張曉珍

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)故障檢修方法

張曉珍

（作者單位：商州廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)）

本文對(duì)全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，通過(guò)多年的檢修實(shí)例，總結(jié)了中波全固態(tài)發(fā)射機(jī)常見(jiàn)故障的一些判斷方法和實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)。

全固態(tài)；廣播發(fā)射機(jī)；故障檢修

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)以其高效、優(yōu)質(zhì)和高可靠性等顯著特點(diǎn)已逐步取代了電子管發(fā)射機(jī)，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，發(fā)射機(jī)技術(shù)也不斷更新?lián)Q代，我臺(tái)也使用到第三代全固態(tài)發(fā)射機(jī)，該使用微機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，自動(dòng)開關(guān)機(jī)，還具有上位機(jī)控制及遠(yuǎn)程通訊功能，具有整機(jī)效率高、電聲指標(biāo)好、失真小，傳播清晰和停播率低等特點(diǎn)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，能耗極小，在各中波臺(tái)使用廣泛。下面以AM102S2-Ⅲ型全固態(tài)PDM中波調(diào)幅廣播發(fā)射機(jī)為例，對(duì)廣播發(fā)射機(jī)的常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，并對(duì)主要部件的檢修方法分別做了介紹，可為工程技術(shù)人員在實(shí)際操作與維護(hù)工作中作參考。

圖1　1kW全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機(jī)原理框圖

1　工作原理簡(jiǎn)介

整機(jī)由五大部分組成：高頻系統(tǒng)（包括激勵(lì)器、前置放大器、功率放大器、功率合成母板、輸出網(wǎng)絡(luò)、輸出監(jiān)測(cè)板）、調(diào)制系統(tǒng)（包括音頻調(diào)入、脈寬調(diào)制器、調(diào)制度指示板）、電源部分（包括低壓電源、高壓電源、穩(wěn)壓電源）、微機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和風(fēng)冷系統(tǒng)。

（1）高頻激勵(lì)器：采用外激勵(lì)與數(shù)字頻率合成器自動(dòng)切換的工作方式，當(dāng)外激勵(lì)故障時(shí)自動(dòng)切換為數(shù)字頻率合成器工作，數(shù)字頻率合成器有主備兩路，當(dāng)主路故障時(shí)可手動(dòng)切換為備路工作。

（2）前級(jí)放大器：高頻激勵(lì)器輸出的載頻方波送入前級(jí)放大器，經(jīng)過(guò)緩沖放大、推動(dòng)放大和橋式丁類放大至前級(jí)槽路，輸出正弦推動(dòng)電壓至2路調(diào)制/高頻功率放大器。

（3）脈寬調(diào)制器：輸入到發(fā)射機(jī)的音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)機(jī)內(nèi)衰減器后送至脈寬調(diào)制器，脈寬調(diào)制器的主要作用是產(chǎn)生寬度隨音頻幅度變化的推動(dòng)脈沖，設(shè)有功率自動(dòng)調(diào)整、駐波封鎖、高頻電流過(guò)大音頻正峰切除等電路，其輸出的推動(dòng)脈沖分別送至2只調(diào)制器中去。

（4）調(diào)制/高頻功率放大器：調(diào)制器接收來(lái)自脈寬調(diào)制器輸出的推動(dòng)脈沖，調(diào)制管工作于開關(guān)狀態(tài)，輸出是疊加直流電壓的矩形波，通過(guò)低通濾波器，濾除72kHz負(fù)載波及其諧波，對(duì)72kHz副載波具有80dB以上的衰減。低通濾波器輸出是疊加音頻的直流電壓，供給高頻功率放大器。高頻功率放大器接收來(lái)自調(diào)諧回路輸出的正弦電壓，工作于丁類放大狀態(tài)，單只功放盒可輸出功率600W，橋式功放電源由調(diào)制器輸出的直流加音頻供給以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。

（5）功率合成變壓器至發(fā)射機(jī)輸出：2路功率放大器輸出接至功率合成變壓器，合成輸出的方波經(jīng)過(guò)帶通濾波器濾除諧波后輸出正弦波，帶通濾波器兼阻抗變換作用。帶通濾波器輸出經(jīng)過(guò)定向耦合器后送至阻抗微調(diào)器，發(fā)射機(jī)輸出設(shè)有高頻取樣電路，一路送至解調(diào)器，解調(diào)輸出音頻電壓，供發(fā)射臺(tái)監(jiān)聽(tīng)，另一路接至高頻插座，供發(fā)射測(cè)量技術(shù)指標(biāo)。

（6）微機(jī)控制系統(tǒng)：對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)，管理發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行，包括可手動(dòng)/自動(dòng)開關(guān)機(jī)、升降功率，還具有上位機(jī)控制及遠(yuǎn)程通訊功能，機(jī)器各部分工作狀態(tài)均可查詢。

（7）穩(wěn)壓電源：主電源為380V三相四線，經(jīng)采用十二項(xiàng)整流以簡(jiǎn)化濾波和減小瞬變電壓，輸出電壓為-230V供給調(diào)制器、功率放大器，其半壓-115V經(jīng)穩(wěn)壓后供高頻末前級(jí)，整機(jī)低壓電源、高壓電源和冷卻風(fēng)機(jī)的供電均由電源變壓器提供。低壓穩(wěn)壓用單相橋式整流，輸出四種直流電壓+5V、+15V、-15V、+30V，主要供前級(jí)電路。

2　故障檢測(cè)判斷

（1）發(fā)射機(jī)主要部分的參考工作狀態(tài)。①高頻功率放大器：每一路功放輸出載波功率約為600W，當(dāng)脈沖空度比K0=0.5時(shí)加至功放直流電源電壓約為-110V。②脈寬調(diào)制器：脈寬調(diào)制器輸出調(diào)寬脈沖幅度約為14V，輸出直流電壓約為7.5V，脈沖重復(fù)頻率72kHz。③調(diào)制器：調(diào)制器輸出調(diào)寬脈沖幅度約為230V，無(wú)音頻調(diào)制時(shí)，解調(diào)器輸出直流電壓約為-110V。④高壓電源：高壓電源電壓約為-230V，電流載波狀態(tài)下約為5.2A。每一路調(diào)制功放的電源電流約為2.8～3A。

（2）發(fā)射機(jī)的缺損工作狀態(tài)。發(fā)射機(jī)正常工作狀態(tài)下，2路功率合成輸出1可kW。當(dāng)一路功放失效時(shí)，發(fā)射機(jī)仍可繼續(xù)工作，只是輸出功率有所下降。此時(shí)發(fā)射機(jī)輸出功率為：P=1kW[（2-1）/2]2=0.25kW。由于個(gè)別功放失效會(huì)引起工作著的功放負(fù)載阻抗升高，因而會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)技術(shù)指標(biāo)有所下降。當(dāng)某一路功放失效時(shí)，不能從正在工作的發(fā)射機(jī)上將其拔出修理，否則前后的匹配電路會(huì)失諧。因此只能等到停機(jī)時(shí)拔出修理或更換備份功放。

（3）場(chǎng)效應(yīng)功率管的檢查。場(chǎng)效應(yīng)功率管IRFP350是否損壞，一般可用指針?lè)绞饺f(wàn)用表檢查（表內(nèi)電池需在6～15V之間）。其檢查方法如下。①先用手摸地線放掉人體靜電以免損壞場(chǎng)效應(yīng)管。②萬(wàn)用表置RX10K檔，紅表筆接場(chǎng)效應(yīng)管S極，黑表筆接G極一秒鐘，GS間電阻應(yīng)大于20MΩ，由于此時(shí)GS間輸入電容被正向充電，所以DS極應(yīng)導(dǎo)通，用紅表筆接S極，黑表筆接D極，阻值很小。③接著將黑表筆接S極、紅表筆接G極一秒鐘，GS間輸入電容被反向充電，此時(shí)DS極截止（夾斷），用紅表筆接S極、黑表筆接D極，阻值應(yīng)大于20MΩ。④以上檢查若符合要求，則說(shuō)明被檢查管良好，否則管子已損壞。⑤注意測(cè)DS間是否導(dǎo)通，必須紅表筆接S極、黑表筆接D極，因?yàn)楣茏觾?nèi)部DS間接有反向二極管，以免誤判。

（4）微機(jī)控制系統(tǒng)可查詢告警故障，判斷故障部位。

（5）低壓合后，機(jī)器穩(wěn)壓電源、激勵(lì)器工作，前置放大及脈寬調(diào)制器也帶電，檢查微機(jī)控制器有無(wú)故障告警，確有故障應(yīng)檢查相應(yīng)電路，否則工作正常。

（6）按“開機(jī)”鍵，前置放大閉鎖解除，前置放大開始工作，注意觀察電壓、電流表是否正常。檢查微機(jī)控制器有無(wú)故障告警，若有故障應(yīng)檢查相應(yīng)故障電路。若正常，則按升降功率鍵觀察顯示屏上的功率同時(shí)觀察功率表和電流表的顯示。

（7）如若無(wú)異常則發(fā)射機(jī)全部進(jìn)入正常工作狀態(tài)，然后送入播音信號(hào)就可正常播音。

（8）發(fā)射機(jī)工作中應(yīng)注意各插件和面板上的指示燈及微機(jī)控制器的狀態(tài)量是否告警。微機(jī)控制器的狀態(tài)量告警應(yīng)查訪告警故障判斷故障部位。

3　主要部位檢修方法

在發(fā)射機(jī)維護(hù)中功放的維護(hù)和輸出檢測(cè)電路的維護(hù)很重要，也很常見(jiàn)，下面分別敘述。

3.1功放的維護(hù)與故障檢修

（1）用示波器經(jīng)常檢查功放的激勵(lì)電平是否在 22～25VP-P，并檢查顯示板欠、過(guò)激勵(lì)檢測(cè)門限電平是否準(zhǔn)確，過(guò)高或過(guò)低的激勵(lì)電平都會(huì)造成功放管的過(guò)耗損壞。欠激勵(lì)使功放管飽和導(dǎo)通不好，造成功放管的損耗加大；過(guò)激勵(lì)會(huì)使功放管由飽和到截止過(guò)渡時(shí)處于放大區(qū)的時(shí)間延長(zhǎng)，也加大了功放管的損耗。當(dāng)激勵(lì)電平超過(guò)功放輸入雙向保護(hù)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓電壓時(shí)（大于36VP-P值），該保護(hù)穩(wěn)壓管將被擊穿（±18V），保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管不被損壞。關(guān)斷功放時(shí)用數(shù)字表直流電壓擋測(cè)量功放橋下管V3、V4的柵極上應(yīng)有-10V左右的電壓，說(shuō)明激勵(lì)電平在22～25VP-P左右，開功放時(shí)V3、V4柵極上應(yīng)有-0.7V左右的負(fù)電壓。

（2）當(dāng)某功放板經(jīng)常損壞，應(yīng)看它是否在同一位置損壞，若在同一位置經(jīng)常損壞，應(yīng)檢查它的磁環(huán)線圈和并聯(lián)在磁環(huán)線圈兩端的相位補(bǔ)償線圈是否良好，激勵(lì)電平的電纜線是否接觸良好，更換電纜后的電纜長(zhǎng)度是否一致（要求2個(gè)功放的激勵(lì)電平相位一致，電纜應(yīng)一樣長(zhǎng)）。若不在同一位置損壞，應(yīng)著重檢查本功放板的輸入激勵(lì)變壓器，控制功放開、關(guān)電路，隔直電容C8等是否有問(wèn)題，功放的插板是否氧化和接觸是否良好，各場(chǎng)效應(yīng)管焊接是否良好，故障功放的激勵(lì)電平和輸出電平是否與相鄰功放的幅度和相位一致。

（3）功放在檢修時(shí)應(yīng)同時(shí)更換4個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，避免其他功放管受損后參數(shù)變差，不能保持功放橋的平衡對(duì)稱。特別注意的是：檢修功放時(shí)應(yīng)保證每個(gè)功放管焊接良好，特別是A半橋和B半橋的上管焊接良好，避免因源極虛焊造成功放輸出變壓器初級(jí)線圈開路，損壞該功放輸出變壓器磁環(huán)和場(chǎng)效應(yīng)管，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成相鄰功放管的損壞和中斷輸出功率，應(yīng)引起足夠的重視。

（4）功放工作時(shí)，有的功放保險(xiǎn)檢測(cè)發(fā)光二極管輕微閃爍，實(shí)際上保險(xiǎn)并熔斷，功放仍能工作，這是功放管漏極的濾波電容C1或C2性能下降所致（容量減?。．?dāng)激勵(lì)電平偏低，激勵(lì)電平會(huì)更?。ㄘ?fù)載加重），該紅燈也會(huì)出現(xiàn)輕微閃亮，使該功放退出工作，這時(shí)應(yīng)檢查功放激勵(lì)電平是否過(guò)?。ㄗ⒁鈾z查欠激勵(lì)保護(hù)門限電平是否調(diào)得過(guò)低，使激勵(lì)電平低不保護(hù)）。

3.2輸出檢測(cè)電路維護(hù)檢修

本板的工作較重要，維護(hù)不當(dāng)時(shí)會(huì)使天線和帶通濾波駐波比大不保護(hù)，造成發(fā)射機(jī)的損壞。

（1）要經(jīng)常檢查天線和帶通濾波駐波比檢測(cè)比較器同相端的門限電壓是否在設(shè)計(jì)值 （天線22.5V，帶通2.3V）。該電壓不能過(guò)大，過(guò)大會(huì)使駐波比大不保護(hù)或保護(hù)遲緩，造成發(fā)射機(jī)的損壞；也不能過(guò)小，過(guò)小會(huì)使保護(hù)靈敏度過(guò)高。應(yīng)把駐波比大設(shè)定在大于1.35時(shí)進(jìn)行保護(hù)。因?yàn)樘炀€受溫度、季節(jié)和天氣的變化，阻抗會(huì)發(fā)生變化，不可能保持在50Ω的匹配阻抗上，而是在一定范圍內(nèi)。加之駐波比檢測(cè)時(shí)，電壓取樣和電流取樣有誤差，幅度和相位檢測(cè)變壓器初級(jí)的電壓取樣調(diào)諧和電流取樣轉(zhuǎn)換電壓的調(diào)諧也有誤差，使幅度和相位檢測(cè)器有較小的電壓輸出，再加上天線可能會(huì)受到各種輕微的高頻干擾。所以，允許發(fā)射機(jī)工作時(shí)有較小的反射功率。假若保護(hù)門限電壓調(diào)得過(guò)小，當(dāng)反射功率較小，駐波比 S在1.35范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)射機(jī)就會(huì)進(jìn)行不必要的保護(hù)和降功率。

（2）每次開低壓時(shí)，應(yīng)觀察天線和帶通濾波駐波比大保護(hù)電路是否正常，顯示板電壓駐波比自測(cè)紅燈DS24是否有0.51ms的紅燈閃亮。如該紅燈沒(méi)有亮，說(shuō)明顯示板沒(méi)有產(chǎn)生10ms自檢高電平到顯示板駐波比自檢觸發(fā)器N64A進(jìn)行復(fù)位清零；如紅燈亮了不滅，說(shuō)明顯示板A32沒(méi)有收到從本板送去的模擬駐波比大14ms或19ms低電平。此時(shí)應(yīng)檢查∶一是開低壓自動(dòng)檢測(cè)或人工檢測(cè)時(shí)，顯示板是否送10ms低電平到本板，在面板多用表上觀察天線或帶通零位指示是否稍動(dòng)一下又回到原位。二是從顯示板 （面板上）觀察帶通濾波和天線駐波比大紅燈是否閃亮0.5s，看本板是否發(fā)出14ms和19ms低電平到顯示板。

4　檢修注意事項(xiàng)

（1）全固態(tài)發(fā)射機(jī)為確保安全工作，要求機(jī)房供電電源電壓比較穩(wěn)定。根據(jù)臺(tái)內(nèi)資金情況最好設(shè)置交流穩(wěn)壓裝置。

（2）高頻功率放大器由于采用兩路功放合成，為確保各路功放相位一致，要求各功放電路元件、結(jié)構(gòu)、連線完全一致，在維修中高頻信號(hào)輸入輸出線不可接反，尤其是高頻變壓器接線不能反，否則會(huì)造成功率場(chǎng)效應(yīng)管損壞。

（3）同一發(fā)射機(jī)的各插盒位置不能調(diào)換。相同發(fā)射主、備機(jī)上相同的功放盒在檢修時(shí)，為了快速判斷故障功放盒，可以調(diào)換一試，但檢修完后，應(yīng)恢復(fù)到原來(lái)的功放盒上，嚴(yán)禁高頻激勵(lì)機(jī)盒相互對(duì)調(diào)，否則會(huì)調(diào)制電流發(fā)生突變引起發(fā)射機(jī)的失諧、失配，造成不必要的損失。

（4）發(fā)射機(jī)所有電氣連接處要經(jīng)常檢查有無(wú)松動(dòng)或脫落，尤其是接插件、接線板、螺釘連接處。

（5）若主備發(fā)射機(jī)同時(shí)不能開啟上天線，或一部開啟后功率正常而功放電流僅1A左右，則有可能避雷器有故障，應(yīng)去掉避雷器再開機(jī)試驗(yàn)。

（6）由于發(fā)射機(jī)采用了強(qiáng)制風(fēng)冷，所以要求用戶機(jī)房干凈衛(wèi)生、減少灰塵，必要時(shí)采用防塵降溫措施，有條件的臺(tái)站最好設(shè)置空調(diào)降溫。

[1]陳曉衛(wèi).全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)使用與維護(hù)[M].北京:中國(guó)廣播電視出版社,2002.

[2]謝蘇漢.DX中波發(fā)射機(jī)與天饋網(wǎng)絡(luò)[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社.2013.

[3]張福華.淺析1KW全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的故障與檢修[J].科技與企業(yè),2014(22).

張曉珍（1970-），女，漢族，陜西省商洛市商州區(qū)，大學(xué)本科，陜西省中波臺(tái)管理中心商州廣播轉(zhuǎn)播臺(tái)，工程師。