（廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心）

一、引言

隨著中央廣播電視節(jié)目無線數(shù)字化覆蓋工程的實施，廣西各市縣區(qū)的廣播電視發(fā)射臺站均已成功播出地面數(shù)字電視節(jié)目。地面數(shù)字電視具有節(jié)目豐富、畫面清晰、抗干擾性強等優(yōu)點，受到了廣大人民群眾的熱烈歡迎。目前我區(qū)各市縣區(qū)廣播電視發(fā)射臺站較多使用成都德芯生產(chǎn)的1KW或300W數(shù)字電視發(fā)射機。發(fā)射機是整個發(fā)射系統(tǒng)的核心，但隨著地面數(shù)字電視的普及的同時，發(fā)射機發(fā)生故障及運行狀態(tài)不穩(wěn)定的情況也隨之增多。下面以資源轉(zhuǎn)播臺的DUT-8322（300W）地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機為例，介紹一個因功率低而無法正常工作的故障分析處理過程。

二、故障現(xiàn)象

資源轉(zhuǎn)播臺在播的DUT-8322（300W）地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機頻點1即DS-15（490MHZ）無法正常收看，其主機監(jiān)控單元面板顯示前級推動推動單元顯現(xiàn)紅色告警，且整機功率輸出指示為“LOW”，如圖1所示。

圖1 監(jiān)控單元面板顯示故障圖

三、DUT-8322（300W）地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機基本原理

成都德芯DUT-8322（300W）地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機原理框圖如圖2所示，它由主、備地面數(shù)字電視廣播激勵器（選配）、前級推動單元（選配）、300W 功率放大器、三路功率合成器、輸出濾波器、供電電源組、防雷保護、監(jiān)控單元和散熱系統(tǒng)等組成。

地面數(shù)字電視廣播激勵器將輸入的傳輸碼流（TS流）經(jīng)過信道編碼與調(diào)制單元（滿足國標 GB20600-2006 中規(guī)定的內(nèi)容）處理后[2]，輸出的數(shù)字IQ信號送入D/A（AD9789）進行D/A變換，并將D/A轉(zhuǎn)換信號送入上變頻處理成射頻信號，進入可變增益放大器（ADL5330ACPZ）進行功率控制和開機輸出功率緩釋放，最后進行模擬濾波及射頻開關(guān)機保護，輸出射頻信號。輸出的射頻信號經(jīng)射頻切換單元切換控制，送入自動增益控制（AGC）單元控制后，經(jīng)過前級推動單元放大輸出，進入三路功率分配器分別推動3個100W功率放大器放大后經(jīng)過3路功率合成器完成整機功率合成，再進入輸出濾波器，最后通過天饋系統(tǒng)實現(xiàn)射頻信號的無線覆蓋。（圖2）

四、故障分析及處理過程

圖2 成都德芯DUT-8322（300W）地面數(shù)字電視廣播發(fā)射機原理框圖

首先根據(jù)故障現(xiàn)象監(jiān)控單元面板顯示前級推動單元顯現(xiàn)紅色告警，先對前級推動單元進行排除，確定是不是前級推動推動單元損壞引起的故障，只有解除面板按鍵的鎖定狀態(tài)后，方可進行操作。長按“鎖定”按鍵3S，解除鎖定（前面板鎖定指示燈熄滅），將設(shè)備的工作模式置于 MGC 狀態(tài)，激勵器功率指示輸出電平的高低，若激勵器功率指示紅色的發(fā)光二極管點亮，設(shè)備報警，則表明此時輸出功率太高，此時先解除前面板按鍵鎖定，使用“選擇”按鍵將液晶屏翻屏到“射頻輸入衰減”界面，調(diào)整“射頻輸入衰減”衰減增大；若激勵器功率指示黃色的發(fā)光二極管點亮，設(shè)備報警，則表明輸出功率太低，此時先解除前面板按鍵鎖定，使用“選擇”按鍵將液晶屏翻屏到“射頻輸入衰減”界面，調(diào)整“射頻輸入衰減”衰減減?。ā八p數(shù)字增大”表示信號衰減，“衰減數(shù)字減小”表示信號增大）；當操作完畢后，請按前面板鎖定按鍵，使前面的按鍵處于鎖定狀態(tài)（前面板鎖定指示燈點亮），以免誤操作。經(jīng)過對前級推動推動單元操作，發(fā)現(xiàn)前級推動單元可以恢復到正常工作狀態(tài)，故此排除是前級推動單元故障所引起的整機輸出功率低。

此外，會不會是激勵器輸出有問題引起整機輸出功率低呢，對此對激勵器的輸出也進行了檢查。先從激勵器液晶屏里查看，并無告警存在，緊接著用相關(guān)儀器設(shè)備測量激勵器的射頻輸出信號，并和旁邊正常播出的另一臺發(fā)射機的激勵器進行比較，發(fā)現(xiàn)并無異常，故此也可以排除激勵器故障。

接下來再到檢查功率放大器單元，也是先通過面板觀察功率放大器單元，功率放大器工作正常指示燈亮，并無告警存在，然而在監(jiān)控單元液晶屏處點擊功率放大器單元進去后進一步發(fā)現(xiàn)在3路功放電流里有一路電流偏小，然后也是和旁邊正常播出的另一臺發(fā)射機的功放電流進行比較，正常的功放電流應(yīng)該在3.5A～5A左右，而此時的功放電流只有1.3A左右。至此，基本可以將故障定位在功率放大器單元。

圖3 LDMOS管外形和電路符號表示以及管腳說明圖

打開功率放大器單元的蓋板，可以看到，它主要由3個100W功率放大器組成。每個功率放大器模塊由一只LDMOS管和外圍器件組成，采用Doherty電路設(shè)計，具有高增益，高效率和良好線性的優(yōu)點。它使用LDMOS超高頻射頻功率晶體管BLF888B，該功放管是雙晶體管，由兩個MOS管推挽放大，每個MOS管的偏置電壓由一個可調(diào)電位器控制，可改變MOS管的工作狀態(tài)，MOS管正常工作時的電位器阻值在3KΩ左右。LDMOS管外形和電路符號表示以及管腳說明見圖3，其中1、2腳為漏極，3、4腳為柵極，5腳為源極。

圖4 功率放大器單元功率放大器3模塊

由上述，應(yīng)該是功率放大單元內(nèi)的功率放大器3中的功放管也即是LDMOS超高頻射頻功率晶體管BLF888B電流異常。因此找到功率放大器3模塊，如圖4所示。

首先，判斷BLF888B場效應(yīng)管的好壞，可以采用電阻法來確認，將萬用表打到電阻檔，根據(jù)圖3中的管腳指示，測量場效應(yīng)管的柵極和源極，正常情況下輸入阻值約為3KΩ左右，輸出阻值無窮大，可以據(jù)此判斷管子的故障情況。經(jīng)過測量，其參數(shù)符合范圍之內(nèi)，故排除BLF888B場效應(yīng)管故障問題。

其次，檢查BLF888B功放管的外圍元器件，通過仔細觀察并用萬用表測量，發(fā)現(xiàn)BLF888B功放管的外圍元器件中電容C27和C28（如圖4黃色圈所示）有開裂脫落造成開路現(xiàn)象，由于LDMOS管有電流但基本和靜態(tài)電流一致（0.4A或1.1A左右），原因為無推動功率。因為發(fā)射機在低電壓、大電流狀態(tài)下工作，且LDMOS管工作在甲類或甲乙類狀態(tài)，發(fā)熱量較大，電路連接點熱脹冷縮，會出現(xiàn)焊點開裂現(xiàn)象，導致電路開路。如圖5功放電路原理圖中所示，C28和C27分別為輸入輸出的耦合電容，它們的開路導致前級推動單元送過來的信號無法通過，使得BLF888B功放管無推動功率而無法完成推挽放大功能，從而導致此路電流偏小造成整機功率偏低。

圖5 功放電路部分原理圖

因此對電容C27和C28進行重新焊接處理后，將功率放大器單元還原裝到發(fā)射機上開機試機，在監(jiān)控單元液晶屏上顯示第三路功放電流恢復到3.6A左右，射頻MER也在36.8dB，整機輸出功率達到303W（如圖6所示），收看節(jié)目也正常，至此故障排除。

圖6 故障排除后的試機畫面

五、小結(jié)

本文通過數(shù)字電視發(fā)射機的故障現(xiàn)象“前級推動推動單元顯現(xiàn)紅色告警，且整機功率輸出指示為LOW”，經(jīng)過層層排除將故障定位在功放單元部分，且最終將故障排除。經(jīng)過此次對德芯300W地面數(shù)字電視的檢修，發(fā)現(xiàn)功率放大單元部分作為發(fā)射機的核心，其穩(wěn)定運行對整個發(fā)射系統(tǒng)來說至關(guān)重要。因此在平常對發(fā)射機的日常檢修維護過程中，首先應(yīng)該更注重檢查發(fā)射機的功放，比如定期的對其進行除塵，檢查其內(nèi)部元器件是否存在老化脫落現(xiàn)象等；其次，對于大型的數(shù)字發(fā)射機設(shè)備在使用一段時間后，應(yīng)該使用專業(yè)儀器進行統(tǒng)調(diào)，特別是對于功放部分，更應(yīng)該進行工作點等參數(shù)的調(diào)整，保證高頻特性[5]。再者，應(yīng)嚴格控制機房的溫度、濕度，過高的溫度會影響設(shè)備內(nèi)部元器件的效率和可靠性，過大的濕度會影響電路的高頻特性，導致元器件損壞。