DAM數(shù)字中波發(fā)射機(jī)駐波比檢測分析及駐波故障處理

陳子初

摘 要 在數(shù)字中波發(fā)射機(jī)中，駐波故障是比較常見的故障，其成因比較復(fù)雜，一般有輸出網(wǎng)絡(luò)和天饋線系統(tǒng)的故障，參數(shù)調(diào)整不當(dāng)故障，信號(hào)源和同步不好造成的故障，邏輯檢測及顯示部分本身故障等。因而故障的處理有時(shí)比較棘手。文章通過對數(shù)字中波發(fā)射機(jī)中駐波比檢測電路的原理及故障產(chǎn)生原因進(jìn)行剖析，深層次探討處理駐波故障的方法，針對不同的故障現(xiàn)象采取相應(yīng)的維修技巧，便于拓寬檢修思路，提高維修速度。

關(guān)鍵詞 DAM；駐波比檢測；故障處理

中圖分類號(hào) G2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2018）218-0074-03

數(shù)字式的中波廣播發(fā)射機(jī)（DAM）是全國各大發(fā)射臺(tái)比較通用的發(fā)射機(jī)，因此對此類發(fā)射機(jī)的研究十分必要，在日常運(yùn)行中最常遇到的故障之一就是駐波比故障。當(dāng)發(fā)射機(jī)的天饋線系統(tǒng)和輸出網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)由于其他因素影響造成改變而不匹配時(shí)，發(fā)射機(jī)的反射功率會(huì)增大，一旦這個(gè)功率超過設(shè)定值，DAM發(fā)射機(jī)會(huì)進(jìn)行降功率的保護(hù)操作，使發(fā)射機(jī)運(yùn)行在安全功率等級(jí)上。這就是對DAM發(fā)射機(jī)駐波故障的簡單的描述過程。

1 駐波故障檢測分析

駐波故障檢測電路（如圖1）可分為兩部分：1）帶通濾波器駐波比檢測電路；2）天線駐波比檢測電路。當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出端連接的是純電阻50Ω假負(fù)載，此時(shí)的反射系數(shù)=0，駐波=1，并且U和I同相，根據(jù)歐姆定律E=IR，其幅值便可得到確定。如果負(fù)載阻抗發(fā)生改變，那么電壓、電流幅值以及相位關(guān)系都會(huì)隨之改變。為了調(diào)整相位/幅值關(guān)系，駐波比檢測電路在發(fā)射機(jī)的輸出阻抗為50+j0Ω時(shí)進(jìn)行“平衡”。任何因阻抗變化而引起的射頻參數(shù)變化，駐波比檢測電路都會(huì)輸出一個(gè)電壓。

駐波比檢測電路的射頻電壓取樣由串聯(lián)的電容分壓后獲得。而電流取樣則來自于電流變壓器，當(dāng)變壓器初級(jí)的銅棒中有射頻電流流過并耦合到次級(jí)，在次級(jí)上并聯(lián)一分壓電阻，通過電阻的分壓的操作將取到的值轉(zhuǎn)為電壓值。

1.1 天線駐波比檢測器

在發(fā)射機(jī)的具體電路中檢測器電流取樣來自輸出取樣板，并從X1-1處進(jìn)入負(fù)載相位檢測器，然后送到由C9、C10、C11、C12、L4組成的并聯(lián)諧振電路，通過S4開關(guān)選擇電容容量，L4則用于調(diào)整相位角。取樣電壓方面，來自輸出取樣板的信號(hào)輸入到X1-11，然后送到幅值調(diào)整C13、C15及由開關(guān)S8選擇的由C51、C14、L10、L5組成的并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)，C13工作在使T2初級(jí)諧振在發(fā)射機(jī)工作頻率上，輸出信號(hào)經(jīng)過VD7和VD8整流，然后送到N1反相輸入端。

1.2 帶通濾波器駐波比檢測器

帶通濾波器駐波比檢測器也稱“內(nèi)部駐波比檢測器”，它的取樣電流來自功率合成器，采樣的電流通過X3-6進(jìn)入本板，送到由C50、C53、C54、L12～L15構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路，通過開關(guān)S6粗調(diào)電容量和電感量。電壓取樣信號(hào)由X1-9輸入到本板，送到幅度調(diào)整S7和C29選擇的并聯(lián)電容C30、C31，并聯(lián)元件C28、C52、L7、L11（由開關(guān)S9選擇）及C27，C27工作在使T3初級(jí)諧振于發(fā)射機(jī)的工作頻率。T3的次級(jí)經(jīng)過VD12和VD13整流，然后送到N4的反相輸入端。

2 駐波故障檢測的測量與保護(hù)

駐波比檢測器在測試點(diǎn)XJ7、XJ8的輸出是直流電壓，經(jīng)L8、L9濾波后經(jīng)X2-23、X2-25送到顯示板（A32）的X3上。信號(hào)經(jīng)過顯示板到控制器，放大后輸出去推動(dòng)前面面板儀表作為天線零位、濾波器零位測量。

因?yàn)樘炀€VSWR和帶通濾波器VSWR電路除N3上的時(shí)間常數(shù)不同外幾乎是相同的，因此對于兩部分保護(hù)電路的分析也基本一致。

關(guān)斷保護(hù)電路用了一個(gè)比較器N1，可調(diào)“參考電壓”從同相輸入端N1-5接入，這個(gè)設(shè)定值為2.25V的“參考電壓”來自天線VSWR關(guān)斷保護(hù)調(diào)整電位器R15；而來自駐波比檢測器的直流信號(hào)則從反相輸入端N1-4接入，發(fā)射機(jī)正常時(shí)，“參考電壓”高于反相輸入N1-4的電壓，比較器輸出N1-11是“高”電平，當(dāng)有VSWR信號(hào)存在時(shí)，“參考電壓”低于反相輸入N1-4的電壓，比較器輸出則是“低”電平。二極管VD10、VD11保護(hù)N1不受瞬變電壓沖擊。不同的廠家的發(fā)射機(jī)可能在N1型號(hào)上有所不同，以及標(biāo)識(shí)的線號(hào)不同，但是不管怎么樣，其產(chǎn)生的功能是一致的。

VSWR信號(hào)的產(chǎn)生時(shí)間大概會(huì)持續(xù)幾微秒，一個(gè)直接送到調(diào)制編碼器的邏輯信號(hào)迅速將發(fā)射機(jī)功率輸關(guān)斷，這樣可以避免設(shè)備故障和過載的發(fā)生。當(dāng)駐波比檢測器輸出恢復(fù)正常后，由C17、R10組成的R-C網(wǎng)絡(luò)在約20μs時(shí)間內(nèi)仍將N1-11輸出保持低電平。

在A27板中的開關(guān)S1可以人為模擬VSWR步驟，它是通過將+5VDC直接輸入來提高駐波比檢測器的輸出而實(shí)現(xiàn)。

3 駐波故障的自動(dòng)檢測電路分析

發(fā)射機(jī)本身有自動(dòng)檢測功能，當(dāng)發(fā)射機(jī)低壓供電加上后，VSWR關(guān)斷保護(hù)電路及邏輯電路將會(huì)進(jìn)行自動(dòng)檢測，其檢測結(jié)果由VSWR檢測“狀態(tài)”指示燈顯示板上，若自檢完成指示燈會(huì)瞬間紅色然后變?yōu)榫G色；但是檢測到故障信號(hào)，指示燈保持紅色顯示。自測邏輯電路產(chǎn)生一個(gè)自檢低電平脈沖并按三種存在情況判斷測試結(jié)果：

1）發(fā)射機(jī)低壓供電接通（檢修或停機(jī)后狀態(tài)）；

2）VSWR檢測器“手動(dòng)試驗(yàn)鈕”已按下；

3）有遙控VSWR命令送來。

來自顯示板（A32）的邏輯低電平自檢脈沖信號(hào)，由X2-11輸入，使輸出監(jiān)視其板上晶體管V8、V9導(dǎo)通，將兩個(gè)VSWR關(guān)斷保護(hù)比較器的同相輸入端提高到+5VDC去模擬VSWR故障。

3類故障是駐波引起的降低發(fā)射機(jī)輸出功率的故障。單獨(dú)的駐波沖擊通過一個(gè)駐波故障邏輯高電平到功放模塊關(guān)斷選通門N66使功放模塊關(guān)斷14微秒或者19微秒。連續(xù)的駐波沖擊會(huì)使發(fā)射機(jī)輸出功率下降，直到反射功率低于駐波檢測器的設(shè)定值為止。

4 駐波故障處理分析

4.1 故障部位的判斷

當(dāng)出現(xiàn)駐波故障時(shí)，首先判斷引起故障的大致部位，表1羅列了幾種日常維護(hù)中遇到的和故障判斷。

也可以對照流程圖進(jìn)行處理，見圖2。

4.2 輸出網(wǎng)絡(luò)及天饋線故障

常年大電流、高電壓的惡劣環(huán)境下工作，以及四季溫差的變化，使得天饋線系統(tǒng)和輸出網(wǎng)絡(luò)的阻抗參數(shù)經(jīng)常發(fā)生改變，一旦范圍超過了發(fā)射機(jī)所設(shè)定的保護(hù)值，發(fā)射機(jī)的駐波故障便隨之而來，針對這種情況，就必須根據(jù)天線零位變化情況適時(shí)對天調(diào)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，使之與發(fā)射機(jī)始終處于良好的匹配狀態(tài)，像我臺(tái)一般是每年的夏季和冬季各調(diào)節(jié)一次；除此之外天饋線系統(tǒng)的元件被盜，以及各種小動(dòng)物或者飛蟲誤入調(diào)配室導(dǎo)致被電死在網(wǎng)絡(luò)上也會(huì)造成駐波故障，遇到這種情況只能采取人工清理的措施；如遇云霧、風(fēng)雨、雷電等天氣因素造成的駐波故障時(shí)，可先適當(dāng)將發(fā)射機(jī)功率調(diào)低，待影響過去后再重新將功率恢復(fù)正常。

除了難以避免的客觀因素影響外，器件故障原因也時(shí)有發(fā)生，如調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和輸出網(wǎng)絡(luò)中的各元器件之間的連接銅皮接觸不良，絕緣材料性能下降造成線圈打火，元器件參數(shù)發(fā)生變化，饋管電纜斷路、短路、漏氣、進(jìn)水。

以上情況牽涉范圍較大且部位相對分散，因此這類故障往往比較隱蔽，常給故障檢修帶來麻煩。在實(shí)際維修時(shí)，如能借助電橋、假負(fù)載、熱紅外儀等儀器，故障相對較容易發(fā)現(xiàn)，否則就要耐心細(xì)致地進(jìn)行一一排查。

4.3 調(diào)整不當(dāng)造成的故障

駐波因調(diào)整不當(dāng)造成故障大致可分為以下幾類：

1）負(fù)載調(diào)諧不當(dāng)；

2）輸出網(wǎng)絡(luò)匹配調(diào)諧；

3）設(shè)置處于臨界狀態(tài)；

4）輸出檢測板上的各種參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。

作為技術(shù)維護(hù)人員，在發(fā)射機(jī)安裝過程中應(yīng)該對發(fā)射機(jī)主要部位的參數(shù)設(shè)置加以熟悉并及時(shí)記錄，在今后的日常維護(hù)和調(diào)整時(shí)作為參考。與駐波相關(guān)的調(diào)整部位主要有：駐波比保護(hù)門限設(shè)置，天線駐波保護(hù)門限參考電壓為2.05VN1-3腳，帶通濾波駐波保護(hù)門限參考電壓為2.30V。

4.4 駐波邏輯檢測及顯示故障

天線電壓駐波比和網(wǎng)絡(luò)駐波比分別有獨(dú)立的信號(hào)檢測和顯示電路，當(dāng)出現(xiàn)駐波故障但發(fā)射機(jī)能開啟一定功率時(shí)，A27板有相應(yīng)的測量點(diǎn)，通過測量相應(yīng)點(diǎn)的電壓，能快速尋找故障功能板，然后再逐步縮小故障范圍直至找到故障點(diǎn)。分別檢查A27，A32板上的邏輯檢測、鎖存、顯示電路。因?yàn)閮烧叩倪壿嬰娐废嗨疲梢酝ㄟ^測量相對應(yīng)的集成電路管腳電壓，通過對比以確定故障的部位。

5 結(jié)論

對于DAM數(shù)字中波發(fā)射機(jī)，無論是駐波故障或是其他方面的故障，在維修工作中，首先要深入了解整機(jī)工作原理，熟記各關(guān)鍵點(diǎn)的電壓、波形，熟悉機(jī)器各部位開關(guān)、旋鈕、電位器及指示燈所起的作用及調(diào)整方法；充分利用維修工具，化整為零、逐級(jí)逐點(diǎn)、剝絲抽繭、面面俱到，克服思維定式，避免走入檢修誤區(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]張丕灶，等.全固態(tài)中波發(fā)送系統(tǒng)調(diào)整與維修[M].廈門：廈門大學(xué)出版社，2007.