凱騰10KW調頻功放模塊原理及維護

（南寧分中心二三六臺維護部）

1 引言

在調頻廣播發射機中，高頻功率放大器主要是用來放大由調頻激勵器送出的射頻已調波信號。小功率的已調波信號經過一系列的放大和功率合成后，再經由饋線送到天線上發射出去。我臺使用的是凱騰10KW調頻發射機，在日常維護中統計發現，功放單元的損壞及由于功放單元損壞產生的其他故障在日常維護中所占了60%的比例，功放管或功放單元不及時維修，導致吸收電阻過熱，嚴重的燒毀，所以功放模塊維修是日常維護比較重要的工作。

2 1.5KW調頻功放單元原理

調頻1.5KW功放單元如圖1所示，單元由威爾金森分配器、威爾金森合成器、30W功放、6×300W功放模塊、CPU監控板、低通濾波器和定向耦合器組成，合裝在一塊散熱器平面上。單元供電為直流48V，滿功率電流消耗約46A，總增益36dB，30W功放工作在甲乙類，滿功率電流消耗約1A，300W功放工作在丙類，滿功率電流消耗約7.5A。射頻輸入信號首先由30W功放放大，然后經1：6分配器將信號分為幅度相等相位相同的6路，分別去推動6個完全相同的300W功放。300W功放的輸出由6：1合成器進行功率合成，最后經低通濾波器和定向耦合器輸出。

圖1 1500W功放單元框圖

圖2 1.5KW功放單元中的300W功放模塊電路

300W功放模塊的電路如圖2所示，由輸入匹配電路、功放管、輸出匹配電路和柵極偏置電路，負反饋電路組成。

柵極偏置電路：由監測單元提供的12V偏置電壓經4.7V的穩壓管VD1和VD2后，送到RP12分壓調壓電位器，然后同時供給V1（BLF278）的兩個柵極，兩個柵極的偏壓大小由RP12調整，R1 C20 R2 C21 構成防止振蕩電路。

輸入輸出匹配電路： 經不平衡－平衡阻抗變換后，平衡的50Ω輸入阻抗對每個單管來說是25Ω。如果采用1:4變壓器進行阻抗變換對每個單管來說是12.5Ω。再通過切比雪夫微帶變阻匹配濾波器與BLF278的柵源極阻抗匹配，調整輸入端的C1可變電容，使輸入匹配為最佳狀態。輸出匹配回路也采用同樣的電路，使漏－源極輸出阻抗與平衡的50Ω相匹配。輸入、輸出匹配均為寬帶設計，而輸出匹配電路在設計時以提高輸出功率和效率為主。

負反饋防震電路：在V1的兩個漏－柵之間所加的并聯反饋電路：R4、R5、R6、R7及C7 C8，用于改善放大器的頻率特性，且用來擬制寄生振蕩。

功率放大器：300W放大器利用大功率BLF278場效應管作推挽發大，增益18DB。

3 常見故障分析及處理

(1)故障現象：抄表時發現3號功放單元功率顯示下降，由原來0.88KW降為0.63KW，相對應功放的電源電流也跟著下降了5A。

故障分析處理：1.5KW功放單元功率下降，同時對應的功放電源電流又下降5A，進入功放模塊查詢I3電流讀數，I3為0，因為BLF278功放管單管工作電流大概為5A，所以判斷可能是300W功放模塊的的大功率場效應管損壞。

故障處理經過：把功放單元取下，單獨接上電源和假負載，通過測量靜態工作點檢修法，判斷功放管是否正常，末級功放管型號為BLEF278，其正常值為：漏極工作電壓V0=48V，柵極對地電壓VG=2.6～3.2V，靜態工作電流I=150～400 m A,滿功率工作時電流約為8A，取樣電阻(0.1Ω)兩端電壓應在8到15mv左右，柵極對地電阻應為1.5～1.8KΩ左右。通過測量該1.5KW功放單元各子功放電路靜態工作點（表1）。

通過測量對比發現3號300W功放管BLF278管柵對地電壓UG1為 7.4V UG2為42.4V，柵地電阻為0.1歐，靜態異常，判斷為柵漏擊穿，斷電焊出管子，通過電阻檔測量柵漏正反向電阻為0.1歐姆，證明已短路，更換新管之后故障排除。注意更換新管后，加電前先把柵偏壓電位器R12電阻調最大，讓柵偏壓為0，再慢慢調大，觀察取樣電阻兩端電壓和其他5個功放模塊電壓一樣（11mv左右）即可，也可以觀察功放模塊的電流指示（功放面板上多有顯示屏），對6路功放進行比較，哪塊功放輸出大和哪塊輸出小。然后微調6路功放模塊上的R12電位器，通過調整偏壓使6路功放的輸出基本保持一致，通常允許6路功放的電流差小于0.5A，就認為這種狀態基本上平衡了，也就是各個功放管放大能力一樣，這樣可以避免威爾金森合成器不平衡而導致吸收負載過熱，通過更換和調整管子后，故障修復。

表1

(2)1.5KW調頻功放單元功率下降故障

故障現象：1.5KW功放單元功率顯示由之前1.2KW左右下降為680W左右，進入功放菜單查詢對應功放電源電壓電流及各功放管電流正常。

故障分析：功放由6個末級300W放大模塊、1個30W推動模塊、威爾金森分配器、合成器組成，查詢功放菜單靜態電壓電流正常，剛從發射機取下功放單元，發現5號功放管比其他管子熱，可能是有功放模塊輸出不匹配或者輸出片接觸導致。

故障處理：通過測量靜態功法工作點和功放電源，發現除了面板顯示的輸出功率P0不正常其他均正常，判斷1.5KW功放輸出電纜頭接觸不良，重裝后故障依舊，再把功放從發射機上取下，仔細觀察，對比第5個300W功放管及吸收電阻比其他管的吸收電阻多熱，而且連接帶狀線和合成器板之間焊接點有微微裂紋，綜合判斷300W功放和威爾金森合成器輸入口焊接不良，導致功率下降的原因。由于有一路300W功率沒有加到威爾金森合成器輸入端口，而產生反射波，反射波把300W功放輸出回路當成負載，所以管子及輸出網絡發熱，因為根據原理：POUT=m·PO·(m-n/m)2合成器6路有1路故障時，原本大概1200W功率POUT降到680W。用電烙鐵補焊后發射機功率回復正常，故障排除。

(3)調頻90．1MHz教育頻道吸收負載極熱故障

故障現像：吸收負載過熱，1、2號1500W功放單元3DB合成器50歐吸收負載發熱異常。

圖3

故障分析：3DB合成器要求輸入端為同頻、同幅、相位差為90度的信號，如圖3所示。

3端吸收負載發熱異常，分析一般為3DB合成器1 、2輸入端輸入的信號幅度不同或相位差不為90度時，而導致吸收負載的3端由1 、2端耦合和直通過來兩信號不能相互完全抵消，而產生不平衡功率，因為電纜的長度是固定的，相位不會變，可能是功放輸出功率不平衡引起。

故障處理：判斷兩功放單元功率是否一致，通過觀察發射機功放單元顯示面板，發現 1號功放單元比2號功放單元功率小了400多瓦，通過測量1號功放單元靜態工作點和電阻，功放管正常，試著調高功放單元的30W前級放大器的增益，既慢慢調高MRF148管的柵偏電壓，發現吸收負載端的功率計功率變小，反復多調幾次之后，功率計調整到一個最小值，故障排除。

4 總結

維護工作是理論與實踐的結合，要仔細閱讀設備的隨機技術文件資料，了解所使用機器的工作原理、系統的組成結構、操作注意事項，避免盲目判斷，錯誤處理，擴大故障范圍，并對所用的設備中的組件、器件的功能以及特性參數要有所了解，對每次維修處理的情況進行分析記錄， 只有善于學習記錄總結，才能不斷地進步和提高。文中有錯誤之處歡迎指正指教！

[1]趙偉．全固態調頻發射機操作維護與測試[M]．北京：中國廣播電視出版社，2002：23-24.