全固態中波廣播發射機故障檢修方法

張曉珍

全固態中波廣播發射機故障檢修方法

張曉珍

（作者單位：商州廣播轉播臺）

本文對全固態中波廣播發射機的原理進行簡要介紹，通過多年的檢修實例，總結了中波全固態發射機常見故障的一些判斷方法和實際維修經驗。

全固態；廣播發射機；故障檢修

全固態中波廣播發射機以其高效、優質和高可靠性等顯著特點已逐步取代了電子管發射機，經過十幾年的發展，發射機技術也不斷更新換代，我臺也使用到第三代全固態發射機，該使用微機實時控制系統，自動開關機，還具有上位機控制及遠程通訊功能，具有整機效率高、電聲指標好、失真小，傳播清晰和停播率低等特點，運行穩定可靠，能耗極小，在各中波臺使用廣泛。下面以AM102S2-Ⅲ型全固態PDM中波調幅廣播發射機為例，對廣播發射機的常見故障進行分析，并對主要部件的檢修方法分別做了介紹，可為工程技術人員在實際操作與維護工作中作參考。

圖1　1kW全固態PDM中波廣播發射機原理框圖

1　工作原理簡介

整機由五大部分組成：高頻系統（包括激勵器、前置放大器、功率放大器、功率合成母板、輸出網絡、輸出監測板）、調制系統（包括音頻調入、脈寬調制器、調制度指示板）、電源部分（包括低壓電源、高壓電源、穩壓電源）、微機實時控制系統和風冷系統。

（1）高頻激勵器：采用外激勵與數字頻率合成器自動切換的工作方式，當外激勵故障時自動切換為數字頻率合成器工作，數字頻率合成器有主備兩路，當主路故障時可手動切換為備路工作。

（2）前級放大器：高頻激勵器輸出的載頻方波送入前級放大器，經過緩沖放大、推動放大和橋式丁類放大至前級槽路，輸出正弦推動電壓至2路調制/高頻功率放大器。

（3）脈寬調制器：輸入到發射機的音頻信號經過機內衰減器后送至脈寬調制器，脈寬調制器的主要作用是產生寬度隨音頻幅度變化的推動脈沖，設有功率自動調整、駐波封鎖、高頻電流過大音頻正峰切除等電路，其輸出的推動脈沖分別送至2只調制器中去。

（4）調制/高頻功率放大器：調制器接收來自脈寬調制器輸出的推動脈沖，調制管工作于開關狀態，輸出是疊加直流電壓的矩形波，通過低通濾波器，濾除72kHz負載波及其諧波，對72kHz副載波具有80dB以上的衰減。低通濾波器輸出是疊加音頻的直流電壓，供給高頻功率放大器。高頻功率放大器接收來自調諧回路輸出的正弦電壓，工作于丁類放大狀態，單只功放盒可輸出功率600W，橋式功放電源由調制器輸出的直流加音頻供給以實現幅度調制。

（5）功率合成變壓器至發射機輸出：2路功率放大器輸出接至功率合成變壓器，合成輸出的方波經過帶通濾波器濾除諧波后輸出正弦波，帶通濾波器兼阻抗變換作用。帶通濾波器輸出經過定向耦合器后送至阻抗微調器，發射機輸出設有高頻取樣電路，一路送至解調器，解調輸出音頻電壓，供發射臺監聽，另一路接至高頻插座，供發射測量技術指標。

（6）微機控制系統：對發射機進行實時監測、控制和保護，管理發射機的正常運行，包括可手動/自動開關機、升降功率，還具有上位機控制及遠程通訊功能，機器各部分工作狀態均可查詢。

（7）穩壓電源：主電源為380V三相四線，經采用十二項整流以簡化濾波和減小瞬變電壓，輸出電壓為-230V供給調制器、功率放大器，其半壓-115V經穩壓后供高頻末前級，整機低壓電源、高壓電源和冷卻風機的供電均由電源變壓器提供。低壓穩壓用單相橋式整流，輸出四種直流電壓+5V、+15V、-15V、+30V，主要供前級電路。

2　故障檢測判斷

（1）發射機主要部分的參考工作狀態。①高頻功率放大器：每一路功放輸出載波功率約為600W，當脈沖空度比K0=0.5時加至功放直流電源電壓約為-110V。②脈寬調制器：脈寬調制器輸出調寬脈沖幅度約為14V，輸出直流電壓約為7.5V，脈沖重復頻率72kHz。③調制器：調制器輸出調寬脈沖幅度約為230V，無音頻調制時，解調器輸出直流電壓約為-110V。④高壓電源：高壓電源電壓約為-230V，電流載波狀態下約為5.2A。每一路調制功放的電源電流約為2.8～3A。

（2）發射機的缺損工作狀態。發射機正常工作狀態下，2路功率合成輸出1可kW。當一路功放失效時，發射機仍可繼續工作，只是輸出功率有所下降。此時發射機輸出功率為：P=1kW[（2-1）/2]2=0.25kW。由于個別功放失效會引起工作著的功放負載阻抗升高，因而會導致發射機技術指標有所下降。當某一路功放失效時，不能從正在工作的發射機上將其拔出修理，否則前后的匹配電路會失諧。因此只能等到停機時拔出修理或更換備份功放。

（3）場效應功率管的檢查。場效應功率管IRFP350是否損壞，一般可用指針方式萬用表檢查（表內電池需在6～15V之間）。其檢查方法如下。①先用手摸地線放掉人體靜電以免損壞場效應管。②萬用表置RX10K檔，紅表筆接場效應管S極，黑表筆接G極一秒鐘，GS間電阻應大于20MΩ，由于此時GS間輸入電容被正向充電，所以DS極應導通，用紅表筆接S極，黑表筆接D極，阻值很小。③接著將黑表筆接S極、紅表筆接G極一秒鐘，GS間輸入電容被反向充電，此時DS極截止（夾斷），用紅表筆接S極、黑表筆接D極，阻值應大于20MΩ。④以上檢查若符合要求，則說明被檢查管良好，否則管子已損壞。⑤注意測DS間是否導通，必須紅表筆接S極、黑表筆接D極，因為管子內部DS間接有反向二極管，以免誤判。

（4）微機控制系統可查詢告警故障，判斷故障部位。

（5）低壓合后，機器穩壓電源、激勵器工作，前置放大及脈寬調制器也帶電，檢查微機控制器有無故障告警，確有故障應檢查相應電路，否則工作正常。

（6）按“開機”鍵，前置放大閉鎖解除，前置放大開始工作，注意觀察電壓、電流表是否正常。檢查微機控制器有無故障告警，若有故障應檢查相應故障電路。若正常，則按升降功率鍵觀察顯示屏上的功率同時觀察功率表和電流表的顯示。

（7）如若無異常則發射機全部進入正常工作狀態，然后送入播音信號就可正常播音。

（8）發射機工作中應注意各插件和面板上的指示燈及微機控制器的狀態量是否告警。微機控制器的狀態量告警應查訪告警故障判斷故障部位。

3　主要部位檢修方法

在發射機維護中功放的維護和輸出檢測電路的維護很重要，也很常見，下面分別敘述。

3.1功放的維護與故障檢修

（1）用示波器經常檢查功放的激勵電平是否在 22～25VP-P，并檢查顯示板欠、過激勵檢測門限電平是否準確，過高或過低的激勵電平都會造成功放管的過耗損壞。欠激勵使功放管飽和導通不好，造成功放管的損耗加大；過激勵會使功放管由飽和到截止過渡時處于放大區的時間延長，也加大了功放管的損耗。當激勵電平超過功放輸入雙向保護穩壓管的穩壓電壓時（大于36VP-P值），該保護穩壓管將被擊穿（±18V），保護場效應管不被損壞。關斷功放時用數字表直流電壓擋測量功放橋下管V3、V4的柵極上應有-10V左右的電壓，說明激勵電平在22～25VP-P左右，開功放時V3、V4柵極上應有-0.7V左右的負電壓。

（2）當某功放板經常損壞，應看它是否在同一位置損壞，若在同一位置經常損壞，應檢查它的磁環線圈和并聯在磁環線圈兩端的相位補償線圈是否良好，激勵電平的電纜線是否接觸良好，更換電纜后的電纜長度是否一致（要求2個功放的激勵電平相位一致，電纜應一樣長）。若不在同一位置損壞，應著重檢查本功放板的輸入激勵變壓器，控制功放開、關電路，隔直電容C8等是否有問題，功放的插板是否氧化和接觸是否良好，各場效應管焊接是否良好，故障功放的激勵電平和輸出電平是否與相鄰功放的幅度和相位一致。

（3）功放在檢修時應同時更換4個場效應管，避免其他功放管受損后參數變差，不能保持功放橋的平衡對稱。特別注意的是：檢修功放時應保證每個功放管焊接良好，特別是A半橋和B半橋的上管焊接良好，避免因源極虛焊造成功放輸出變壓器初級線圈開路，損壞該功放輸出變壓器磁環和場效應管，嚴重時還會造成相鄰功放管的損壞和中斷輸出功率，應引起足夠的重視。

（4）功放工作時，有的功放保險檢測發光二極管輕微閃爍，實際上保險并熔斷，功放仍能工作，這是功放管漏極的濾波電容C1或C2性能下降所致（容量減小）。當激勵電平偏低，激勵電平會更小（負載加重），該紅燈也會出現輕微閃亮，使該功放退出工作，這時應檢查功放激勵電平是否過小（注意檢查欠激勵保護門限電平是否調得過低，使激勵電平低不保護）。

3.2輸出檢測電路維護檢修

本板的工作較重要，維護不當時會使天線和帶通濾波駐波比大不保護，造成發射機的損壞。

（1）要經常檢查天線和帶通濾波駐波比檢測比較器同相端的門限電壓是否在設計值 （天線22.5V，帶通2.3V）。該電壓不能過大，過大會使駐波比大不保護或保護遲緩，造成發射機的損壞；也不能過小，過小會使保護靈敏度過高。應把駐波比大設定在大于1.35時進行保護。因為天線受溫度、季節和天氣的變化，阻抗會發生變化，不可能保持在50Ω的匹配阻抗上，而是在一定范圍內。加之駐波比檢測時，電壓取樣和電流取樣有誤差，幅度和相位檢測變壓器初級的電壓取樣調諧和電流取樣轉換電壓的調諧也有誤差，使幅度和相位檢測器有較小的電壓輸出，再加上天線可能會受到各種輕微的高頻干擾。所以，允許發射機工作時有較小的反射功率。假若保護門限電壓調得過小，當反射功率較小，駐波比 S在1.35范圍內時，發射機就會進行不必要的保護和降功率。

（2）每次開低壓時，應觀察天線和帶通濾波駐波比大保護電路是否正常，顯示板電壓駐波比自測紅燈DS24是否有0.51ms的紅燈閃亮。如該紅燈沒有亮，說明顯示板沒有產生10ms自檢高電平到顯示板駐波比自檢觸發器N64A進行復位清零；如紅燈亮了不滅，說明顯示板A32沒有收到從本板送去的模擬駐波比大14ms或19ms低電平。此時應檢查∶一是開低壓自動檢測或人工檢測時，顯示板是否送10ms低電平到本板，在面板多用表上觀察天線或帶通零位指示是否稍動一下又回到原位。二是從顯示板 （面板上）觀察帶通濾波和天線駐波比大紅燈是否閃亮0.5s，看本板是否發出14ms和19ms低電平到顯示板。

4　檢修注意事項

（1）全固態發射機為確保安全工作，要求機房供電電源電壓比較穩定。根據臺內資金情況最好設置交流穩壓裝置。

（2）高頻功率放大器由于采用兩路功放合成，為確保各路功放相位一致，要求各功放電路元件、結構、連線完全一致，在維修中高頻信號輸入輸出線不可接反，尤其是高頻變壓器接線不能反，否則會造成功率場效應管損壞。

（3）同一發射機的各插盒位置不能調換。相同發射主、備機上相同的功放盒在檢修時，為了快速判斷故障功放盒，可以調換一試，但檢修完后，應恢復到原來的功放盒上，嚴禁高頻激勵機盒相互對調，否則會調制電流發生突變引起發射機的失諧、失配，造成不必要的損失。

（4）發射機所有電氣連接處要經常檢查有無松動或脫落，尤其是接插件、接線板、螺釘連接處。

（5）若主備發射機同時不能開啟上天線，或一部開啟后功率正常而功放電流僅1A左右，則有可能避雷器有故障，應去掉避雷器再開機試驗。

（6）由于發射機采用了強制風冷，所以要求用戶機房干凈衛生、減少灰塵，必要時采用防塵降溫措施，有條件的臺站最好設置空調降溫。

[1]陳曉衛.全固態中波廣播發射機使用與維護[M].北京:中國廣播電視出版社,2002.

[2]謝蘇漢.DX中波發射機與天饋網絡[M].西安:陜西科學技術出版社.2013.

[3]張福華.淺析1KW全固態中波發射機的故障與檢修[J].科技與企業,2014(22).

張曉珍（1970-），女，漢族，陜西省商洛市商州區，大學本科，陜西省中波臺管理中心商州廣播轉播臺，工程師。