邱筱鵬

20 kW吉兆分米波固態(tài)電視發(fā)射機(jī)技術(shù)特點(diǎn)及檢修維護(hù)

邱筱鵬

（作者單位：粵東鴻圖嶂電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)）

粵東鴻圖嶂電視調(diào)頻轉(zhuǎn)播臺(tái)播出的中央7臺(tái)是使用20kW吉兆分米波全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)，該機(jī)具有性能穩(wěn)定可靠、技術(shù)先進(jìn)、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便的特點(diǎn)。首先分析該發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和工作原理，然后根據(jù)實(shí)例對(duì)其維護(hù)方法進(jìn)行探討，最后提出維護(hù)應(yīng)注意的問題，以供參考。

20 kW吉兆分米波全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)；工作原理；維修方法

1　設(shè)計(jì)特點(diǎn)及工作原理

20 kW吉兆分米波全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、冗余化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的設(shè)計(jì)，具有完善的駐波比、溫度、欠壓、過(guò)壓、相序/缺相保護(hù)、過(guò)激勵(lì)等各種保護(hù)措施，且模塊采用熱拔插技術(shù)，方變維護(hù)和操作。系統(tǒng)組成主要有激勵(lì)器、控制系統(tǒng)、RF系統(tǒng)、風(fēng)冷系統(tǒng)和電源。

控制系統(tǒng)和射頻系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)的核心部分，控制系統(tǒng)由主控單元、電控單元、電源管理板、放大器管理板和激勵(lì)控制板等單元組成?？刂葡到y(tǒng)是基于RS485協(xié)議的“分級(jí)式”監(jiān)控系統(tǒng)，組成包括三級(jí)子系統(tǒng)。

“第一級(jí)子系統(tǒng)”：主控單元CCU。主要功能是接收“第二級(jí)子系統(tǒng)”發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)，向各子系統(tǒng)發(fā)送控制指令等。

“第二級(jí)子系統(tǒng)”：放大器中間級(jí)管理單元、電控單元和激勵(lì)器控制板等。主要功能是收集下級(jí)系統(tǒng)的狀態(tài)與數(shù)據(jù)，上板給主控單元。

“第三級(jí)子系統(tǒng)”：功率放大器PA監(jiān)控部分、開關(guān)電源管理板PSC等。

控制系統(tǒng)是發(fā)射機(jī)的運(yùn)行控制中樞，功能包括發(fā)射機(jī)邏輯控制、設(shè)備故障保護(hù)與高告警、運(yùn)行狀態(tài)指示、工作參數(shù)設(shè)置、與遙控設(shè)備PC通訊，上報(bào)設(shè)備工作狀態(tài)、參數(shù)。

RF系統(tǒng)主要由3個(gè)PA與微帶3路分配器和3路合成器組成一個(gè)1.6 kW的RF組件；4個(gè)1.6 kW的RF組件與一個(gè)4路分配器和4路合成器組成一個(gè)6 kW的RF組件；2個(gè)6kW的RF組件與一個(gè)2路分配器和2路合成器組成一個(gè)12kW的RF組件：2個(gè)12 kW的RF組件經(jīng)過(guò)2路“正交”合成器輸出最大23 kW的RF信號(hào)。整機(jī)由主控單元對(duì)6個(gè)PA管理單元對(duì)整機(jī)48 個(gè)550 W功放實(shí)施的分級(jí)管理。在2路“正交”合成器輸出端接有帶通濾波器BPF抑制帶外“無(wú)用發(fā)射”。另外，在BPF輸出端、20 kW合成器隔離帶、每個(gè)12 kW組件輸出端配置了定向耦合器，為設(shè)備提供FWD、REF、UNB檢測(cè)及監(jiān)控接口。

風(fēng)冷系統(tǒng)由外部冷卻離心風(fēng)機(jī)對(duì)RF部分采用強(qiáng)迫風(fēng)冷、激勵(lì)器和開關(guān)電源自帶冷卻風(fēng)機(jī)。

功放模塊PA551S是高增益（≥45 dB）的大功率器件，是發(fā)射機(jī)的核心部件，也是發(fā)射機(jī)故障率最高的部分。整個(gè)功放分為幾大部分：3級(jí)放大器、數(shù)據(jù)采集電路、控制電路、分配和合成電路；具有完善的VSWR保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)激勵(lì)保護(hù)。前置放大為2個(gè)MRF9030組成“正交平衡放大器”進(jìn)行A類放大，增益＞20 dB，推動(dòng)一只工作在AB類對(duì)管結(jié)構(gòu)的BLF861A組成推挽放大器，輸出160 W。末級(jí)為4 只BLF861A，兩兩組合成正交平衡放大器，額定輸出功率約為300 W，兩組300 W放大器再合成，輸出功率大于550 W。

功放是整機(jī)最容易出故障的部位：主要有功放模塊核心元器件的大功率放大管、控制功放模塊熱拔插的微動(dòng)開關(guān)、穿心電容擊穿和電流采集處理電路故障引起的電流指示不準(zhǔn)、功率管輸出匹配電容因局部過(guò)熱而導(dǎo)致脫焊，進(jìn)一步使功放管損壞、板與板之間的功率輸出跨接點(diǎn)脫焊、數(shù)據(jù)采集控制板上告警保護(hù)控制管T2損壞造成誤告警或功放無(wú)輸出。針對(duì)這些多發(fā)性故障點(diǎn)在功放模塊出現(xiàn)故障時(shí)要重點(diǎn)檢查，值得提醒的是，當(dāng)值班中發(fā)現(xiàn)某個(gè)功放功率下降，但各個(gè)功放管又有工作電流，平衡功率偏差變大時(shí)，需立即拉下功放檢查此功放電路，進(jìn)一步補(bǔ)焊，這種故障往往是功率管輸出匹配電容因局部過(guò)熱而導(dǎo)致脫焊，將進(jìn)一步使功放管損壞，如果處理及時(shí)能夠有效降低維護(hù)費(fèi)用，確保節(jié)目的安全播出。

2　檢修實(shí)例分析

在功放檢修時(shí)測(cè)量各個(gè)功率管的靜態(tài)電流可判斷功放的工作狀態(tài)，最直接的辦法就是測(cè)量各個(gè)功放管的漏極限流電阻的端電壓：推動(dòng)級(jí)T5和末級(jí)放大T1、T2、T3、T4都是同一型號(hào)管BLF861A 靜態(tài)工作電流I1-I5都是0.6A，T1-T4漏極限流電阻的端電壓是7.5 mV，推動(dòng)級(jí)T5漏極限流電阻端電壓15mv，前置級(jí)T6靜態(tài)電流為1.2 A對(duì)應(yīng)的漏極限流電阻端電壓為60 mV。

例1：功率管損壞而引起功率下降。

故障現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)功放PA36功率由480 W下降到180～190 W，激勵(lì)器自動(dòng)從大環(huán)路工作狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整到小環(huán)路工作狀態(tài)，整機(jī)功率下降為9 kW。

故障分析：檢查發(fā)現(xiàn)平衡功率相差大BAL.1P為2.5 W，BAL.2P為9.8 W，且I3為0。從以上3個(gè)參數(shù)均發(fā)生變化來(lái)看，可初步判斷T3沒有工作。拆開功放，目測(cè)T3輸出匹配網(wǎng)絡(luò)3個(gè)7.5 P的ATC電容脫焊，用指針萬(wàn)用表測(cè)T3管柵地電阻為零，說(shuō)明功放管擊穿損壞。

故障處理：焊下壞管，用酒精清洗管座，更換新的7.5 P電容，更換新管重調(diào)靜態(tài)電流后故障排除。

例2：主控單元LED上顯示PA28 PAX OVERDRIVE或PAX OVERLOAD。

故障現(xiàn)象：相應(yīng)的功放PA28出現(xiàn)紅燈告警，激勵(lì)器自動(dòng)從大環(huán)路工作狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整到小環(huán)路工作狀態(tài)，發(fā)射機(jī)從19 kW下降到9.5 kW。

故障分析：如果在沒有激勵(lì)的情況下仍然出現(xiàn)過(guò)激勵(lì)或過(guò)載故障現(xiàn)象，則可以試斷開功放前級(jí)電源，過(guò)載告警消失，那么這種故障是由于功放模塊內(nèi)部的前級(jí)推動(dòng)功放電路產(chǎn)生了自激振蕩造成的。這種自激振蕩產(chǎn)生的原因是由于功放在設(shè)計(jì)時(shí)，功放模塊電路板上的功放管開孔的邊緣不齊整，使功放管的電極與電路板之間產(chǎn)生了分布參數(shù)造成了自激振蕩的產(chǎn)生。

故障處理：拆下前級(jí)功放管將功放板的功放管開孔邊緣修理齊整并清理干凈后，加上散熱硅膠裝上功放管后故障排除。

例3：過(guò)熱告警造成功放保護(hù)。

故障現(xiàn)象：發(fā)射機(jī)功放PA37過(guò)熱告警，主控單元LED上顯示OVER HEAT故障告警。

故障分析及處理：由外部冷卻離心風(fēng)機(jī)對(duì)RF部分采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，所以從故障現(xiàn)象來(lái)看是熱保護(hù)繼電器或者是溫度控制保護(hù)電路出故障。拆開功放，測(cè)量熱保護(hù)繼電器AIRPAX 67F070正常（二腳元件，正常時(shí)開路，過(guò)68 ℃時(shí)短路）沒動(dòng)作，但送電即告警，柵壓被拉掉，那么一定是過(guò)熱保護(hù)控制電路出問題，檢查控制保護(hù)管T2的CE結(jié)擊穿短路，更換后正常。

3　日常維護(hù)應(yīng)注意的問題

3.1做好防塵、防潮工作

發(fā)射機(jī)各種電路大多都是雙面覆銅板，使用的元器件很多是貼片器件，元器件間的距離小，灰塵和潮氣的積累會(huì)影響機(jī)器的散熱，減小電路的絕緣電阻，改變電路的分布參數(shù)，并且會(huì)腐蝕機(jī)器上的元器件，影響插接質(zhì)量及功放模塊的散熱，做好防潮和定期清除發(fā)射機(jī)內(nèi)部的灰塵，可有效防止灰塵沉積。

3.2控制機(jī)房溫度

必須保證發(fā)射機(jī)的進(jìn)風(fēng)量及風(fēng)道的通暢，在使用中根據(jù)環(huán)境要定期清洗或更換濾塵網(wǎng)，以保證冷卻系統(tǒng)的通風(fēng)順暢。同時(shí)，在機(jī)房中安裝空調(diào)可有效降低機(jī)器溫度。

3.3保存運(yùn)行記錄、做好維護(hù)記錄

維護(hù)記錄應(yīng)該包括機(jī)器工作的完整維護(hù)保養(yǎng)工作，記錄維護(hù)內(nèi)容，如所有值得注意的征兆和運(yùn)行特征，解決故障的檢修過(guò)程，列出所有更換或修理元件清單。

3.4做好線路檢查工作

在每一次的季度檢修都必須檢查地線、信號(hào)線、輸出端連接線、射頻插頭連接頭、發(fā)射機(jī)數(shù)據(jù)連接線是否連接牢固。發(fā)射機(jī)的很多故障都是因?yàn)檫B接線的松動(dòng)造成的。

4　結(jié)語(yǔ)

全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)遇到故障后，應(yīng)查看發(fā)射機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，快速的對(duì)引起發(fā)射機(jī)故障的原因和部位進(jìn)行判斷。另外，熟悉管理控制系統(tǒng)的運(yùn)行，才能正確的對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行操作和維護(hù)。