董方明

河南省鶴壁市第一電視轉(zhuǎn)播臺(tái)，河南 鶴壁 458000

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步催生了全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)，逐步取代電子管及速調(diào)管發(fā)射機(jī)，成為電視行業(yè)發(fā)展的主流。全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的問(wèn)世不僅僅是器件上的更新?lián)Q代，它還引發(fā)了電視發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)、制造理念上的巨大變化，同時(shí)促使了電視發(fā)射機(jī)運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)方面的重大變革。本文首先以GME1114型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)為例，介紹了其基本組成和工作原理，而后對(duì)全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的技術(shù)性能進(jìn)行了深入剖析，并對(duì)影響其運(yùn)行的因素進(jìn)行了探討。

1 系統(tǒng)組成和基本原理

以GME1114型全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)為例，該機(jī)主要由6部分組成，即：激勵(lì)器、功率放大器、無(wú)源部件（包括分配器、合成器、帶通濾波器等）、供電控制部分、風(fēng)冷系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。其中，激勵(lì)器是發(fā)射機(jī)的核心，它控制著整個(gè)發(fā)射機(jī)的運(yùn)行。激勵(lì)器是由視／音中頻調(diào)制器、DP/DG校正、群時(shí)延校正、互調(diào)校正、上變頻器、激勵(lì)功放、開(kāi)關(guān)電源部分和控制主控單元組成。激勵(lì)器的主要作用是將信源部分送來(lái)的視／音頻信號(hào)調(diào)制到指定的頻道載波上，并放大到一定電平去推動(dòng)功率放大器。該機(jī)采用了32個(gè)450W功放模塊進(jìn)行功率合成，輸出功率大于l0kW。每個(gè)功率放大器由4只大功率場(chǎng)效應(yīng)管組成末級(jí)。每個(gè)BLF861A管和與之相連的輸人輸出匹配電路構(gòu)成一個(gè)單管放大器；兩個(gè)BLF861A單管放大器和90正交電橋構(gòu)成一組平衡放大器；兩組這樣的平衡放大器再用同相的二合成器進(jìn)行功率合成，得到大于450W功率輸出的功放模塊。功放模塊為寬帶功放，線性好、一致性強(qiáng)、可互換使用，便于數(shù)字化升級(jí)。BLF861A場(chǎng)效應(yīng)管放大器的輸人和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中都含有由微帶線構(gòu)成的平衡／不平衡轉(zhuǎn)換（因?yàn)锽LF861A為推挽型對(duì)管，要求平衡輸入／平衡輸出，而通常功率傳輸都采用不平衡的電纜或微帶，故需要轉(zhuǎn)換）。分配器、合成器均采用吉賽爾電路微帶或懸?guī)ЫY(jié)構(gòu)和同向一次分配合成的方式，避免了多次合成的損耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，此結(jié)構(gòu)的插人損耗非常?。桓鞴Ψ哦丝谥g具有隔離特性，隔離度均在26dB以上；結(jié)構(gòu)緊湊，最大限度保證功率輸出，并且一旦一路功率出現(xiàn)問(wèn)題不影響功率的合成輸出。輸出端帶通濾波器采用進(jìn)口產(chǎn)品，對(duì)帶外諧波進(jìn)行抑制，確保帶外非所需發(fā)射小，防止對(duì)其余頻道的干擾。

2 系統(tǒng)運(yùn)行可靠性分析

在全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的研發(fā)階段，工程技術(shù)人員就充分考慮和利用了全固態(tài)功放的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，從而使全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的系統(tǒng)性能得到了極大的提高，系統(tǒng)工作的可靠性有了顯著的提高。對(duì)于全固態(tài)功放的基本電路及其功放模塊，在并聯(lián)運(yùn)用時(shí)會(huì)具備較多的冗余性?；诖?，用若干個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)電源分別為幾個(gè)功放模塊供電，中間不再設(shè)置推動(dòng)功放。如此，激勵(lì)器的輸出功率可直接分配給若干運(yùn)行的功放模塊，進(jìn)行放大后合成并輸出，功放電路的瓶頸可得以解除，從而顯著地提高了系統(tǒng)的可靠性。此外，開(kāi)關(guān)電源采用并聯(lián)均流的供電方式，某個(gè)電源損壞后其對(duì)應(yīng)的功放模塊的電流均勻的分配給其他電源，不會(huì)影響功放的工作，除了功放這一關(guān)鍵部位，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中力求使其余組成部分也具有冗余性質(zhì)，從而使整個(gè)系統(tǒng)成為不會(huì)中斷的連續(xù)工作的系統(tǒng)，其他需要做冗余設(shè)計(jì)的組成部分主要是激勵(lì)器、風(fēng)冷裝置、控制電路和配電電路。如激勵(lì)器可采用主備激勵(lì)器熱備份的方式，風(fēng)冷裝置可采用兩部以上的風(fēng)機(jī)分別冷卻部分功放和電源，控制和配電電路也可以采用對(duì)各部分電路分別控制和供電的方式使其具有了并聯(lián)性質(zhì)。盡可能使某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí)只影響局部而其余部分仍正常運(yùn)行。

3 系統(tǒng)可維護(hù)性分析

由于陰極活性金屬物質(zhì)的不斷消耗，電子管在正常使用情況下，使用年限往往是有限的。而全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)由于元器件老化和壽命終了，放大管無(wú)需到期更換。全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)具有極好的互換性，其功放模塊和電源模塊均采用單一形式的獨(dú)立結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化組件，發(fā)生故障時(shí)可以啟用備用模塊，使系統(tǒng)恢復(fù)正常，不需立即修理。全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)在設(shè)計(jì)之初就綜合考慮了多方面因素的影響，以提高系統(tǒng)的可維護(hù)性。如通過(guò)提高單個(gè)功放管的功放容量，以減少元器件的總數(shù)；采用優(yōu)質(zhì)元器件，以降低其工作強(qiáng)度。功放的高頻電路通常采取了無(wú)調(diào)整化設(shè)計(jì)，以減少維護(hù)操作的復(fù)雜程序。如功放模塊采用了大裕量設(shè)計(jì)，在多級(jí)的功放模塊內(nèi)設(shè)置預(yù)校正電路，減少整機(jī)的調(diào)整量，降低補(bǔ)償要求；預(yù)校正電路在本功放模塊遇見(jiàn)故障時(shí)發(fā)生作用，但不影響其他單元正常工作。功放模塊內(nèi)設(shè)置的異常告警和指示功能通常兼有集中指示和本地指示，便于進(jìn)行故障定位。

4 運(yùn)行條件分析

全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的運(yùn)行條件可分為內(nèi)部條件和外部條件。全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)對(duì)運(yùn)行條件要求并不高，但是其運(yùn)行效果與運(yùn)行條件關(guān)系極大。如果在全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，充分重視其運(yùn)行條件，能使其系統(tǒng)性能得到更為充分的發(fā)揮，從而極大地提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，有效地降低故障發(fā)生率。

4.1 內(nèi)部條件

內(nèi)部條件主要是指發(fā)射機(jī)的電路設(shè)計(jì)、機(jī)械結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)配置，如增益控制電路、功率合成電路、風(fēng)冷系統(tǒng)的風(fēng)量、進(jìn)出風(fēng)通道、故障的自檢、定位和保護(hù)等。如果以上功能能夠設(shè)計(jì)合理、配置到位，發(fā)射機(jī)的運(yùn)行可靠性就能得到極大的提高。對(duì)于發(fā)射機(jī)的內(nèi)部條件，也就是自身的設(shè)計(jì)，實(shí)際中還存在不少問(wèn)題。例如，有些廠家的發(fā)射機(jī)激勵(lì)器采用了插件式結(jié)構(gòu)，維護(hù)時(shí)將插件用轉(zhuǎn)接板或轉(zhuǎn)接線引出。這樣做雖然能夠方便維護(hù)和調(diào)整，但插件式的結(jié)構(gòu)單體過(guò)多，使得激勵(lì)器整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)過(guò)于龐大復(fù)雜。插件與插座之間為剛性接觸，并且往往只有前面板的下端有一顆鎖緊螺絲，插件受力不平衡，鎖緊螺絲往往會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力集中。機(jī)器運(yùn)行持續(xù)振動(dòng)及多次維護(hù)調(diào)整往往會(huì)引起插件接觸不良、鎖緊螺絲滑絲或擰斷等故障問(wèn)題。此外，多個(gè)插件集中在一起，散熱問(wèn)題難以解決，因此，這種形式的激勵(lì)器穩(wěn)定性、可靠性較差。而且不少發(fā)射機(jī)的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)也存在問(wèn)題，如沒(méi)有針對(duì)功放散熱器設(shè)計(jì)有效的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)通道；采用的軸流風(fēng)扇雖然轉(zhuǎn)速高、風(fēng)速快，但風(fēng)量卻并不大，造成發(fā)射機(jī)的一大堆軸流風(fēng)扇呼呼地轉(zhuǎn)，進(jìn)出風(fēng)量卻并不大，而且進(jìn)風(fēng)沒(méi)有有效地對(duì)準(zhǔn)散熱器，產(chǎn)生的熱風(fēng)也沒(méi)有順暢的出路，結(jié)果散熱器照樣熱得燙手，功放的損毀率居高不下。

4.2 外部條件

外部條件主要是指發(fā)射機(jī)房的溫度、濕度、空氣潔凈度、供電是否正常、天饋系統(tǒng)的匹配程度、信號(hào)源是否穩(wěn)定正常等等。外部條件對(duì)發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行同樣非常重要，需要注意的方面也是很多的。例如，由于進(jìn)水等原因引起天饋系統(tǒng)駐波比劣化、反射功率增加，進(jìn)而引起發(fā)射機(jī)保護(hù)或功放燒毀；空氣中灰塵過(guò)多容易堵塞進(jìn)風(fēng)口的濾塵網(wǎng)，導(dǎo)致功放冷卻風(fēng)量不足。實(shí)踐中，技術(shù)人員往往對(duì)機(jī)房的環(huán)境溫度和濕度不能給予充分的重視，造成電視發(fā)射機(jī)出現(xiàn)不應(yīng)有的故障，需要引起特別的關(guān)注。

5 結(jié)論

隨著全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的廣泛推廣應(yīng)用，技術(shù)人員需要不斷學(xué)習(xí)、補(bǔ)充新的知識(shí)，以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步的要求，非此不能做好設(shè)備的日常維護(hù)工作。作為從事電視發(fā)射設(shè)備技術(shù)管理與維護(hù)的工程技術(shù)人員，不僅要在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)能迅速準(zhǔn)確地分析和判斷故障發(fā)生原因，及時(shí)修復(fù)設(shè)備，更要從系統(tǒng)的角度全面把握設(shè)備的技術(shù)性能及其運(yùn)行條件，并將對(duì)設(shè)備的認(rèn)識(shí)充分體現(xiàn)在技術(shù)維護(hù)工作中，做實(shí)做細(xì)，力爭(zhēng)使全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)少出故障，尤其是少出大的故障，確保播放質(zhì)量。

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