中波全固態(tài)發(fā)射機反射保護(hù)的原因分析與對策

尚麗芳

內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視傳輸發(fā)射中心610臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

全固態(tài)中波廣播發(fā)射機采用DAM 數(shù)字調(diào)幅技術(shù)，性能指標(biāo)好，擁有高效簡潔的射頻、音頻、控制、電源四大系統(tǒng)。由于DAM 中波發(fā)射機各功能板應(yīng)用了大量晶體管、場效應(yīng)管和集成電路，只要有一個器件損壞就會影響整機播出，因而較為脆弱，故設(shè)計了精細(xì)而高效的故障檢測保護(hù)和控制系統(tǒng)，提高了各部分的運行安全性。

1 反射保護(hù)概述

反射功率指示在帶通濾波器輸出和T 微調(diào)網(wǎng)絡(luò)輸入進(jìn)行電流取樣和電壓取樣。當(dāng)T 網(wǎng)絡(luò)完全匹配時，反射功率的理論值為0。在實際工作中，由于受氣候、季節(jié)、溫度及元件參數(shù)變化等影響，天饋線不能準(zhǔn)確地保持在匹配狀態(tài)，只能通過定期檢修或指標(biāo)調(diào)整使網(wǎng)絡(luò)盡量保持在穩(wěn)定的匹配狀態(tài)，此時反射最小。發(fā)射機只要在運行狀態(tài)，兩個取樣信號就時刻在進(jìn)行檢波比對和數(shù)據(jù)處理，檢出的反射電壓與門限值比較，門限值是根據(jù)測量、實際經(jīng)驗等給反射電壓設(shè)置的上下兩個門限，當(dāng)發(fā)射機保護(hù)模塊中的快速駐波比檢測電路檢測到駐波比增大，超過門限值時，發(fā)射機的保護(hù)系統(tǒng)會根據(jù)超出門限值的大小，立即對發(fā)射機的射頻功率進(jìn)行瞬時或長時間的封鎖，瞬時封鎖之后又恢復(fù)到正常工作狀態(tài)繼續(xù)進(jìn)行檢波。經(jīng)駐波保護(hù)可保護(hù)功放板上的場效應(yīng)管不會被燒壞，進(jìn)而保證了發(fā)射機的安全。可見，發(fā)射機反射保護(hù)本質(zhì)上是因發(fā)射機的負(fù)載阻抗變化導(dǎo)致失諧引起的，其負(fù)載包括饋線、天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)、天線的參數(shù)。

2 引起發(fā)射機反射保護(hù)原因分析

2.1 惡劣天氣

陰天和雷雨天氣時空氣中水汽較重，空氣的介電常數(shù)會發(fā)生變化，使局部大氣中電場強度增大，從而改變了天線的阻抗特性，引起天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的失諧，而發(fā)生反射現(xiàn)象。最明顯的是陰雨天氣在天線場地會聽到頻繁的噼啪作響聲，即拉繩間隙有放電現(xiàn)象。另外，在強雷電天氣，由于中波天線較高，相當(dāng)于一個避雷針，易被雷擊，在天線底部放電球處放電，放電瞬間發(fā)射機的輸出端相當(dāng)于與大地連接，負(fù)載阻抗即變?yōu)闊o窮大，形成全反射，發(fā)射機就會出現(xiàn)瞬時的反射保護(hù)。

沙塵顆粒與天線和拉線的摩擦也會產(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電電荷積累到一定程度，會通過拉繩各節(jié)段之間或拉繩與天線之間的放電間隙進(jìn)行放電，引起發(fā)射機反射保護(hù)。理論上講，空氣越干燥、風(fēng)越大、沙塵等空中顆粒物越多，拉繩上所感應(yīng)的靜電也會越多，反射情況發(fā)生的概率也會越大。

2.2 調(diào)配網(wǎng)絡(luò)

調(diào)配網(wǎng)絡(luò)包括發(fā)射機的調(diào)配網(wǎng)絡(luò)和天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)，調(diào)配網(wǎng)絡(luò)是電容和電感的復(fù)雜組合，環(huán)境溫度變化、元器件耐壓程度的變化、元器件間的打火等，都會引起調(diào)配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的瞬間變化，造成網(wǎng)絡(luò)失配引起發(fā)射機反射保護(hù)。另外，天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的阻塞網(wǎng)絡(luò)和陷波網(wǎng)絡(luò)調(diào)整不夠精細(xì)，會使干擾頻率經(jīng)天饋線竄入網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致發(fā)射機駐波比的瞬時變化，引起發(fā)射機反射保護(hù)。

2.3 反射功率檢測故障

來自輸出取樣板（A26）的電壓取樣信號和電流取樣信號接到二極管VD2 的兩端，經(jīng)反射功率耦合器進(jìn)行檢波。在電壓取樣端設(shè)有由撥碼開關(guān)S12 控制的電容C4，用于電壓幅度調(diào)整。在天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)調(diào)試精確情況下，取樣點的阻抗為（50+j0）Ω，此時調(diào)整撥碼開關(guān)S12 使二極管的兩端電壓相同。當(dāng)取樣電壓與電流達(dá)到平衡狀態(tài)，即相位相同時，流經(jīng)二極管的電流為0，耦合器輸出端無直流電壓，反射功率測量為零。若天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，使得取樣點的阻抗發(fā)生變化，取樣電壓和取樣電流的幅度和相位就會發(fā)生變化，此時會有電流流過二極管，在耦合器的輸出端有直流信號，該信號經(jīng)阻流圈L2、隔離電阻R4 過X2-3 送到顯示板。R3 是耦合器的負(fù)載電阻，電容C5、C6 用于濾除射頻和調(diào)制的音頻成份。檢測電路內(nèi)部二極管、電容等器件損壞，采樣電路的電阻、電容損壞都會引起反射保護(hù)“誤報警”。

3 發(fā)射機反射保護(hù)的解決對策

3.1 培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)力量，提高運維實效

專業(yè)技術(shù)人員是臺站運維的關(guān)鍵所在，必須熟悉自己負(fù)責(zé)區(qū)域的內(nèi)容，對每一部分都要做到心中有數(shù)，不只是經(jīng)驗之談，還要有相應(yīng)的理論依據(jù)，對器件的使用年限和實際效能要有客觀認(rèn)識，關(guān)鍵是有一定的技術(shù)預(yù)見的能力，對技術(shù)本身的新穎度、技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)容、范圍的廣度和規(guī)模的大小等進(jìn)行評價，才能與時俱進(jìn)為臺站引入新技術(shù)，確保安全播出。臺站必須注重專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，如聯(lián)系廠家等專業(yè)機構(gòu)進(jìn)行有針對性的專業(yè)培訓(xùn)，只有這樣，才能確保運維實效。

3.2 定期測量系統(tǒng)指標(biāo)，做好數(shù)據(jù)管理

中波臺站每周二下午停機進(jìn)行例行檢修，對發(fā)射機系統(tǒng)及其附屬設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)的檢查維護(hù)，對發(fā)現(xiàn)的有可能影響安全播出的故障進(jìn)行排除，根據(jù)發(fā)射機顯示板指示的情況進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測量和調(diào)整。隨著計算機技術(shù)的普及，作為臺站人員，應(yīng)該定期對發(fā)射機指標(biāo)、輸出網(wǎng)絡(luò)、天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)、天線參數(shù)、地網(wǎng)電阻等進(jìn)行測量，并做好詳細(xì)的記錄，內(nèi)容不僅有測量的數(shù)據(jù)還應(yīng)有時間、溫度等。隨著數(shù)據(jù)的積累，必然會出現(xiàn)一些客觀規(guī)律，例如隨著季節(jié)溫度的變化，天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)阻抗的變化，我們可通過歷年的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)見性的判斷，在發(fā)生反射保護(hù)的臨界值之前進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)匹配調(diào)整，根據(jù)記錄調(diào)整天線底座放電球的間隙，避免頻繁放電等。通過對天線調(diào)配網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理，可以詳實直觀地顯示出不同的阻塞網(wǎng)絡(luò)性能、不同廠家的器件性能穩(wěn)定性。為后期網(wǎng)絡(luò)組合的選擇、器件的選擇提供實實在在的依據(jù)。

做好數(shù)據(jù)管理可以使目標(biāo)明確、決策準(zhǔn)確、措施有效、執(zhí)行有力，通過數(shù)據(jù)顯示，可發(fā)現(xiàn)運行維護(hù)工作中的不足之處，有針對性的進(jìn)行檢修維護(hù)。

3.3 制定應(yīng)急演練預(yù)案，加強模擬演練

應(yīng)急演練是指針對可能發(fā)生的事故，為迅速、有序地開展應(yīng)急行動而預(yù)先制定的行動方案。一旦發(fā)生反射保護(hù)，輕者影響播出質(zhì)量，重者損壞器件甚至是導(dǎo)致停播，因而，臺站人員應(yīng)制定應(yīng)急演練預(yù)案，模擬因反射故障引起停機時，如何快速準(zhǔn)確地判斷故障部位，并排除故障。通過倒換備機可確定故障部位在發(fā)射機還是天饋線系統(tǒng)。雷擊引起的器件損壞，要攜帶工具和備品備件快速抵達(dá)天線調(diào)配室，進(jìn)行檢查，更換損壞的器件，有條件的臺站可以在天線調(diào)配室放置所需工具和備件，提高排除故障的效率。如果是發(fā)射機故障，先檢查輸出網(wǎng)絡(luò)，若正常，查看取樣板（A26）和輸出檢測板（A27）以及各連接線，必要時可更換功能板，以最快速度恢復(fù)發(fā)射機正常播出為最終目標(biāo)。

結(jié)束語

維護(hù)檢修人員的定期巡視能夠確保元器件連接可靠，室內(nèi)溫度維持在正常范圍內(nèi)，但隨著時間的推移，有些器件早已超出其安全使用壽命，如調(diào)配網(wǎng)絡(luò)中的電容耐壓能力經(jīng)一次次的臨界過壓沖擊，性能不夠穩(wěn)定，時常會因失諧而產(chǎn)生反射，造成安全播出的隱患。因而，臺站應(yīng)做好設(shè)備器件的生命周期管理，定期對長期使用的器件更換，維持好各部分的運行性能，才不會被反射保護(hù)等故障影響安全播出。