甘肅省廣播電視局白銀廣播轉(zhuǎn)播臺(tái) 趙淑蘭

本文介紹了DAM 10kW數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)+5V后備電源的工作原理、作用、相關(guān)電路及改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)+5VB電路故障處理過(guò)程及故障原因進(jìn)行了分析，能夠使大家對(duì)+5VB電路有更深入的了解。

1 故障現(xiàn)象

DAM 10kW數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)在自動(dòng)正常關(guān)機(jī)后，沒(méi)有進(jìn)行任何的檢修與其它操作，在發(fā)射機(jī)指標(biāo)測(cè)試時(shí)，首先用遙控方式開機(jī)無(wú)法正常開機(jī)，然后在機(jī)器面板直接手動(dòng)開機(jī)，前提條件發(fā)射機(jī)前面板指示燈均顯示正常，按高壓開機(jī)鍵（低、中、高功率等級(jí)按鈕）開機(jī)，聽(tīng)不到機(jī)器工作的任何聲音，發(fā)射機(jī)不能正常啟動(dòng)。

2 故障處理過(guò)程

發(fā)射機(jī)開機(jī)程序：當(dāng)高、中或低功率等級(jí)開機(jī)按鈕按下時(shí)，按鈕組件內(nèi)的指示燈亮，并且交流接觸器K1得電吸合，約1.1s延時(shí)，交流接觸器K2得電吸合，在有備用電源的情況下，預(yù)置的功率等級(jí)數(shù)據(jù)將被保存，此時(shí)發(fā)射機(jī)功率輸出到預(yù)置的等級(jí)上，大約0.5s后，交流接觸器K1釋電斷開，開機(jī)過(guò)程結(jié)束。

由于發(fā)射機(jī)前面板指示燈顯示均正常，按下高、中或低功率等級(jí)開機(jī)按鈕，功放電源的交流接觸器K1、K2不吸合，我們根據(jù)以前檢修經(jīng)驗(yàn)，發(fā)射機(jī)斷開自動(dòng)化系統(tǒng)，合發(fā)射機(jī)低壓開關(guān)，將控制板上晶體管V5的集電極7腳人為對(duì)地短路，開關(guān)管V5導(dǎo)通，光電耦合器N2（MOC3020）導(dǎo)通，這時(shí)K1（高壓一檔交流接觸器）吸合，接著K2（高壓二擋交流接觸器）也吸合，發(fā)射機(jī)正常工作。以此判斷V5之后的電路是正常的。

我們用倒推法繼續(xù)進(jìn)行檢查，當(dāng)給緩沖器N43的2腳、5腳、9腳分別用模擬萬(wàn)用表感應(yīng)一電壓時(shí)，也就是送高、中、低功率等級(jí)開機(jī)指令到顯示驅(qū)動(dòng)電路，K1、K2吸合，發(fā)射機(jī)也能正常工作。而N43的2腳、5腳、9腳的輸入信號(hào)來(lái)自功率等級(jí)指令鎖存器N42的輸出15腳、7腳、10腳（D觸發(fā)器的Q端）應(yīng)為高電平，實(shí)測(cè)為低電平，這說(shuō)明功率指令鎖存器N42或N42前面的電路有問(wèn)題，更換新的N42試機(jī)，故障依然存在。用萬(wàn)用表測(cè)N42-1腳電壓為1.8V，低于正常值。

下面介紹一下功率等級(jí)指令鎖存器N42的工作原理：N42是74HC175四D觸發(fā)器，N42-1端CLR為數(shù)據(jù)清零端，CLK端為時(shí)鐘端，Dn為輸入控制端，Qn為輸出端。當(dāng)CLR端為“低電平”時(shí)，無(wú)論D端輸入什么信號(hào)，Q端始終輸出“低電平”，也就是處在禁止?fàn)顟B(tài)，符合前面的測(cè)量結(jié)果。當(dāng)CLR端為高電平，CLK上升沿觸發(fā)，Qn輸出端鎖存輸出此刻相對(duì)應(yīng)輸入的Dn開、關(guān)機(jī)高電平。也就是當(dāng)N42的Dn端輸入高電平時(shí)，在CLK時(shí)鐘端上升沿觸發(fā)下，輸出端Qn鎖存輸出高電平，輸入端Dn輸入低電平時(shí)，在時(shí)鐘端上升沿的觸發(fā)下，輸出端鎖存輸出低電平。當(dāng)時(shí)鐘端輸入的上升沿過(guò)后時(shí)鐘端為高電平、低電平或下降沿時(shí)，N42輸出保持原來(lái)上升沿觸發(fā)輸出的狀態(tài)。即只要指令鎖存器N42的數(shù)據(jù)清零端為高電平，在時(shí)鐘端上升沿的觸發(fā)下，哪個(gè)D輸入端輸入高電平，對(duì)應(yīng)的Q輸出端鎖存輸出相對(duì)應(yīng)的高電平進(jìn)行開關(guān)機(jī)控制，哪個(gè)D輸入端輸入低電平，對(duì)應(yīng)的Q輸出端鎖存輸出相應(yīng)的低電平。時(shí)鐘端上升沿過(guò)后N42的輸出端保持在鎖存輸出狀態(tài)，直到下一個(gè)上升沿觸發(fā)時(shí)輸出狀態(tài)才會(huì)改變，鎖存器鎖存輸出對(duì)應(yīng)的輸入電平。當(dāng)N42的CLR數(shù)據(jù)清零端為低電平時(shí)，無(wú)論輸入端輸入高電平還是低電平，時(shí)鐘端輸入上升沿觸發(fā)，還是高電平、低電平或下降沿輸入，指令鎖存器N42均被復(fù)位，清除N42中鎖存的數(shù)據(jù)，輸出低電平。

由于發(fā)射機(jī)發(fā)生故障之前是自動(dòng)正常關(guān)機(jī)，沒(méi)有進(jìn)行任何維修，N42的CLR數(shù)據(jù)清零端接+5V備份電源，推斷故障與+5V備份電源有關(guān)。在我們查找故障的過(guò)程中，去掉+5VB的UPS供電電源，試開機(jī)，發(fā)射機(jī)能正常開機(jī)工作。之后又將+5VB不間斷供電電源接好開機(jī)，發(fā)射機(jī)工作正常，重復(fù)多次試機(jī)，一切正常，故障排除。

3 故障原因分析

3.1 +5V備用電源電路工作原理及作用

+5V備用電源電路由VD5、R83、C94、R84、VD3及三節(jié)5號(hào)電池組成。C94是一個(gè)1F的低耐壓儲(chǔ)能電容，關(guān)機(jī)狀態(tài)時(shí)由三節(jié)5號(hào)電池通過(guò)二極管VD3及限流電阻R84給C94充電產(chǎn)生+5B電源，在發(fā)射機(jī)所有電源中斷的狀態(tài)下，C94給發(fā)射機(jī)所有顯示鎖存器、操作指令鎖存器、高、中、低功率計(jì)數(shù)器等有關(guān)信息記憶部件提供+5V的供電電壓，以保存機(jī)器關(guān)機(jī)前的狀態(tài)數(shù)據(jù)；機(jī)器在工作狀態(tài)時(shí)VD5和R83也給C94充電，容量1F的電解電容C94的儲(chǔ)存與使用因機(jī)而不同，一般只靠C94的儲(chǔ)能，信息保存時(shí)間很短，有些發(fā)射機(jī)來(lái)不及重開機(jī)信息就已經(jīng)丟失，所以為了保證信息不丟失，設(shè)備恢復(fù)快，降低停播率，又從經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、安全的角度考慮，電池盒改用獨(dú)立+5V供電或采用自動(dòng)化UPS供電。

在2016年自動(dòng)化系統(tǒng)升級(jí)改造時(shí)，我臺(tái)技術(shù)人員對(duì)+5VB電源電路進(jìn)行了改進(jìn)，將三節(jié)5號(hào)電池用不間斷電源供電的+5V直流穩(wěn)壓電源代替，改進(jìn)之后的電路始終有+5VB獨(dú)立電源供電，發(fā)射機(jī)停機(jī)較長(zhǎng)時(shí)間，重新開機(jī)時(shí)功率控制邏輯電路能將發(fā)射機(jī)恢復(fù)到停機(jī)前的功率等級(jí)狀態(tài)。

3.2 +5V備用電源的檢測(cè)電路

該電路有N66A、N66c兩個(gè)模擬集成電路組成低電源電壓比較器。所有的供電為+5V后備電源，N66A是正反饋滯回比較器，復(fù)位保護(hù)時(shí)允許+5VB電壓低一點(diǎn)，恢復(fù)工作時(shí)需要+5VB電壓高一點(diǎn)。它的反相輸入端和普通比較器N66C的同相輸入端接基準(zhǔn)電壓，由R50和穩(wěn)壓二極管VD12提供，其穩(wěn)壓值為1.235V，N66A同相輸入端取樣電壓由+5VB經(jīng)R48和R49分壓供給，分壓系數(shù)為R49/R48+R49=0.317，反饋電阻R47引起一些滯后。

發(fā)射機(jī)正常工作時(shí)，N66A同相輸入端的+5VB取樣電壓大于反相輸入端的基準(zhǔn)電壓，N66A輸出一個(gè)高電平，N66C輸出一個(gè)低電平。當(dāng)+5VB降到3.1V以下時(shí)，分壓使得同相輸入端的電壓小于反相輸入端的基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器輸出低電平，這個(gè)低電平送到開關(guān)指令鎖存器N42的數(shù)據(jù)清零端，清除開機(jī)（高、中、低功率等級(jí)）高電平信號(hào)。

法拉電容又稱“超級(jí)電容器”、“黃金電容”、“雙電層電容器”，它是一種介于電池和普通電容之間的新型無(wú)源儲(chǔ)能元件，既有電容的大電流快速充放電特性，又有電池的儲(chǔ)能特性，它具有充電時(shí)間短、使用壽命長(zhǎng)、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。法拉電容在其額定電壓范圍內(nèi)根據(jù)需求被充電至任意電位，并可以完全釋放。

對(duì)上述故障發(fā)生原因的分析：

功率等級(jí)指令鎖存器N42由+5V備份電源供電，當(dāng)“CLR”端始終為“低電平”禁止了“開機(jī)”信號(hào)對(duì)D觸發(fā)器的作用，D觸發(fā)器Q端不能輸出“高電平”開機(jī)信號(hào)，因?yàn)镹42內(nèi)部的四個(gè)D觸發(fā)器全部被“CLR”端“低電平”禁止，所以開機(jī)低、中、高級(jí)別都無(wú)法正常啟動(dòng)。分析引起+5備份電源產(chǎn)生低電壓的原因：由于C94（1F）是一個(gè)大容量級(jí)別的儲(chǔ)能電容，根據(jù)上面介紹其特性它的電位可以充到任意值，當(dāng)然是在允許的額定電壓范圍內(nèi)，在正常情況下C94通過(guò)VD5、R83和VD3、R84都給電容充電，但是在關(guān)機(jī)的瞬間VD3、R84仍處在正常的充電狀態(tài)，而VD5、R83由于關(guān)機(jī)斷電處于對(duì)C94產(chǎn)生瞬間放電中，由于二極管VD5的反向電阻值很大，一般情況下不會(huì)產(chǎn)生負(fù)作用，現(xiàn)在初步判斷為在關(guān)機(jī)的瞬間產(chǎn)生由于充放電使電容電壓降低并且不能自動(dòng)回復(fù)的軟故障，通過(guò)徹底斷電才能恢復(fù)初始狀態(tài)。

4 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

作為一線值班員、檢修維護(hù)設(shè)備的技術(shù)人員，首先要掌握DAM數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)的工作原理，熟悉各元器件在電路中的作用，如大量用于控制板、顯示板的CMOS器件，只有了解它的各管腳功能、輸入輸出邏輯關(guān)系，等故障發(fā)生了才能科學(xué)分析故障發(fā)生的原因，高效率排除故障。

在日常的例行檢修中，定期清除發(fā)射機(jī)浮塵，以防止因浮塵導(dǎo)致的短路故障的發(fā)生。

技術(shù)人員在平時(shí)的值班、檢修維護(hù)中要掌握發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行時(shí)的工作狀態(tài)、設(shè)備參數(shù)，在故障發(fā)生時(shí)仔細(xì)觀察處于故障時(shí)發(fā)射機(jī)面板顯示狀態(tài)、聞設(shè)備有無(wú)異味、聽(tīng)設(shè)備有無(wú)異常聲音，檢查元器件有無(wú)發(fā)熱，和發(fā)射機(jī)正常工作狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，為故障排除提供基礎(chǔ)材料。

不斷完善資料。從發(fā)射機(jī)調(diào)試到正常使用，日常故障處理過(guò)程及對(duì)部分電路的改進(jìn)過(guò)程的技術(shù)參數(shù)，要有專人進(jìn)行全面、系統(tǒng)的記錄整理，歸檔留存，特別詳細(xì)記錄改進(jìn)電路的電路圖，工作原理，所用各元器件的型號(hào)、參數(shù)，在原電路圖中標(biāo)出，為以后的檢修維護(hù)提供參考數(shù)據(jù)。

季節(jié)溫度變換導(dǎo)致天線地阻發(fā)生變化，進(jìn)而造成天調(diào)網(wǎng)絡(luò)失諧，產(chǎn)生駐波，當(dāng)天線零位、濾波零位過(guò)限，發(fā)射機(jī)自動(dòng)降功率造成劣播，因此在季節(jié)交替時(shí)，要適時(shí)用矢量分析儀對(duì)天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)、發(fā)射機(jī)輸出網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，即反復(fù)調(diào)整發(fā)射機(jī)輸出端阻抗、T型網(wǎng)絡(luò)50Ω點(diǎn)阻抗，使天線駐波比、網(wǎng)絡(luò)駐波比降到最低。發(fā)射機(jī)才能穩(wěn)定運(yùn)行。我臺(tái)用不同顏色的記號(hào)筆在匹配網(wǎng)絡(luò)線圈上分別標(biāo)出了夏季、秋季發(fā)射機(jī)工作在最佳狀態(tài)時(shí)電感線圈滑動(dòng)觸頭與短路接點(diǎn)的位置，作為季節(jié)變化時(shí)，及時(shí)對(duì)天饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)試的參考。