張?zhí)鞓I(yè)

（廣東省饒平中波轉(zhuǎn)播臺，廣東 潮州 515700）

1 整機(jī)工作原理

哈爾濱廣播器材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的GZG3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)整機(jī)由射頻部分、音頻部分、控制部分和電源部分組成，整機(jī)電路組成及工作原理如圖1 所示。

圖1 GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)電路組成及工作原理圖

1.1 射頻部分

發(fā)射機(jī)射頻部分由頻率合成器、前置放大器、激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器、功率放大器、功率合成器和阻抗匹配器組成。

本機(jī)頻率合成電路由可編程直接式數(shù)字頻率合成器（Direct Digital Synthesizer，DDS）電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換和比較器3 部分組成。AT89C2051 為單片機(jī)，內(nèi)部提供了一個(gè)AD9850 正常工作的驅(qū)動(dòng)程序，可以產(chǎn)生526.5 ～1 606.5 kHz 以9 kHz 為步進(jìn)的所有中波頻段頻率。

前置放大器的作用是對激勵(lì)信號進(jìn)行放大、確保有足夠的驅(qū)動(dòng)能力去驅(qū)動(dòng)功率放大板。占空比調(diào)整電路對頻率合成器輸出的激勵(lì)方波信號進(jìn)行調(diào)整，得到適當(dāng)?shù)恼伎毡刃盘?。占空比信號先進(jìn)行倒向，以便和驅(qū)動(dòng)放大電路的輸入端極性相適應(yīng)。

GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)功率放大板原理如圖2 所示。功率放大器為橋式丁類功放，由8只IRFP350 場效應(yīng)管及其外圍元件組成。圖2 中V14、V16、V18、V20 和V15、V17、V19、V21分別放大射頻信號的正半周和負(fù)半周，對應(yīng)的V6、V8、V10、V12 和V7、V9、V11、V13 為場效應(yīng)管保護(hù)二極管。光電耦合器N1、N2，保險(xiǎn)絲F1、F2和發(fā)光二極管H1、H2 組成功放板故障檢測和指示電路，當(dāng)有場效應(yīng)管擊穿損壞，保險(xiǎn)絲F1或F2熔斷，對應(yīng)的發(fā)光二極管發(fā)紅光。橋式功放電源由調(diào)制器輸出的直流加音頻提供，也就是說，音頻信號越大，提供給功率放大板的電壓越高，反之亦然，從而達(dá)到調(diào)制目的[1]。

圖2 GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)功率放大板原理圖

阻抗匹配器的作用是濾除主頻率以外的雜散頻率，然后經(jīng)阻抗變換，輸出標(biāo)準(zhǔn)50 Ω 的信號到天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)。阻抗匹配器內(nèi)設(shè)計(jì)有取樣電路，取樣信號為射頻輸出電壓和射頻輸出電流。取樣信號一方面可作為發(fā)射機(jī)入射、反射功率參考電壓，另一方面作為輸出網(wǎng)絡(luò)是否正常工作的監(jiān)測信號，當(dāng)輸出網(wǎng)絡(luò)或天饋線系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，監(jiān)測信號異常，發(fā)射機(jī)將采取降功率或封鎖調(diào)制信號等處理措施，以保證功放部分不至于負(fù)載異常而損壞[2]。

1.2 音頻部分

發(fā)射機(jī)音頻部分由調(diào)制器板和調(diào)制驅(qū)動(dòng)器組成。

1.2.1 調(diào)制器板

調(diào)制器板由音頻處理器、多路混合器、副載波發(fā)生器、三角波發(fā)生器以及可變脈沖寬度發(fā)生器等組成。調(diào)制器板原理如圖3 所示。

圖3 GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)調(diào)制器板原理框圖

音頻處理器的作用是對音頻信號進(jìn)行壓縮限幅處理，由音頻壓縮器、窗口比較器和線性檢波器組成。其工作原理是：節(jié)目信號送到音頻壓縮器，從中取出一部分作為檢測信號，通過比較、檢波和放大后作為音頻限幅壓縮器的控制電壓，對超出范圍的信號幅度進(jìn)行限制。

多路混合器是一只模擬乘法/除法器，輸入端分別輸入音頻信號、功率增益控制信號和主電源-230 V 取樣信號。音頻信號控制發(fā)射機(jī)的調(diào)制度，功率增益控制信號控制發(fā)射機(jī)的功率，-230 V取樣信號可以消除因主電源波動(dòng)而產(chǎn)生的功率不穩(wěn)定問題。

分頻器產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)信號，經(jīng)多次分頻后送往三角波發(fā)生器。三角波發(fā)生器產(chǎn)生0 ～4 V 的72 kHz 標(biāo)準(zhǔn)線性三角波，也稱副載波信號。副載波信號可以消除調(diào)制信號的雜波干擾[3]。

1.2.2 調(diào)制驅(qū)動(dòng)板

調(diào)制驅(qū)動(dòng)板由三級放大電路組成，工作電壓為-230 V，對脈寬調(diào)制信號進(jìn)行放大，兼具調(diào)制封鎖作用。當(dāng)其他電路發(fā)生故障，封鎖電路封鎖驅(qū)動(dòng)信號，放大電路停止工作，避免之后的放大電路出現(xiàn)元件損壞故障

1.3 控制部分

控制部分的作用是操作控制發(fā)射機(jī)。操作控制包括人工操作控制和預(yù)設(shè)程序自動(dòng)操作控制。人工控制主要包括開關(guān)機(jī)、升降功率操作，自動(dòng)控制主要是在發(fā)射機(jī)出現(xiàn)異態(tài)時(shí)，為了確保不出現(xiàn)更大的問題，發(fā)射機(jī)自動(dòng)采取降功率、備份、報(bào)警或關(guān)機(jī)操作控制。GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)的控制監(jiān)視板、控制接口板、功率調(diào)整板及高駐波保護(hù)板等采用總線式集中控制方式，保護(hù)功能更加快速和可靠。

1.4 電源部分

電源部分為發(fā)射機(jī)整機(jī)各部分提供工作電壓。GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)高壓電源包括-230 V和-115 V，低壓電源包括+5 V、+15 V、-15 V和+30 V。

2 故障分類維修

按照電路組成形式和多發(fā)故障類型，可將GZ-G3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)的故障分為調(diào)制功放故障、射頻激勵(lì)故障、音頻調(diào)制故障和保護(hù)控制故障四大類。

2.1 調(diào)制功放故障

常見的調(diào)制功放故障有放大電路故障、不平衡保護(hù)電路故障和功放溫度保護(hù)電路故障。對于此類故障，應(yīng)重點(diǎn)檢查對應(yīng)的調(diào)制功放單元內(nèi)場效應(yīng)管、可控硅、溫度繼電器、高頻耦合變壓器及插接件等元件。多年的維修實(shí)踐表明，調(diào)制功放部分容易損壞的元件和電路有射頻功放8 只場效應(yīng)管，對應(yīng)的齊納保護(hù)二極管，以及保護(hù)電路上的可控硅、熱敏電阻[4]。

2.2 射頻激勵(lì)故障

檢修射頻部分的故障時(shí)，應(yīng)該了解射頻流程電路上各級輸入、輸出波形的類型和幅度大小，各級放大電路關(guān)鍵點(diǎn)工作電壓大小，借助示波器和萬用表對激勵(lì)信號和工作電壓進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)激勵(lì)信號幅度變化情況逐級查找故障。

射頻部分常見的故障有激勵(lì)放大電路供電故障，激勵(lì)信號傳送線路接觸不良故障，功放板場效應(yīng)管損壞故障，功放板激勵(lì)變壓器引線脫落、磁芯破損故障，以及激勵(lì)信號頻率發(fā)生變化故障。

2.3 脈寬調(diào)制故障

脈寬信號無輸出故障一般是調(diào)制器板上脈寬封鎖電路起控造成的?？捎檬静ㄆ鳒y量信號封鎖繼電器之前的信號，如果有過高的脈寬信號，說明調(diào)制信號已被封鎖，應(yīng)適當(dāng)降低調(diào)制信號進(jìn)行嘗試。如果沒有脈寬信號或信號幅度過小，說明故障在調(diào)制器電路，或者由于其他原因造成信號被封鎖。另外，調(diào)制器板上的供電電壓不正常也會造成脈寬調(diào)制信號不正常。PDM 發(fā)射機(jī)偶爾出現(xiàn)超限保護(hù)、過流保護(hù)多與信號不穩(wěn)定有關(guān)。音頻處理器電路調(diào)整不當(dāng)會造成調(diào)制信號不穩(wěn)定而引發(fā)不定期的報(bào)警故障。

2.4 控制保護(hù)故障

GZ-G3K-Ⅶ型中波發(fā)射機(jī)的控制保護(hù)故障有4 個(gè)，分別是RF 電流檢測保護(hù)故障、高駐波保護(hù)故障、外部聯(lián)鎖故障和發(fā)射機(jī)電源故障。

2.4.1 RF 電流檢測保護(hù)故障

RF過流是指射頻信號電流過大。當(dāng)RF過流時(shí)，控制板送出一個(gè)+15 V 的調(diào)制信號封鎖電壓，發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)，而后試探性地再次開機(jī)。如果RF 過流問題仍然存在，那么發(fā)射機(jī)再次關(guān)機(jī)直到人為地手動(dòng)開機(jī)。如果RF 過流后發(fā)射機(jī)不能開啟，應(yīng)檢查發(fā)射機(jī)調(diào)制度是否太大，或音頻信號是否有過多的低頻分量。另外，RF 電流檢測保護(hù)電路本身設(shè)置不當(dāng)也會出現(xiàn)保護(hù)故障，應(yīng)測量保護(hù)門限電壓是否合適。

2.4.2 高駐波保護(hù)故障

高駐波保護(hù)故障為多發(fā)故障。常見的高駐波故障原因有：輸出調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)調(diào)諧不正?；蛘哂性p壞，天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)阻抗變化或者元件有損壞，應(yīng)對天線、饋線及天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測量調(diào)整。如果是偶爾的天氣原因（如風(fēng)、雨、雷電、霧霾等）造成高駐波故障，一般等天氣恢復(fù)正常，高駐波故障就會消失。維修實(shí)踐表明，天饋線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)元件損壞或調(diào)整不當(dāng)是高駐波多發(fā)故障[5]。

2.4.3 外部聯(lián)鎖故障

外部聯(lián)鎖故障是指發(fā)射機(jī)主、備機(jī)切換故障，常見的原因是主備機(jī)切換不到位或者切換正常但聯(lián)鎖電路不正常，一般是切換裝置損壞或切換電路繼電器損壞所致。

2.4.4 發(fā)射機(jī)電源故障

發(fā)射機(jī)的電源（如-230 V、+30 V、+15 V、-15 V）出現(xiàn)故障時(shí)，發(fā)射機(jī)均有相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。常見的電源故障是高壓電源整流二極管失效或損壞，高壓濾波電容失效；低壓電源穩(wěn)壓電路性能不良或損壞，低壓供電線路接觸不良，以及低壓整流濾波元件失效或損壞[6]。

3 結(jié)語

本文對哈爾濱廣播器材有限責(zé)任公司的GZG3K-Ⅸ型中波發(fā)射機(jī)的工作原理和維修方法進(jìn)行了梳理和總結(jié)。作為技術(shù)維護(hù)人員，掌握發(fā)射機(jī)工作原理和維修經(jīng)驗(yàn)，是做好技術(shù)維護(hù)工作的基本要求。故障出現(xiàn)時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)按照電路工作流程，結(jié)合檢修設(shè)備，逐級逐點(diǎn)地檢測排查，可以快速地、較為準(zhǔn)確地定位故障點(diǎn)，最終達(dá)到快速檢修的目的。