周 錕
(山西省廣播電視局228臺,山西太原 030001)
我臺擁有四臺同方吉兆電視發(fā)射機,其中三臺數(shù)字發(fā)射機、一臺模擬發(fā)射機,分別肩負著中央高清、山西移動電視、CMMB(手機電視)和山西衛(wèi)視模擬電視的發(fā)射任務。其主要功能是將圖像和伴音通過激勵器調制在高頻載波信號上,功率放大器再把已調制的載波信號進行功率放大合成,最后通過天線向四面八方發(fā)射。電視發(fā)射機是進行無線傳輸覆蓋的核心設備,也是技術含量最高、最容易發(fā)生故障的系統(tǒng)。研究和總結發(fā)射機故障處理方法對保障安全播出,滿足開路用戶不間斷、高質量收看電視節(jié)目,有著不言而喻的重要意義。
判斷一臺發(fā)射機工作正常否,主要從下面三個數(shù)據(jù)量分析和判斷:(1)整機輸出功率;(2)激勵器(調制器)輸出功率;(3)環(huán)路自動控制電平。
●整機輸出功率:射頻輸出經(jīng)定向耦合器正、反向耦合去主控單元接口電路板,經(jīng)檢波放大的直流量分送3路:(a)送主控制板,經(jīng)模數(shù)轉換去LCD顯示輸出功率和駐波比,也供主控Pa-VALC的記憶存儲。(b)去主控盒LED表,顯示輸出功率和反射功率。(c)去激勵器,作為大環(huán)PAALC調整和高駐波比保護參考值。
●激勵器輸出功率:在切換盒中,將射頻輸出耦合檢波,去LED顯示激勵器的輸出功率。
●自動電平控制:在激勵器控制板上形成,改變變頻器電調諧衰減量,以控制變頻器射頻輸出電平。VALC為3 V左右時,變頻器輸出電平:0~7 dBm。
上述三個觀測量反映了發(fā)射機正常時,射頻通道中各級放大器增益和匹配間的關系,如果某級放大器增益和匹配發(fā)生變化,影響本級的輸出電平,使三個觀測量讀數(shù),較大偏離“數(shù)據(jù)報表”值,就出現(xiàn)工作狀態(tài)異常。
(1)整機輸出功率指示不變,而激勵器射頻輸出指示和PA-VALC值有較大同步降低。
分析:整機耦合檢波的直流電平增高,在大環(huán)ALC作用下,降低整機輸出功率,保持原大環(huán)ALC的記憶電平。
判斷:輸出耦合,射頻檢波放大系統(tǒng)可能出現(xiàn)問題,引起檢波直流電平增高。但此時整機輸出功率指示高于實際的輸出功率。功放級增益增大引起檢波電平增高,這種可能性很小。
(2)整機輸出功率指示不變,而激勵器射頻輸出指示和PA-VALC值有較大同步增大。
分析:整機耦合檢波的直流電平降低,在大環(huán)ALC作用下,增大輸出功率,保持原大環(huán)ALC的記憶電平。
判斷:
(a)輸出耦合,射頻(RF)檢波放大系統(tǒng)可能出現(xiàn)問題,引起檢波直流電平降低。但此時整機輸出功率指示低于實際的輸出功率。檢查耦合頭和檢波電路的衰減電阻;檢波二極管及放大電路。
(b)功放級增益降低;分配,合成,濾波器等無源器件特性變化;級間接觸不良,匹配變壞等原因造成。檢查各PA增益是否降低;PA供電電壓是否正常,功放管是否損壞。PA盒后面的微動開關是否損壞,VG指示燈滅,PA不工作。檢查功放鏈中無源器件和各接頭是否接觸良好,手感器件的表面溫度變化。
(3)整機輸出功率指示降低,但整機仍工作在大環(huán)狀態(tài)。功率下降半功率左右,緩慢上升到臨界不保護的狀態(tài),此時輸出功率指示小于發(fā)射機額定功率。
分析:
主控單元接收有關報警,下達保護指令。整機處在故障保護狀態(tài)。溫度。
判斷:EX前面板‘VIDIO OFF’‘HIGH VSWR’和PA前面板‘OVERLOAD’‘OVERDRIVE’‘OVERHEAT’某一出現(xiàn)紅燈報警時,整機(TX)、激勵器(EX)、環(huán)路自動控制電平(VALC)三者下降是同步的,首先下降3 dB,故障恢復,TX恢復額定輸出(過載除外)。根據(jù)報警,做相應的故障處理。
(4)整機輸出功率指示降低,整機不能工作在大環(huán)狀態(tài),由‘ALC-PA’跳到‘安全狀態(tài)’又轉到‘ALC-EX’工作,功率降為75%。
分析:當激勵器VALC>3.7 V時超過上限,整機由‘ALC-PA’跳到ALC-EX’工作,功率降為75%。
判斷:功放鏈路中某一功放增益降低或無源件插損大,在大環(huán)ALC作用下,VALC上升,當>3.7 V時,出現(xiàn)超上限保護。
(a)互調校正盒中頻輸出正常為-17 dBm,檢查是否過小。
(b)LO輸出正常為3~5 dBm,用頻譜儀檢查。
(c)變頻器輸出正常為0~7 dBm,過小,檢查輸入、輸出濾波器等是否插損大。
(d)檢查1W功放增益是否降低。
(e)檢查PA功放增益或無源件插損情況。
(f)檢查EX是否接收到來自主控單元的大環(huán)檢波電壓,檢測EX控制板J10-1為1.5~2.0 V。
典型現(xiàn)象:激勵器自適應調整,單片機進行自動處理。功率下降半功率左右,緩慢上升到過載不保護的狀態(tài),此時輸出功率小于發(fā)射機額定功率。
故障分析:發(fā)射機輸出端的反射功率取樣的定向耦合器。此耦合器的耦合量1 kW發(fā)射機為40 dB,1 kW以上的發(fā)射機為50 dB。方向性大于30 dB。
電路分析:整機設定過載保護時駐波比(VSWR)大于1.5保護。
整機過載維修方法:
(1)檢查發(fā)射機的輸出端與天饋系統(tǒng)之間的連接是否良好。
(2)測量天線駐波應小于1.5。
(3)檢查濾波器的輸入輸出接頭和通過特性。
(4)檢查主控單元中檢波電路和放大電路是否正常。(5)檢查發(fā)射機的本振是否定在所需要的頻率。
典型現(xiàn)象:激勵器面板的video off和fault指示燈亮紅燈,沒有圖像連續(xù)3秒后,如發(fā)射機工作在大環(huán),發(fā)射機自動降半功率工作;發(fā)射機工作在小環(huán),轉安全模式工作。
注意:視頻信號恢復,如發(fā)射機工作在大環(huán),逐步調整到正常狀態(tài)。
發(fā)射機無視頻保護維修方法:
(1)檢查信號源是否送到激勵器的視頻輸入端,可以使用示波器或在電視機的AV通道進行檢查。
(2)檢查視頻信號的質量,注意同步頭的幅度是否正常,視頻幅度必須在700 mV~1400 mV之間,否則均視為無信號。
(3)視中調輸入端M51489L損壞:使用數(shù)字表檢查M51489的各管腳的電壓,正常從1腳~16腳電壓是否和圖紙要求電壓一致;使用示波器檢查輸入腳(1腳)和輸出腳(13腳)波形情況。如此集成塊損壞,請使用導線端接此集成塊,可以暫時工作。
(4)同步分離集成塊EL4583L損壞:使用示波器檢查3腳同步頭輸出是否正常;10腳沒有視頻輸入時,應有5 V的電壓輸出,有視頻輸入時,沒有電壓輸出。
典型現(xiàn)象:主控單元LCD顯示PAX OVERDRIVE!對應功放出現(xiàn)紅燈告警。此時激勵器自動進行調整,發(fā)射機降半功率輸出,如過激勵報警解除,功率恢復正常。如發(fā)射機工作在雙激勵器工作,切換到備機工作。
分析和處理:
(1)開關電源損壞:檢查功放是否正常工作,開關電源的輸出電壓情況,正常輸出為+50 V。說明:如發(fā)射機的開關電源損壞1個,對于1kWVHF發(fā)射機,一共使用了2個開關電源,因此發(fā)射機功放單元電流不能提供,增益降低。
(2)某一功放輸出功率變小,造成激勵器輸出功率升高,功放出現(xiàn)過激勵保護,功放功率變小原因主要有以下幾個:(a)功放柵壓指示燈不亮:調整功放微動開關的位置,可以排除此現(xiàn)象。(b)功放柵壓為零:使用手接觸微動開關簧片,應有明顯的彈性,否則進行更換。(c)功放管損壞:在單片機中檢查功放的各管的工作狀態(tài),造成損壞的功率管,進行更換。(d)功放輸入端的衰減器損壞:使用掃頻儀檢查功放的增益或用數(shù)字表測量衰減器的電阻阻值。
(3)合成器或在無緣部件的插損變大,造成功放鏈路增益下降。
(4)定向耦合器或主控單元的檢波電路出現(xiàn)問題,造成檢波電壓變小,激勵器的功率升高,功放出現(xiàn)過激勵保護。
故障現(xiàn)象:UHF1kW發(fā)射機每片功放輸出功率正常,但整機輸出功率低,合成器和吸收負載的溫度特別高。
分析:由于1 kW發(fā)射機功率合成采用吉塞爾合成的原理,要求合成器的輸入口的相位必須一致,功放的相位必須一致,否則功率合成后,功率消耗在吸收負載上。
造成相位不一致原因:
(1)功放輸入口的電容損壞。(2)功放到合成器之間的射頻線長度改變。(3)功放輸入口相位補償電纜發(fā)生變化。
故障現(xiàn)象:電視接收圖象產(chǎn)生各種網(wǎng)紋干擾,主要有以下幾種狀態(tài):(1)電視畫面有45度的網(wǎng)狀條紋,覆蓋在電視畫面上。(2)電視畫面上產(chǎn)生低頻橫條干擾(滾動)。(3)電視畫面層次分不清,似畫面有一層霧。(4)同頻干擾。
分析和處理:引起電視畫面受到干擾原因比較多,一般有兩類,一是設備內部造成,另一是設備外干擾。通過實驗,在不同時間,不同信號進行實驗,可以找出干擾的途徑。
設備外部的干擾,主要有以下幾個途徑進入設備:
(1)由于信號線和交流電源混在一起走線,造成50 Hz交流干擾通過音視頻信號進入發(fā)射機(只要將信號線和電源線分開走線,注意選擇好屏蔽層的信號線,故障可以排除)。
(2)信號在傳輸過程中,由于設備和設備之間的地電位不同會引起50 Hz低頻干擾。目前克服的方法比較多,如變壓器耦合法、共模抑制電路、箝位電路等。
(3)在8 MHz帶寬范圍內,有其他頻道的諧波干擾。設備內部造成的干擾,主要有以下幾種原因:
(1)功放的失真產(chǎn)生的互調產(chǎn)物,干擾圖象質量,形成45度的網(wǎng)狀條紋??梢酝ㄟ^IM校正電路來調整,保證在-50 dB以下。
(2)群時延校正模塊有輕微的自激震蕩。(3)功放存在輕微的自激震蕩。
發(fā)射機維護工作是保證發(fā)射機正常運行的關鍵,根據(jù)固態(tài)發(fā)射機的特點,在維護過程中,重點從以下幾個方面進行維護:激勵器、功率放大器鏈路、控制、冷卻系統(tǒng)。在做好定期檢修工作的同時,保障發(fā)射機工作環(huán)境的溫度和清潔度可以有效降低故障發(fā)生率。