楊成林

(山西省新聞出版廣電局忻州中波轉(zhuǎn)播臺，山西 忻州 034000)

我臺上海明珠產(chǎn)TSD-10 中波廣播數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機在運行中發(fā)生故障。

1 故障現(xiàn)象

發(fā)射機輸出功率降低，監(jiān)測顯示板中顯示功放發(fā)生故障。有很多功放模塊上顯示故障的二極管亮起。維修過程中發(fā)現(xiàn)損壞十八個功放模塊，皆處在大臺階位置。

2 故障分析

此發(fā)射機已穩(wěn)定運行八年，八年里只發(fā)生過雷擊損壞個別功放模塊的故障，并沒有發(fā)生過如此大量燒毀功放模塊的事故。查閱相關(guān)資料，以下幾種原因可能引起功放模塊故障。

1) 同一插座，多次損壞功放模塊的可能原因

a) 場效應(yīng)管漏極相位不正確。當模塊插件接觸不良，射頻輸出變壓器或功放模塊補償線圈異常時，其轉(zhuǎn)換波形相位偏差過大，模塊過熱而燒壞。

b) 射頻推動電壓幅度或相位有誤。射頻合成母板、射頻電纜或分配板上射頻電纜的插件接觸不良。

c) 功放模塊插座接觸不良。

d) 控制信號故障。所有大臺階功放模塊的開、關(guān)電平受調(diào)制編碼板控制，異常時可能對模塊造成損壞。

e) 模塊輸出變壓器磁環(huán)破裂或打火等故障。

2) 同一功放模塊在不同位置多次損壞的可能原因

a) 射頻推動電壓故障。當兩個模塊推動變壓器或VD1-VD4故障時，會造成射頻推動電壓幅度或相位異常，可能使功放模塊損壞，屬于模塊本身的故障。

b) 散熱器和場效應(yīng)管之間的絕緣材料破損。通常為先前維修過程中焊錫等雜物對絕緣層造成損壞。

c) 開關(guān)電路故障。當橋式功放同一半橋場效應(yīng)管擊穿或V5、V6等損壞時。

3) 功放模塊在隨機位置損壞的可能原因

a) 調(diào)制編碼板B-電源異常。B-電源大小調(diào)節(jié)模塊開關(guān)的時間，異常時可能致使模塊損壞。

b) A/D轉(zhuǎn)換采樣脈沖異常時會隨機性地損壞模塊，高臺階功放模塊較易損壞。

c) 駐波比保護電路異常或發(fā)射機過載。

d) 冷卻氣流不夠。當功放模塊中的溫度探測電路故障或風(fēng)接點故障時，功放模塊因過熱而損壞。

根據(jù)判斷，重點對3)中項目進行了排查。

3 故障檢查

首先對功率合成變壓器和輸出網(wǎng)絡(luò)部分等做了檢查，開低壓后對電源板A30的B+、B-電壓和監(jiān)測顯示板A32上電阻R23和R98電壓進行了測量，檢查了功放模塊的激勵輸入電平等，結(jié)果均正常，然后低功率開機，升功率到1 kW，檢查發(fā)射機顯示各部分正常，開啟中功率，升功率到5 kW，幾分鐘后,突然發(fā)現(xiàn)監(jiān)測顯示板“功放”指示二極管變紅，機柜內(nèi)部分功放模塊故障顯示二極管亮起，馬上關(guān)閉發(fā)射機。

故障依舊，接下來修復(fù)損壞的功放模塊和繼續(xù)查找故障，檢查發(fā)現(xiàn)損壞十只功放模塊。于是增大檢查范圍，嚴格查找不放過一切可能的部位，最終發(fā)現(xiàn)調(diào)制編碼板上+5 V電源保險管夾已變成黑色、失去彈性，保險管松動，馬上更換新的元件，開機后低、中、高功率運行一切正常，通過較長時間運行驗證，確定故障根源為調(diào)制編碼板+5 V電源異常。

4 故障排除后的反思

以后半年多的時間里發(fā)射機運行完全正常，證實故障原因確實為+5 V即B+電源接觸不良引起。保險的作用是保護電路，接觸不良時產(chǎn)生壓降或瞬間斷路，燒毀斷開時能有效降低事故損失，在此后果卻如此嚴重，保險為什么沒起到保險的作用呢？那此處保險燒毀是什么情形呢？B+電源故障屬于一類故障，故障時為什么沒有保護關(guān)機呢？為什么監(jiān)測顯示板“B+”指示二極管無故障顯示呢？直流穩(wěn)壓板A30集成電路UC3834內(nèi)設(shè)有較完善的保護電路，其輸出電壓過高或過低時，其10腳輸出低電平信號，此信號送到A32監(jiān)測顯示電路處理后輸出一類故障信號，“B+”指示二極管顯示紅色并關(guān)閉發(fā)射機。為什么此故障中沒有保護關(guān)機呢？帶著這些疑問筆者查閱了發(fā)射機電路原理圖和有關(guān)資料。

5 發(fā)現(xiàn)新的問題及實踐檢驗

決定功放模塊導(dǎo)通與關(guān)斷的因素：一是只讀存儲器編碼輸出的高、低電平經(jīng)鎖存器輸出到倒相驅(qū)動運放輸入的高、低電平；二是送到倒相驅(qū)動運放的+5 V供電電壓和送到倒相驅(qū)動運放輸出的B-電壓。B-電壓與運放輸出低電平(近似地)分壓的負電壓決定打開功放的負電壓，B-電壓和運放輸出的高電平+5 V電壓疊加決定關(guān)閉功放模塊的正電壓[1]。

B+電源保險接觸不良時會導(dǎo)致電壓降低或瞬間失壓，以上資料印證了本故障中B+電源異常導(dǎo)致編碼板上電路工作異常，調(diào)制編碼板輸出了太多的“開”功放模塊信號。

由此可見，把B+電源故障列為一類故障非常正確，但此故障中卻沒有一類故障應(yīng)有的關(guān)機結(jié)果，分析原因為，B+電源故障輸出信號取至A30板上，但此故障中A30板上電路工作正常，所以不會采取一類故障保護措施，在此故障中起不到保護作用。

還可以通過分析得出如下結(jié)論，假如B+電源故障或斷路，調(diào)制編碼板上所有鎖存器和編碼器等都無法工作，同步、關(guān)功放以及控制最大載波功率這些關(guān)鍵信號都得不到處理，調(diào)制編碼版處于癱瘓狀態(tài)，發(fā)射機不可能正常工作，然而這并不算最嚴重的結(jié)果。最嚴重的是B+電壓缺失后，調(diào)制編碼板只剩B-供電，輸出始終為低電平的“開” 功放模塊信號，功放模塊全部被打開，額定10 kW載波功率的發(fā)射機輸出六十多千瓦的載波功率，一類故障保護不及時的話必然燒毀功放模塊。

為了避免此故障的發(fā)生，就必須在B+電源故障時準確地將故障信號送達到監(jiān)測顯示板，所以B+電源取樣點應(yīng)由A30板上更改到調(diào)制編碼板上保險F1之后。這樣修改后，發(fā)射機對此故障將會做出一類故障保護而關(guān)機，顯示面板“B+”二極管顯紅色，即可避免燒毀大量功放模塊的嚴重技術(shù)事故。

為了證實以上的判斷，筆者做了載波狀態(tài)下的故障模擬實驗，測試中取下控制板上電池，取消功率記憶。測試步驟和數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 測試步驟和數(shù)據(jù)(單位V)

在調(diào)制編碼板R235 等電阻上可以很方便地測到1-42號功放模塊的開、關(guān)電平，為做出對比，第一和第二步進行了發(fā)射機正常狀態(tài)時的載波測試，可測出各有5只和18只功放開通，第三步切斷B+電源，結(jié)果表明所有功放都得到了開通電平，此時如開高壓理論上可輸出六十多千瓦載波功率，對于額定載波功率只有10 kW的發(fā)射機后果不堪設(shè)想。

接下來的試驗先取下A24板上F1、F4-F7，這樣只有1-8號、41和42號共10只功放有可能工作。

第四步試驗中數(shù)據(jù)表明功率1 kW時1-6號功放開通，比第一步中多出一只功放，是第一步中6個二進制小臺階工作的原因。第五步試驗中最大功率為2 kW,數(shù)據(jù)表明已為前19個功放提供了開通信號，1-8號功放輸出2 kW的功率。表明本機最大載波功率時有19個大臺階開通。第六步的試驗正是本文的關(guān)鍵所在，取下B+保險，即模擬B+電源故障，開機后面板二極管全部顯綠色，而不需升功率操作功率指針直指3 kW。此步驟數(shù)據(jù)表明為所有功放提供了低電平開通信號，1-8號、排序最后的41和42號功放共輸出了3 kW的功率，和上一步相比升高1 kW是由于41和42號開通。這一步的數(shù)據(jù)中，帶下劃線的絕對數(shù)值更小，因其負載模塊工作的原因。遺憾的是，此步驟中調(diào)制編碼板已失去B+電源，面板卻無故障顯示，也沒有一類故障保護關(guān)機！

以上實驗證明：發(fā)射機在B+電源無輸出或斷路時，功放模塊不再受數(shù)字編碼信號的控制，而是全部開通，輸出功率達到極大值，并且不會一類故障保護關(guān)機，燒毀功放模塊是必然結(jié)果。本發(fā)射機B+電源故障被列為一類故障是完全正確的，也是必須的。這里沒有發(fā)生故障保護的原因在于B+電源采樣取自B+電源板，對調(diào)制編碼板上B+電源的故障置之不理，若B+電源板和調(diào)制編碼板之間的電纜接插件等出現(xiàn)故障或B+保險故障時，卻不會作出一類故障保護反應(yīng)，因此大量燒毀功放模塊，所以必須改進采樣電路。

6 改進B+電源采樣電路

鑒于以上分析，本人對B+電源采樣電路進行了改進，第一步把+5 V電源板上X3的1腳斷開。第二步從調(diào)制編碼板上F1后取B+電源采樣到監(jiān)測顯示板A32的R38輸入端，取代+5 V故障信號。第三步在R39上并聯(lián)一個18 K的電阻，因比較器N4D11腳的電平為2 V,這樣N4D10腳的電平正常為2.25 V，B+降低到4.4 V時將發(fā)生一類關(guān)機故障保護動作。B+過高時有A30板上V2和VD5以及調(diào)制編碼板上VD2的保護作用，這樣就不會因B+故障而發(fā)生大量功放模塊的損壞。若采用窗式比較器對B+電源處理則會取得更好效果。