城市環(huán)境挑戰(zhàn)的影響。

2.2.4 故障總結(jié)

在城市廣播系統(tǒng)中使用的10 kW中波發(fā)射機，其穩(wěn)定運行極為關(guān)鍵，尤其是電源穩(wěn)壓部件的可靠性[9]。故障分析顯示，穩(wěn)壓二極管是故障頻發(fā)的關(guān)鍵元件，這主要是因為它們直接承受來自城市復(fù)雜電網(wǎng)的電壓波動和電磁干擾。城市環(huán)境的高溫和高污染也對這些敏感元件構(gòu)成了額外的挑戰(zhàn)。隨著時間的推移，穩(wěn)壓二極管在持續(xù)暴露于這種環(huán)境下會逐漸降低性能和耐壓值。盡管這些二極管設(shè)計有自我恢復(fù)的能力，使它們在遭受擊穿后能夠恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，但其性能會有所下降。在正常工作狀況下，這種性能下降不易被察覺，因為電路看似正常運作。故障分析過程中，技術(shù)團(tuán)隊需對這些組件進(jìn)行特別關(guān)注，尤其是在沒有明顯物理損壞的情況下[10]。通過定期的性能測試和對比分析，可以評估這些二極管和三極管的實際工作狀態(tài)。在城市廣播系統(tǒng)的維護(hù)中，采用替換法來確認(rèn)這些關(guān)鍵元件的健康狀況是一種有效的策略，有助于提前識別和預(yù)防可能導(dǎo)致廣播中斷的故障。

3. 結(jié)束語

隨著城市廣播系統(tǒng)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域的擴展，10 kW中波發(fā)射機的重要性逐漸凸顯。這些設(shè)備在城市復(fù)雜的電磁環(huán)境中提供了穩(wěn)定、可靠的廣播服務(wù)，也面臨著電磁干擾和設(shè)備故障等挑戰(zhàn)。深入分析這些問題及其解決策略，有助于優(yōu)化設(shè)備性能和可靠性。廣播系統(tǒng)需適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境變化，保持內(nèi)容連續(xù)性和信號清晰度。維護(hù)團(tuán)隊需理解并應(yīng)對技術(shù)挑戰(zhàn)，以提高應(yīng)急響應(yīng)能力。未來，隨技術(shù)發(fā)展，將開發(fā)新解決方案和管理方法，提升廣播系統(tǒng)的效率和可靠性，滿足復(fù)雜環(huán)境中的需求。

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作者簡介：郭海波（1987—），男，內(nèi)蒙古莫力達(dá)瓦達(dá)斡爾族自治旗人，工程師，研究方向：廣播電視中波發(fā)射機、電視發(fā)射機等。