哈里斯3DX100發射機的構成及常見故障處理

尹顯東

哈里斯3DX100發射機是具有世界先進水平的全固態機，其調制方式是基于信號合成原理、以數字信號處理方法實現的一種全新的調制制式。

1 3DX100發射機的基本構成

首先介紹一些3DX100發射機的基本構成和原理，便于下面故障的講述，這也是處理故障必備的基礎知識。

1.1 發射機的基本構成

3DX100發射機由電源柜（PS），功放柜 1（PA1），功放柜 2（PA2）和輸出網絡柜（ONC）組成。這四個機柜加上連接它們的控制電路組成發射機，不同的機柜實現不同的功能。最左邊的機柜是電源柜。它包括了AC 電源電路，DC 電源電路和部分發射機控制電路。另外激勵器，對外I/O 接口板和控制面板也都在機柜的正面。中間的兩個機柜是功放柜（PA1 和PA2）。機柜里包括RF 放大模塊，用來安裝模塊的母板，環形線圈RF 合成棒，以及用來“開”“關”放大模塊的調制編碼器。最右邊的機柜是輸出網絡柜（ONC）。機柜中的輸出網絡將功率合成器送來的的低輸入阻抗轉換為 50Ω的輸出阻抗。

1.2 電源柜

1.2.1 電源控制器

電源控制器接收初級電源電壓采樣信號，初級電源電流采樣信號和次級電源電壓采樣信號，這些信號均來自高電平接口板。電源控制器的主要功能是調節電源電路，同時還進行風扇控制和狀態/電壓動態的顯示。

1.2.2 二進制電源

一個從+300V分離出來的電源為二進制 PA 模塊供電。這個電源包括兩個電路：為 MSB二進制 PA（1/2，1/4和1/8）供電的 150V電源以及為 LSB二進制 PA（1/16，1/32和 1/64）供電的 75V電源。

1.2.3 AC電源

發射機的工作需要一個單一的AC電源。主電源變壓器被設計為380/400/480/415V，三相，50/60Hz AC 輸入。

1.2.4 300V直流分配

3DX100發射機的主電源是 300V直流，它通過濾波線圈 L1并且分配到每個功放柜中的保險板A49和 A50，然后經母板送到：每個功放柜的功放模塊。每個功放柜的二進制功放模塊。

1.3 功放柜

3DX100 發射機是全固態 100kW的中波發射機。全部控制電路都是模塊化的，器件在電路板上實現的。RF輸出臺階由 96個產生一樣的大的調制臺階的模塊和3個一樣的小的調制臺階的模塊組成。一個數調分配器監視輸出并自動根據需要進行模塊的再分配。

3DX100 發射機使用的功放（PA）模塊的平均調制功率為3KW。通過一個專用的診斷 KEY模塊實現了功放模塊的熱拔插。92個功放模塊用于提供 100kW時的 145%調制度。每個功放柜有 3塊頂部母板和 3塊底部母板，全機的 92個功放模塊分別插在這 6套母板上。每套母板插有 16個功放模塊和 1個二進制功放模塊。全機有 96個功放模塊插槽，但是實際上只需 92個功放模塊即可實現滿功率、滿調幅度，另外4個插槽被鎖定，無法使用。

發射機的數字調制方式是通過改變工作的輸出模塊的數量來改變被調制的輸出波形的。RF 載波的頻率由 AM 激勵器設定，并且像調節 300V供電一樣保持不變。來自功放模塊的RF 電壓由每一個模塊上的鐵氧體磁環變壓器通過一個串聯的合成銅棒合成到一起的。

調制編碼器插在頂部母板底部的插槽和底部母板頂部的插槽上。調制編碼器的高度是功放模塊的一半，同功放模塊一樣插在母板上。一條用于串行通信的五類線（CAT5）把調制編碼器和激勵器連接起來。

系統使用一個開關電源向二進制功放模塊供電。每個電源供應高有效位（MSB）模塊和低效位（LSB）二進制模塊。MSB模塊和 LSB模塊是相同的，模塊的功能由被插入的插槽決定。二進制電源向 MSB模塊提供 300V電壓的一半（150V），向 LSB模塊提供 300V電壓的四分之一（75V）。

3DX100 系統有一套可選的備用二進制模塊和二進制電源模塊，它們可以自動替換損壞的模塊。當需要拔掉備用的二進制模塊和二進制電源模塊時，必須將3DX100 發射機關機。

采用二極管的辦法將主備低壓電源（有一套備用的）并聯在一起向發射機提供低壓供應。低壓電源通過發射機系統向模塊提供低壓。來自+300V電源的210V低壓被送到每個功放模塊用于驅動EFTS場效應管。這個210V低壓同樣有備份（有一套備用的）并且并聯在一起。

1.4 輸出網絡柜

輸出網絡的所有部件都裝在輸出網絡機柜里。輸出網絡由輸出和調諧網絡（要求在指定的工作頻率下將 6Ω的合成阻抗匹配到 50Ω的發射機標準輸出阻抗），三次諧波抑制器，輸出監視電路板組成。

2 3DX100發射機的常見故障

2.1 點火板板故障

故障現象：發射機自動掉機，掉機后無法開啟。主機故障顯示為M01-M06 FET DRV（轉換電源電壓驅動低于190Dvc）；EXC BINARY FLT（所需的二進制模塊數量超過目前可用的數量）；MODULE LIMIT（功放模塊不夠用）； PS CAB FLT（電源機柜故障）；FB SLOW INHIB（點火板慢慢禁止）；CHOPPER FAULT（轉換電源A 和B 同時故障）。

根據故障顯示，判斷為電源柜故障。首先進行了電源柜入線端電壓的測量為410V，經過主變壓器后變為245V。在經過次級變壓器出來后便無輸出。發現是整流器沒工作，導致無300V直流電壓輸出，而使次級變壓無輸出。

查圖紙發現整流器工作需要點火板（A7）發出一個指令，而這個指令需要電源控制器（A3）發出一個軟啟動信號到點火板?，F在查出電源控制器板并無指令給點火板，導致整流器無法工作。

通過以上檢查初步推斷為電源控制器板故障。為進一步確定該故障原因，對機器高低壓供電系統，進行了檢查，+30V、+5V、+12V、+3.3V等均正常，最終判定為電源控制器板損壞，對其進行更換后發射機回復正常。

同時還對天饋線系統、連鎖系統、功放柜、輸出網絡柜、阻抗變換柜均進行了檢查和測試，指標均正常。

在檢修過程中，隨時通過電話聯系廠家技術人員（包括美國工程人員），根據他提出的問題進行了檢查，均未解決問題。

現在因無電源控制器板和點火板的圖紙以及相關測試設備無法進行下一步的檢修。

2.2 模塊故障

故障現象：功放控制分配板POWER/FAULT亮紅燈亮，主機故障顯示功放柜模塊故障。

2.2.1 一組功放模塊故障

當功放柜內同組的四個功放同時故障，主要原因是保險放電板的相應保險燒毀，保險斷開后引起功放電壓故障。保險放電板在每個PA 機柜后面，兩側各有一個，每個保險為4 個模塊提供保護。出行該故障后，測試相對應的保險，對損壞的保險進行更換。

2.2.2 單個功放模塊故障

（1）單個功夫模塊保險燒毀。確定功放模塊僅為保險故障，更換保險即可。

（2）單個功放模塊場效應管故障。一般情況下功放模塊保險燒毀的故障都是由場效應管（MOSFET）短路引起的。燒保險說明該半橋的一個或兩個場效應管有問題，需將其從電路板上焊下，檢查此器件。由于場效應管的柵極十分脆弱，接觸它的時候必須加倍小心。一旦靜電通過場效應管釋放，柵極連接就會被擊穿。

去掉場效應管和散熱片上的固定螺絲。一般情況下，場效應管上的散熱片都粘著封模。要取下散熱片必須先破壞掉這些封模。再把固定散熱片的螺絲取下，然后將散熱片輕輕從場效應管上撬下。

場效應管是否正常要用歐姆表來測試，其電池電壓應在 3到 18伏之間。通過對場效應管的柵極進行充放電來“開”“關”。用歐姆表的正表筆接 場效應管漏極 D（中間管腳），用負表筆接 場效應管源極 S（右管腳），用一個跳線器短接源極和柵極 G（左管腳），使 場效應管開通，之后用跳線器短接漏極 D和柵極 G，使場效應管關斷。開通時表頭讀數應小于90K，關斷時表頭讀數無窮大（至少在 2M以上）。執行這個測試時不要接觸管腿。

在維修功放模塊時，建議更換故障半橋上的所有場效應管，即使4個之中只有1到2只場效應管出現損壞。剩余的管子也可能內部損傷，當重新加電時可能會損壞。放大器的這一半損壞不會影響到模塊的另一邊。

換新場效應管上去時，最好同時更換絕緣墊，并確認使用場效應管中管腳上套有磁環。將晶體管插回原位，將場效應管用螺絲固定到散熱器上，但不要太緊。場效應管更換好后，再更換因場效應管引起的故障保險管。

2.3 前面板黑屏

（1）當顯示屏處于省電模式時，前面板就會黑屏。檢查前可以按任意鍵來退出省電模式。

（2）如果顯示屏不處于省電模式，按下位于主控制器上的微模塊上的復位按鍵。復位按鍵在小的微模塊上，該微模塊驅動前面板屏幕。如果主控制器復位開關按下后，發射機將全面復位并立即停播。

（3）微模塊的LED 燈為紅色時，說明微芯片故障，請更換微模塊。

（4）如果顯示屏仍然黑屏，請檢查主控制器的 DS9的 LED 是否點亮以確定3.3 V電壓是否正常。

（6）如果以上檢查都正常，就是面板的液晶顯示屏出現故障，需要一個新的液晶顯示屏進行更換。