PDM 1 kW中波廣播發射機射頻鏈路常見故障分析

邵 正

（浙江省中波發射管理中心遂昌廣播轉播臺，浙江 麗水 323300）

0 引 言

隨著終端用戶對廣播電視節目內容質量的要求越來越高，中波廣播發射機在廣電系統運行中的作用更加凸顯。相對于傳統發射機的高功耗、高故障率等缺點，PDM 1 kW中波廣播發射機從系統組成、技術框架等方面進行了全面革新，尤其在射頻鏈路部分，采用了新型設備組件，提升了中波廣播發射機的整機效能[1]。為了提高射頻鏈路新型組件的工作穩定性，本文在充分研究PDM 1 kW中波發射機工作原理以及射頻鏈路組成的基礎上，深入探析了射頻鏈路常見的故障現象和處置策略，進一步完善廣電系統運行流程，更好地為用戶服務。

1 中波廣播發射機工作原理

PDM 1 kW中波廣播發射機整機系統主要由電源、音頻、射頻、冷卻以及監測等系統組成，如圖1所示。作為發射機核心部分之一的射頻鏈路主要包括天調網絡、鐵塔天線、激勵器、調制高頻功率放大器以及功率合成器等，能夠實現多組頻率的信號輸出[2]。假設PDM 1 kW中波廣播發射機的射頻信號頻率設定為1 242 kHz。首先，激勵器生成射頻信號，考慮到此時發射天線功率不足，無法驅動兩級功放A和B，因此射頻鏈路會賦能前置功率放大器，而后再分別驅動A和B；驅動后的射頻信號經調制、放大后，輸出的最大功率為500 W；通過功率合成器將兩路信號進行空間匯聚，從而實現1 kW的總輸出功率；最后通過天調網絡、鐵塔天線，可以發射功率為1 kW、頻率為1 242 kHz射頻信號[3]。

圖1 PDM 1 kW中波廣播發射機整機系統組成

從上述技術原理可以看出，射頻鏈路的重要設備為調制/功放部件（Modulation，MO）/（Power Amplifier，PA），即調制/高頻功率放大器，其內部功能電路如圖2所示[4]。從圖2可以看出，該設備組成可以完成信號調制與功率放大的一體運行。值得注意的是，該部件的工作狀態與發射機信號功率和其他參數相關。

圖2 調制/功放部件的內部電路組成

MO/PA電路由信號調制器、高頻信號功率放大器以及相應的保護電路構成。驅動電路輸出頻率調制脈寬封鎖信號，調制器接收信號后處于激勵狀態，可實時輸出信號疊加態（脈寬信號+直流信號（140 V））的調制矩形電磁脈沖信號，利用低通濾波器（Low Pass Filter，LPF）輸出疊加音頻信息的正弦電壓（載波頻率）到高頻功放。此時功放處于丁類，則輸出信號的電路如圖3所示[5]。當場效應晶體管（Field Effect Transistor，FET）處于正常狀態，S1，S2，S3，S4等通路開關由推動電壓控制，一旦處于負周期，S1，S3則處在斷開狀態，S2，S4則處在合路狀態，反之亦然。

圖3 高頻功率放大器橋式丁類放大電路的等效電路

2 PDM 1 kW中波廣播發射機射頻鏈路常見故障實例

2.1 功率調節無法實現

故障現象：發射機整機開機后，射頻鏈路的輸出信號功率保持在1 kW，但是不能通過功率升降的操作實現功率調節。

首先排查電路的前置驅動器，排除驅動電路內部的故障，沒有發現問題，初步懷疑電路控制信號出現異常。此時，斷開輸入信號，同步檢測調制脈寬封鎖信號是否會伴隨按鍵調節出現電平抖動，即調低功率時，脈寬調制電平占空比減小，則可以確定該電路正常。因此判斷故障點可能位于取樣端，直接造成發射機整機的輸出額定功率1 kW。射頻鏈路的取樣端內部結構如圖4所示[6]。首先斷開節點L3，利用萬用表實測其從左至接地點之間的電路阻抗值為10 Ω，查閱PDM 1 kW中波廣播發射機的出廠參數表，顯示該數字理論值應為20 Ω，由此導致功率調節功能失效。

圖4 取樣組件的內部電路結構

通過不斷調整前端線圈L2的抽頭，可以改變電路阻抗值直至20 Ω[7]。在實測值滿足要求后，合路L3，整機加電，可以看到射頻鏈路一側輸出功率為500 W，可以通過控制按鈕實現功率調節。

2.2 調制器異常

故障現象：調制器工作異常，輸出信號無法滿足實際要求，觸發駐波報警[8]。

首先通過示波器檢測調制器XS7_3針腳的信號輸出電壓（15 V）。如果信號存在 ，則同步檢測XS7_11針腳的信號輸出電壓值是否大于0.7 V，一旦實測大于0.7 V則調制器處于鎖閉狀態，即調制器內部出現電路故障[9]，如圖5所示。此時，迅速取出調制器，檢測各FET和NPN型三極管是否異常,探測內部線圈有無虛焊、10 Ω電阻是否燒壞等。根據實際故障情況，及時更換故障部件，整機上電測試無誤后，恢復系統正常工作狀態。

圖5 調制器內部電路結構

3 結 語

了解PDM 1 kW中波廣播發射機的工作原理，熟悉其射頻鏈路系統組成和工作方式，能夠在發射機故障時，結合故障情況進行逐一排查和檢測修復。本文針對常見故障現象、排查方式以及處置策略等方面進行了詳細解析，能夠便于技術人員針對性地解決故障問題，有效應對突發情況，并降低故障發生頻率，提高系統工作效率，從而較好地實現廣播電視節目安全播出。