姜志濤

內蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心林西726臺 內蒙古 赤峰市 025250

1 射頻系統(tǒng)和激勵前級原理

射頻系統(tǒng)是中波發(fā)射機形成載波或載頻的高頻系統(tǒng)，在載波疊加音頻信號后通過中波發(fā)射天線進行無線傳輸。載波或載頻的頻率為中波發(fā)射機的工作頻率，國家標準規(guī)定中波廣播的載頻頻段為531～1602kHz，波長為564.97～187.27米。

中波發(fā)射機射頻系統(tǒng)又稱高頻系統(tǒng)，由激勵振蕩器、驅動前級、功率放大器、功率合成器和機內網絡組成。

激勵振蕩器的作用是產生發(fā)射機所需的工作載頻；驅動前級的作用是將激勵振蕩器輸出的載頻信號放大到足夠推動功率放大器的射頻功率信號；功率放大器又稱射頻末級或被調級，它的作用是一方面將載頻信號放大到額定功率，另一方面又接受調制器送來的音頻調制信號對載頻進行調制，得到射頻大功率已調波信號；功率合成器的作用是將模塊化的功率放大器產生的射頻功率信號進行合成，產生大功率調幅廣播信號，即發(fā)射機額定發(fā)射功率；機內網絡的作用是濾除大功率調幅不需要的音頻帶外諧波及雜波成分，同時完成功率合成器與額定輸出阻抗的阻抗匹配，使輸出的載波滿足要求。

射頻系統(tǒng)各組成部分一般都是獨立電路板，通過同軸電纜連接射頻通路，方便檢測和故障判斷。哈爾濱正泰設備有限公司生產的ZT-G3kW型中波發(fā)射機，將驅動前級分為激勵前級和激勵驅動兩個的獨立單元進行載頻信號功率推動，本文著重講解射頻激勵前級的原理。激勵前級原理如圖1、圖2所示。

圖1 激勵前級原理圖

如圖2所示，激勵前級由占空比調整電路、激勵信號封鎖電路、兩組推動放大電路和場效應管推挽放大電路組成。

圖2 激勵前級方框圖

從激勵振蕩器產生的占空比1：1本機載頻，12Vp-p方波信號（如圖1的①波形）經J1（J2未使用）送入激勵前級小盒，信號經開關K1后送到由R1、C2、C6、W1和A1的12、13、11腳構成的占空比調整電路。其中，R1、C2是積分電路，功能是將方波的前后沿變換成類似三角波信號，如圖1的②波形，A1是CD4011與非門集成芯片，激勵信號送到A1的12、13腳，此時12、13相連輸入11腳，輸出形成非門電路。在輸出過程中因為C5的作用，11腳輸出的方波上升沿和下降沿出現變緩，輸出如圖1中③的波形，轉換成類似梯形的周期波的信號送到2腳。

激勵信號封鎖電路由A1部分與非門電路和D1、D2、R2組成，+15V供電經R2為A1的1腳提供高電平，該組與非門打開，送入2腳的激勵信號通過。3腳，輸出低電平激勵信號。如圖1所示，A1集成塊的5、6腳和8、9腳分別相連，形成兩組非門電路，將方波激勵信號倒相輸出。如發(fā)射機故障送入激勵封鎖信號，此時X2接地，+15V通過R2、D1導通，A1的1腳變?yōu)榈碗娖叫盘?，該組與非門關閉，3腳變換為高電平，A1的4、10腳輸出低電平，Q1、Q2因柵極低電平而截止，從而起到封鎖激勵信號作用；推動放 大 電 路 由A4、R9、R10、R11、R12、R13、R14和A5、R15、R16、R17、R18、R19、R20組成，其中集成塊A4、A5為16引腳的CD4050六同相推動器，并聯(lián)使用能夠提高電路的帶載能力。

場效應管推挽放大電路由Q1、Q2組成，進行電流放大，進一步提高激勵前級帶載能力。其中，Q1為MOS-FET，N型場效應管IRF530；Q2為MOSFET，P型場效應管IRF9530。推挽電路要求兩管柵極激勵電壓的振幅相同、相位相反，在脈沖在正半周時Q1導通、Q2截止，負半周時Q2導通、Q1截止，輸出占空比為1∶1電流放大的12Vp-p方波信號激勵信號，最后激勵振蕩信號經C7耦合輸出給激勵驅動放大盒，L1濾除方波中直流分量，如圖1的⑤波形所示。

占空比需調整是因受到Q1、Q2場效應管輸入電容和輸出電容影響，雖然輸入柵極電壓波形占空比為1∶1，但輸出不一定是1∶1的方波，為使輸出得到占空比為1∶1的波形，需要通過W1來校正占空比。

激勵前級小盒供電+15V，取自發(fā)射機電源交流接觸器輸出端的220V交流電，經B3低壓變壓器變壓，送到ZT05012調制器電源板進行穩(wěn)壓，穩(wěn)壓輸出+15V連接到接線排1JX的3腳后再送到激勵前級。

2 故障分析

2.1 故障解析

激勵前級一耦合電容引發(fā)的無功率故障。

2.2 故障現象

ZT-G3kW型中波發(fā)射機兩個PA盒中的一個PA盒D4、D5、D6指示燈亮，另一個PA盒D6指示燈亮，整機無功率輸出。關機重啟后偶爾能開機工作，但工作1分鐘后，再次出現無功率故障現象。

2.3 故障檢測與維修

因為該故障現象多為發(fā)射機故障引起的激勵封鎖，首先對3kW發(fā)射機的控制保護電路進行檢查：

（1）對兩塊繼電器控制板ZT04019DL進行檢測，由于繼電器控制板有-72V緩慢建立過程，測量-72V正常，且D4指示燈無激勵封鎖故障指示，測量集成塊A3（CD4011四2輸入與非門）的11腳為低電平，確定繼電器控制板無封鎖信號輸出，排除繼電器控制板上-72V過流保護和駐波比過大保護造成激勵封鎖無功率故障。

（2） 對功率控制板ZT05021DL進行檢測，該板D4、D5指示燈正常，可排除-72V過高保護和調制無輸出故障。發(fā)現功率控制板D3指示燈紅綠相間，D3為激勵驅動不足封鎖及指示，測量功率電壓控制輸出CZ［10］8V，調整功率調節(jié)電位器W4，功率控制電壓經測量可以輸出2V到10V之間變化未封鎖激勵信號，排除功率控制板故障。

分析判斷該故障現象應為發(fā)射機激勵不足引起，從功率控制板D3指示燈判斷應有一定激勵射頻信號輸出，但未達到推動功率放大板工作的足夠功率。對能引起激勵不足故障的各關鍵點供電進行排查。測量激勵器供電電壓+11.8V，激勵前級供電+14.7V，激勵驅動-71.8V，各供電點電壓均在正常值范圍內，適當提高整機輸入供電電壓，再次測量供電電壓略微高于原測值，整機依然無功率輸出，排除供電電源帶載能力差造成的功率不足故障現象。

（3）使用示波器對射頻系統(tǒng)各級分別進行檢查，測量激勵振蕩器輸出J1有12Vp-p方波排除激勵震蕩器故障。檢測激勵前級輸入J1輸入12Vp-p方波，測量輸出J3方波為5Vp-p，正常輸出應為12Vp-p左右。斷開激勵前級輸出判斷是否因后級負載過重造成的故障現象，測量輸出方波10Vp-p雖有提高但仍低于正常值；再次對激勵前級關鍵點進行檢測，發(fā)現在Q1、Q2原極有14.78Vp-p，但經過C7耦合后變成5Vp-p左右，檢測電容C7容量正常，對其進行代換實驗，發(fā)現更換C7后故障消失，調整整機輸出功率，長時間試機并未再出現上述故障。

小 結

ZT-G3kW型中波發(fā)射機，出現激勵封鎖或無激勵故障現象時，功率放盒D4、D5、D6故障指示燈會有指示，可以通過觀察繼電器控制板ZT04019DL的D4故障指示來判斷是否為激勵封鎖，觀察功率控制板ZT05021DL的D3、D4、D5故障指示，來進一步確定故障范圍。如射頻系統(tǒng)無激勵信號或激勵不足時，要通過示波器查看相應波形，按照激勵振蕩器、激勵前級、激勵推動的順序逐一排查。當激勵不足時，除考慮各部分器件，還要考慮供電帶載能力的問題。舉例故障中C7用萬用表檢測值0.1uF為正常值，但在高頻工作中卻改變了容量，隱藏了其本身故障，提高了維修的難度，維修中建議采用代換的維修方法，以盡快解決故障。