晶振在30W調頻發射機切換器主控電路板中的應用及維護檢修實例

（廣西廣播電視技術中心桂林分中心）

一、引言

目前村村通廣播電視無線覆蓋工程中鄉鎮臺站在用的一套30W調頻發射系統如圖1所示，主要包括兩臺30W調頻發射機，一臺切換器，一臺三工器、一副天線以及一組天饋線。其中兩臺30W調頻發射機互為主機備機，發射傳輸的三套節目以及三個載波頻率完成相同，在廣播電視正常播出的規定時間內，可通過切換器自動或手動方式任意選擇一臺作為主機開機工作，另一臺作為備機處于關機狀態。當主機有故障不能正常工作時，可通過切換器自動或手動兩種模式對30W調頻發射系統進行倒換主備機操作。

圖1 30W調頻發射系統圖

二、故障現象

圖2 30W調頻發射機切換器實物圖

如圖2的30W調頻發射機切換器實物圖所示，切換器按正常的上電流程加上兩路220V交流電工作之后，其前面板的各個LED指示燈均會按照實際情況點亮或熄滅。但在日常檢修過程中，發現其中一臺切換器存在兩個方面的故障現象：一個是該切換器按照在正常的上電流程加上兩路220V交流電工作之后，前面板所有LED指示燈均熄滅，通過按鍵對其進行倒換主備機操作時也沒有聽到切換器內部部件操作的聲音；另外一個故障現象是，當對該切換器的外殼輕拍幾下，切換器偶爾也能正常上電工作，但是斷電后，重新對其進行啟動，則不能恢復正常工作狀態，由此可以初步判斷該臺切換器存在無法正常開機工作故障，或是工作存在不穩定、不可靠的隱患。

圖3 30W調頻發射機切換器內部裝配圖

三、故障分析及處理過程

拆開切換器金屬外殼之后，如圖3的30W調頻發射機切換器內部裝配圖所示，并沒有發現燒焦發黑、鼓包或其他明顯的異常；針對第二個故障現象，即輕拍幾下切換器的外殼可恢復正常工作狀態，初步推測其內容電路存在接觸不良或是斷路、短路、虛焊或漏焊，通過萬用表對其開關電源、主控電路板以及相應的接線柱、接線排線進行逐一線路通斷測試，并沒有發現有斷路、短路、虛焊或漏焊的現象，然后用萬用表的電阻檔對前面板的各個LED指示燈進行單向導通性發光測試，發現各個LED指示燈均能正常點亮，因此，也排除了LED指示燈燒壞的可能；隨后對其進行通電檢驗測試，首先用萬用表對其供電線路進行檢測，從外電220V交流電開始，到切換器內部開關電源的輸入輸出端，再到各個電路PCB板上的各個直流電源芯片模塊進行逐一檢測，發現供電線路上各元器件，各模塊的輸入輸出端電壓均正常。

圖4 主控芯片STM32F103VCT6以及其外圍電路線路圖

隨后對主控電路板上如圖4所示的主控芯片STM32F103VCT6以及其外圍電路線路進行了重點排查，在對該電路線路的通電檢驗測試過程中發現，當輕拍該主控芯片STM32F103VCT6或者是用手接觸一下主控芯片STM32F103VCT6旁邊的晶振時，切換器大多數情況下均能恢復正常工作狀態。針對這一情況，初步判斷為切換器在剛上電啟動時，主控芯片STM32F103VCT6旁邊的晶振并沒有起振，主控芯片STM32F103VCT6沒有正常工作，所以其前面板上所有的LED指示燈均熄滅，沒能正常地顯示切換器的工作狀態。輕拍該主控芯片STM32F103VCT6或者是用手接觸一下主控芯片STM32F103VCT6旁邊的晶振時，針對切換器能恢復正常工作狀態這一情況，主要是因為，當輕拍該主控芯片STM32F103VCT6或者是用手接觸一下主控芯片STM32F103VCT6旁邊的晶振時，相當于人為地額外再給晶振一個外部起振的激勵信號，使得晶振能滿足了其振蕩的條件。由此可判斷該晶振器件工作性能不穩定，更換一個好的晶振之后，切換器工作恢復正常。除了晶振本身工作性能不穩定或者是損壞導致其不起振之外，還有一種可能是如圖5晶體震蕩器電路線路圖所示連接晶振兩端的起振電容C1、C2失效或者是損壞，這兩個電容一般是起到穩定作用。

另外，目前在用的絕大部分廣播電視電子設備中每個主控電路系統或者單片機系統里都有晶振這一元器件，其全稱是叫晶體震蕩器，在單片機系統里晶振的作用非常大，它結合單片機MCU內部的具體電路，產生單片機MCU所必須的時鐘頻率，為整個系統提供基本的時鐘信號，單片機MCU的一切指令的執行都是建立在這個基礎上的，晶振提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快[1]，通常一個系統一般共用一個晶振，便于各部分保持同步。如圖5晶體震蕩器電路線路圖所示，可以通過以下兩種方法測量晶體振蕩器是否工作：用萬用表測量兩個引腳電壓是否是芯片工作電壓的一半，比如工作電壓是+5V 的51單片機，則需要測量其是否是2.5V左右，另外如果用鑷子碰晶體另外一個腳，這個電壓有明顯變化，證明是起振了的；除些之外，還可以通過使用示波器來觀察晶振的X1、X2兩個引腳之間是否有波形來判斷其起振與否，同時還可以測量其振蕩頻率[1-3]。

圖5 晶體震蕩器電路線路圖

四、小結

在目前村村通廣播電視無線覆蓋工程的總體技術方案中，切換器在整個30W調頻發射機系統中發揮著重要的作用，但因為元器件質量、制作工藝及其他自然災害，殊如暴雨、雷擊、外電浪涌等原因，使得切換器在長期的使用過程中不可避免地會出現一些小故障。本文對涉及30W調頻發射機切換器主控電路板晶振的原理及作用進行了簡要介紹，并就如何對損壞的切換器主控電路板進行檢修的過程作了分析及闡述，以作拋磚引玉，供同行參考。