摘 要：在大功率的短波發(fā)射機中，仍然廣泛使用著大功率電子管。從維護角度統(tǒng)計，每年消耗在電子管上的費用仍居其它元器件之首。因此，了解電子管的基本性能，結構特點，合理使用電子管，可以大大延長電子管的壽命，無論對設備的穩(wěn)定運行還是提高經濟效益都是十分有效的。

關鍵詞：真空電子管；基本性能；高末級的維護方法

中圖分類號：TN11

廣播發(fā)射機是作為聲音信號（語言和音樂）廣播的發(fā)送技術設備。短波發(fā)射機采用PSM或PDM調制方式，擔負雙邊帶調幅廣播。頻率范圍為3.2～26.1MHz。其中的核心器件電子管需工作在高電壓、大電流狀態(tài)，起著將直流能量轉換成交流能量的作用。

1 電子管的特點

柵極激勵電壓都是由前一級供給的。電子管的屏極回路采用的是調諧振蕩回路，并且工作在丙類狀態(tài)。屏極電流的導通角θ小于90°，即在柵極信號的每個周期內，屏極電流呈脈沖狀。利用諧振回路將高頻的基波分量選出并送往負載。

2 基本工作原理

在大功率短波發(fā)射機電子管通常使用陰地接法，即陰極接地（燈絲極接地），在柵極電路中加有直流負偏壓-Eg。柵極電路又是前級屏極的輸出電路，將前級送來的高頻激勵電壓加在柵極與陰極之間。當工作在丙類狀態(tài)時，電子管的柵偏壓很低，小于電子管的截止偏壓Ego，也就是說其絕對值大于截止偏壓的絕對值，即|Eg|>|Ego|。只有信號電壓Ugcosωt大于|Eg|-|Ego|時，電子管才會導通，且屏極電流的導通角θ<90°。即在柵極激勵信號電壓每個周期的大部分時間內，屏極電流Ia被截掉，而呈現脈沖狀。

當工作在丙類狀態(tài)時，雖然失真很大，但效率很高，屏極電流ia是一串周期性的脈沖。這個周期性的脈沖，可以用傅氏級數分解式表示即

由上式可見，屏極電流等于直流分量Iao，，基波Ia1，二次諧波Ia2和其他高次諧波分量之和。

若屏極槽路調諧在激勵電壓的基波，槽路的諧振阻抗用Roe表示，則屏極電路的輸出電壓為：

ua=Roe Ia1cosωt=Ua cosωt

上式中Ua=Roe Ia1為輸出電壓的振幅。

屏極的瞬時電壓為ea=Ea-Ua cosωt。

3 屏極槽路的作用

3.1 槽路的一個作用是：選頻。當屏極槽路調諧于工作頻率時，槽路的等效阻抗Roe是一個純電阻。對于諧波來說，槽路時嚴重失諧的且等效阻抗是容性的。對高次諧波相當于短路。一次，盡管屏極電流脈沖Ia中含有很多諧波分量，但只有基波Ia1才能在槽路中產生足夠的電壓降，而諧波電流在槽路中產生的壓降微乎其微，這也就是槽路具有濾波作用的原因。

3.2 槽路的另一個作用是：阻抗匹配。為了使發(fā)射機輸出功率最大，在屏極電路中必須接入一個最佳負載阻抗，此最佳負載阻抗的數值是由電子管工作狀態(tài)來確定的。但是實際的負載，例如天饋線的輸入阻抗一般并不等于這個最佳負載，實際上要小的很多。因此槽路具有能夠把較小的負載阻抗Rf轉換為電子管所需要的最佳阻抗Roe的功能，從而達到阻抗匹配的目的。

4 電子管各級電源的故障

4.1 由于控制系統(tǒng)失靈而引起的各級整流器不能正常工作而產生的無直流電壓的故障。（如：無偏壓，無簾柵壓，無陽壓和無燈絲電壓故障）

4.2 由于電源本身缺相或者整流器缺臂整流使直流電壓降低，引起電子管工作不正常的故障。（這種故障可從各級直流電壓表來判斷。若整流器輸出電壓只是正常的2/3則可判斷為電源缺相，若為正常電壓5/6可判斷為整流器缺臂。）

4.3 由于隔直電容、濾波電容、絕緣子擊穿、整流器的整流臂或直流暫態(tài)保護壓敏電阻擊穿而引起的直流電源短路故障。

4.4 電子管柵極回路、簾柵極回路、屏級回路中的阻流圈、限流電阻、防震網絡或引接線開路而引起的電子管各級電源開路故障。

5 電子管本身故障

碰極故障：柵、陰碰級——一柵與二柵碰極：

（1）死碰極——因電子管內部燈絲或者柵極斷絲而產生級間短路。

（2）熱碰極——電子管燈絲或柵極的質量問題因電子管工作時內部高溫變形而產生擊穿短路，而下機檢查電子管又正常。

（3）柵、陰碰極的故障現象：碰級管柵流表反打，陰流表劇增，交直流電源過流，機器掉高壓。柵流反打是因為碰級管柵流表流過一部分陽流，且與柵流方向相反，故柵流表反打。同時因電子管失去了對簾柵極和陽極正電場的控制作用，因而使陽流急劇增加，陽耗急劇增加使得電子管陽極發(fā)紅。當一管碰極后會使激勵信號短路，使激勵信號減小或者為零，而使正常管柵流下降，激勵不足。

判斷方法：如果高末級管子柵極碰極，可退激勵、下高壓，留偏壓，加激勵檢查，這時可明顯看出碰極管柵流表反打。

若高前管柵極碰極：可通過面板轉換開關檢查各管的引流，碰極管的陰流增大，而正常管陰流為零?；蛘呓映龈咔靶『型ㄟ^觸摸各管陽極溫度來加以判斷（帶手套觸摸），碰極管溫度特別高。

6 電子管斷絲故障

電子管斷絲故障的現象是：柵流、陰流都為零，電子管陶瓷絕緣屏套無光亮，正常管柵流陰流增大，載波功率有所下降，總簾柵流表減小。當一管失效后使得其他正常管的陽極負載增大，工作狀態(tài)由過壓狀態(tài)向弱過壓或臨界狀態(tài)變化，因而使輸入、輸出功率都有所增加。對采用三只管或四只管并聯(lián)的高末級來說其他總的輸出功率減小不是很多，仍然在正常播出范圍。電子管斷絲失效故障與無燈絲電壓故障現象一致。為區(qū)別是電子管斷絲還是無燈絲電壓，只要用三用表測一下該管的燈絲電壓。若有電壓而燈絲不亮則為管子斷絲應立即換管，若無燈絲電壓，應立即檢查燈絲電源及該管的燈絲變壓器。若發(fā)現有兩處管燈絲電壓不正常（偏低）可以確定為燈絲變壓器初級電源有缺相的現象。

7 高末級維護中需要注意的幾個問題

關于末級打火問題：所謂打火，其表現有三種形式：

（1）火花放電，當氣隙兩端電壓達到氣體擊穿電壓時，氣體失去絕緣作用，將出現發(fā)光和聲響等現象。

（2）局部放電，在不均勻電場中，在導電體曲率較大的地方附近，先發(fā)生局部放電，這往往是發(fā)生火花放電之前。

（3）沿表面爬電，在高電壓的作用下，置于氣體之中的絕緣固體發(fā)生表面爬電或放電現象。

高末級出現打火的原因有以下幾種可能：

（1）元器件耐壓不足。

（2）元器件之間的距離不足。

（3）元器件或接線表面不光滑（如尖端易打火）。

（4）元器件或導線等接觸不良易引起打火。

（5）異常過電壓引起的打火等。

參考文獻：

[1]黃毓龍，孫慶有.廣播電視發(fā)送技術[M].北京：北京廣播學院出版社，1987.

[2]馮秉銓，黃貫光.無線電發(fā)送設備[M].北京：人民教育出版社，1964.

作者簡介：劉剛（1981-），男，吉林人，班長，助理工程師，大專，研究方向：局域網、廣播電視接收、信息自動化等。

作者單位：國家新聞出版廣電總局2024臺，黑龍江佳木斯 154000