改頻后調頻發射機出現的問題及對策

龍 坤

（作者單位：河南廣播電視臺）

調頻發射機的應用十分廣泛，其具有自身特殊功能和優勢，能夠潛移默化地影響人們的生活方式，越來越受到人們的信賴和喜愛，由此增加了使用頻率。但是，調頻發射機不少永動機，在日常使用過程中，由于人為操作不當，會給人們帶來很多安全隱患。由此隨著城市化不斷的發展，很多廣播電臺對發射臺整體進行了重建﹑改頻。本文以某新建臺為例，通過分析改頻后調頻發射機出現的問題，主要探討其應對措施。

1 某廣播電臺改頻情況綜述

某省級廣播電臺一套節目的調頻發射機工作一直較穩定，載頻為99.9 MHz，使用的是成都凱騰KFT-II-914A型10kW調頻發射機。為全省同頻覆蓋省一節目，由省人民廣播電臺將省一節目的頻點統一改為103.6 MHz。將發射機激勵器的頻率從99.9 MHz調整到103.6 MHz，改頻工作進行非常順利，由廠家技術人員，將對應的多工器調整到103.6 MHz并調好匹配。并且，開機試機時，為逐步將整機功率推到額定功率10 kW以上，調整激勵器輸出功率。

2 改頻后調頻發射機出現的問題

改頻前在額定功率時，整機輸出功率對應的激勵器輸出功率只有9 W左右，改頻后的激勵器輸出功率為12 W。但在改頻后同樣的輸出功率需要更大的激勵功率，8路功放的功率差最大值與最小值相差200 W，末級功放盒輸出的功率具有非常大的差異。這種問題是由于兩種原因造成的：首先，在新的工作頻點下各放大器的增益不相同，在合成時，各放大器輸出功率會導致整機輸出功率下降，產生很大的平衡功率消耗在吸收負載上；其次，在訂購發射機時，調整各末級功率放大器，廠家是按照功率頻率99.9 MHz的增益﹑匹配等，按照99.9 MHz訂購的。但子安在工作頻率由99.9 MHz改為103.6 MHz后，在103.6 MHz的工作頻率下部分放大器的增益下降，工作頻率相差近4 MHz，部分放大器的增益則可能變大。因此，需要對各合成器的吸收負載進行檢查，如果各合成器的吸收負載都發燙，會導致他們的熱保護開關吸合。由于放大器輸出功率很大部分已經消耗在吸收負載上，在正常情況下，負載上已經啟動的散熱風扇是不應該啟動的，該發射機功率分配﹑合成器全部采用3 dB正交分配﹑合成。

而由于合成端輸入功率嚴重不平衡和合成端輸入功率相位差較大，在合成器的吸收負載上會出現較大的消耗功率。為檢測吸收負載，用數字萬用表直流電壓檔對吸收負載進行檢測，得出R1﹑2﹑3﹑4的電壓值分別為：1.58 V﹑1.33 V﹑1.4 V﹑1.6 V，這些吸收負載上的電壓值對應功率等級是0.1 V相當于10W功率量，R5﹑R6上的電壓更是接近8 V，R7是處置1000 W/5Q Ω負載，從發熱情況來看，不易測量其電壓值。R1-R8都是800 W/5Q Ω微帶電阻。并且，在各個吸收負載上消耗的功率已經遠遠長處正常值范圍，如果長時間滿功率工作，會造成技術事故，很容易將吸收負載燒毀。在正常工作條件下，經過3級3 dB正交分配，有激勵器送入的功率信號完成1∶8等幅正交分配給功率放大器1～8。每一塊放大器最大功率能推導1500W，每個功率放大器以BLF278為核心，由6塊300 W為核心的放大模塊合成，在對輸入信號功率放大后，由這8塊1500 W放大器分別輸出功率信號P1～P8，并且它們又分別合成出P9～P12，兩兩一組進行正交合成后再兩兩正交合成P13﹑P14，并正交合成輸出。在各個吸收負載上，如果這8路放大器的輸出兩兩一組能夠嚴格保持正交相位關系，就不會產生消耗功率或有很小的消耗功率，并與各放大器的增益相同﹑接近。

改頻后，由于合成輸出功率值因消耗變小，合成器輸入不平衡，各功放的輸出功率相鄰間出現較大差，其矢量相位會出現一定的超前﹑滯后，這種因輸入功率不平衡會造成合成輸出功率信號相位移動的問題。如第一路功放輸出功率與第二路等幅正交的話，它們的合成功率應為P9，但改頻后，它們的輸出功率相差近100 W，功率增益不同。將改頻后，第二路輸出功率不變的情況下，第一路輸出功率記為P1，，P1，﹤P2，第一路﹑第二路的合成功率就為P9，。但P9，已經產生了θ°相位移。同理，改頻后的P9和P10間的相位相互之間不會再是正交關系，因此，它們進行功率合成時，合成后的功率P13矢量相位會發生偏移，在吸收負載上會產生很大的損耗。由此類推，在合成后，第五路功放與第六路功放的輸出功率的合成功率，第7路和第8路的輸出功率的合成功率都會出現一定的相位移，因此，合成后的P11和12合成的P14矢量相位給回超前﹑之后改頻前的相位，都在吸收負載上產生很大的損耗。這時P13﹑14的功率等級已經很大，不可能保持正交的相位關系，再進行末級和城市，就會產生更大的消耗功率。

改頻后，發射機還會使合成前的功率信號引入附加相位差，引起各大功率放大器增益差。如在1∶8分配后，輸入激勵信號變成8路嚴格保持正交關系的功放輸入信號，并由1號-8號信號線送入相對應的功率放大器。同時，因功放管BLF278輸入﹑輸出特性的差異，沒錄放大器的管口阻抗匹配網絡是有差異的，通過不同的LC網絡，相同頻率的射頻信號肯定會產生不同的相位移。改頻后發射機到103.6MHz后，經過功放內的LC阻抗匹配網絡時，基于99.9 MHz頻點的射頻信號就會產出新的附加相位移。因此，改頻后，由于功放引入的附加相移，即使各個功放模塊的輸出功率相差不大，也會使整機輸出功率下降，肯定會在吸收負載上產生很大的消耗功率。

3 改頻后解決調頻發射機問題的對策

改頻后為更好對發射機進行調整，在沒有專業儀器的情況下，首先為輸出功率一致或接近，要調整各個功放器是功率，尤其是盡量減小相鄰功放的功率差。為便于操作，每個功放盒的預防管的偏置電阻都外置在功放盒的后面板，對各個功放的預放增益進行調整。將功率小的升一點，將功率大的降一點，反復調整后，盡可能地減少各個功放發的輸出功率差。調整后，測量R1～R6上的電壓可以用數字萬用表直流電壓檔，與調整前相比，測量的電壓值比會有大幅地下降。其中R1～R4的電壓最大值不超越1 V，R5﹑R6的電壓量不超過3 V。最后是對功放輸入信號線的長度進行調整，并進行相位預校正。例如：第一路與第二路，為了使第一路功放相位預先超前，先做一根比1號線短約1 cm的信號線替換原1號線，接好后開機，對R1上的電壓值進行測量，如果電壓值變大，在功放功率信號上，說明第一路功放相位超前第二路功放，這時，將2號線用略短一點的信號線替代，恢復原1號線，開機調整好2號線的長度，對R1上的電壓進行測量，指導其電壓量小為止；如果電壓值變小說明第一路相位滯后于第二路功放，然后為了R1上的電壓值降到最小，還需要進一步對信號線長度進行調整。其他三組調整方法相同。由此經過反復調整后，開機一段時間后，表面溫度屬于正常范圍，對電壓進行測量后，得出R1～R4最大值不超過0.25 V，R5﹑R6最大值不超過0.85 V。調整工作結束后，整機輸出功率9.6 kW，激勵器輸出功率7 W。