哈廣PDM 3kW全固態中波廣播發射機的日常維護和故障分析處理

蘇 鴻

（作者單位：四川省廣播電視局523臺）

四川省廣播電視局523臺自2001年以來，先后配備哈爾濱廣播器材有限責任公司（簡稱“哈廣廠”）生產的PDM 1kW 和PDM 3kW全固態中波發射機。目前，PDM 3kW發射機為四川省廣播電視局523臺四川新聞廣播主要播出設備，但已運行10多年時間，各元器件出現老化，故障發生較為頻繁。本文主要探討發射機日常維護注意事項和發射機故障的處理方法，并選擇其中較為突出的3個故障進行分析，以供參考。

1 全固態發射機概述

通常全固態中波發射機指的是中波發射機在對信號的處理、信號放大以及調幅發送的整個過程。調制方式：高頻部分采用幅度調制，低頻部分采用脈寬調制（PDM）。主要特點是使用了較低功耗的射頻功率放大器（工作在丁類狀態）及高效率低損耗功率合成器，采用這樣工作方式的發射機具有整機電聲指標好、工作效率高、失真小，傳播信號質量高，整機故障率低，工作穩定可靠等優點，更能確保廣播電視發射不間斷、高質量、既經濟又安全。

本文主要以CZ-G3K-IV型PDM3kW全固態中波發射機為例，發射機主要部件如：脈寬調制器、調制驅動放大器、前置放大器、功率放大器等都采用了獨立的印制板接插結構，并對它們采用軸流風機強制風冷的冷卻方式。其主要工作原理如圖1所示：

圖1 GZ-G3K—lV型PDM3kW全固態中波發射機原理圖

2 發射機工作場地環境要求

（1）具有安全接地系統，發射機和其他電設備應就近接地，接地電阻要符合要求。

（2）保持發射機在打開門的情況下與周邊的設備設施最少1.2 m的距離，以利于日常操作和檢修維護。

（3）發射機工作電源為三相交流電源，為確保發射機處于穩定運行狀態，配置6 kVA或更大一些容量的穩壓設備。

（4）裝在發射機頂端的射頻輸出饋線電纜要接地良好。

（5）發射機機房要配置通風系統，保證通風良好，確保室溫不超過45 ℃。

（6）該發射機出廠前已采用標稱阻抗假負載進行設備調試，同時進行P（入射功率）=3 kW，M（調幅度）=100%的4小時開機運行老化試驗。在安裝連接天饋系統時，確保發射機使用的天饋系統符合要求，如果天饋系統輸入阻抗是標稱值，發射機射頻輸出網絡不需要任何調整就可以正常工作。

3 全固態中波發射機的維護經驗

四川省廣播電視局523臺現在使用的是哈爾濱廣播器材有限責任公司生產的GZ-G3K—lI型PDM 3kW全固態中波發射機。筆者根據發射機日常運行維護規范以及在平時工作對所發現的問題的梳理分析，總結出全固態中波發射機運行維護的經驗。

日常維護工作對于播出任務安全高質量完成非常重要。這里所說的日常維護工作，可以理解為預防性檢修，其目的是通過預防性檢修、檢查，及時發現發射機的各個系統工作異常狀態，從而消除故障隱患，防患于未然，保障安全播出。

3.1 根據維護檢修規范，定期采用目視方法對發射機進行全面檢查

目視檢查的主要內容：檢查高壓元件及連接點有無打火跡象；檢查電阻有無過熱現象，即電阻表面色彩是否出現深度變化；檢查電解電容有無泄漏及嚴格鼓包現象；檢查線圈和變壓器有無過熱跡象；檢查連接線是否過熱，高頻功率合成連接線、連接頭是否緊固；定期對發射機的灰塵進行徹底清除，杜絕因濕度過大引起短路故障。

3.2 定期檢查冷卻系統

定期清潔風扇、空氣濾網，根據情況進行更換；如果因設計的缺陷，機器設備沒有空氣流通的出風口，值班人員在值機過程中應定時觀察設備內外的溫度變化，當溫度上升過高時應開啟空調，還可以適當打開前門使設備內外空氣流通降溫。

3.3 對采樣電路以及保護電路進行定期檢查

對通過采樣電路所采樣的各運行參數值進行定期檢查比較，看是否有明顯變化。對主整電壓和低壓電源超限保護電路、射頻激勵器電平超限保護、射頻電流超限保護電路和駐波比超限保護電路進行定期檢查，排除故障隱患。

3.4 對中波傳輸饋線和天調匹配網絡進行定期的維護

根據檢修維護周期要求，每季度檢查天饋線、網絡電容、連接頭與阻抗變換器有無異常現象。及時清潔中波天線塔底座和拉線絕緣子，防止雜物導致塔體接地，同時根據工作頻率調整放電球間隙，滿足技術要求距離。

4 發射機的故障表現與處理方法

發射機的常規故障主要分為三大類：一是由于設備前期設計不合理所造成的缺陷故障；二是由于值機人員操作失誤或檢修維護不到位產生的故障；三是由外界不可抗拒因素引起的故障，如雷擊造成線電壓電位差突變等。

根據故障產生原因和故障現象，中波發射機故障可以分為軟故障和硬故障。

軟故障的主要表現如下：設備在日常運行過程中，發射機時好時壞，技術參數變化大，具有較強的隨機性。排除這種故障比較麻煩，因為設備處于運行狀態，不能輕易判斷事故部位。比如，發射機正常參數顯示應該是+15 V和-15 V，但一天早上開機顯示參數過大，為15.7 V和-15.6 V，關機重啟后又恢復正常，顯示為+15.1 V和-15.0 V，一天運行過程中參數有反復變化的情況。后測量低壓電源正常、采樣電路也正常，重新緊固插拔排線后恢復正常顯示。這種情況就是排線老化后，開關機器前門對其影響使其松動引起的接觸不良。

硬故障的主要表現如下：發射機在運行時突然出現故障，重新開機后，故障依然存在。一般情況下此故障是由于元器件損壞引起的，這種故障規律性比較強，采樣電路能較為準確顯示故障點位，查找問題也比較簡單。比如，設備正常運行中突受雷擊，造成發射機停止工作，也不能重新開啟，故障顯示調制、功放告警，工作人員檢查后發現場效應管被擊穿，更換處理后發射機便恢復正常運行。

出現故障后要根據保護電路顯示，判斷大致的位置以及分析引起原因。具體要做到以下四點：一看，對故障部位進行外觀檢查。主要看主要元器件有無變色、打火、破損以及連線是否松動、保險管是否熔斷、電容漏液、鼓包等異常現象。二聽，聽機器內部有無異常響聲。三聞，聞有無異常氣味。四摸，斷電后用手摸故障部位元器件、接點、焊點等有無過熱現象。找不到頭緒的時候，對比測量同型號電路、器件、設備也能發現異常部位，從而實現快速維修并恢復播出。

5 故障處理工作中應注意的問題

一是全固態發射機運用集成電路和半導體器件較多，在處理故障時應小心謹慎，使用專用工具。二是全固態發射機的電路中很多使用對稱、互補、并聯、取樣等電路，更換其元器件時要精挑細選，保證所用新件與元件明細表上標明一致，特別是金屬-氧化物半導體場效應晶體管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），要確保同一制造商同一型號。三是場效應管在焊接中應特別注意焊接時間不能過長，防止損壞管腳和電路板。

在平時的值機、故障處理工作中，要態度認真、檢查細致，多思考，勤動手，注意知識的積累，這樣遇到問題時才能舉一反三，迅速解決故障，提高播出質量，更好地為安全播出服務。

6 常見三大故障分析及處理

故障一：顯示屏顯示“欠推動”故障，設備出現掉高壓、無功率輸出現象。欠推動故障檢測電路在功率合成母板上（由N1等組成），它的取樣信號是功率放大器的輸入信號，如果出現“欠推動”故障，問題可能出在頻率合成器、前置放大器及功率合成母板上推動信號電路（由T1、C1、L5、L6等組成）中，或者功率放大器故障使前置放大器輸出負載變化。出現這類故障，機器將自動掉高壓，同時顯示屏上顯示“欠推動”故障。根據分析，需要檢查五個點是否有故障：第一，頻率合成器是否有故障。如果頻率合成器有故障，使前置放大器沒有輸入信號，從而產生欠推動故障。第二，前置放大器是否有故障。前置放大器由N1、V3～V4、V6～V7和V14～V17四級放大器組成。正常情況下N1-5輸出15 V的方波信號；V3～V4輸出15 V的方波信號；V6～V7輸出25 V的方波信號；V14～V17輸出230 V的方波信號。各點信號如有異常，應檢查相應的放大級。第三，調諧電路是否有故障。推動信號調諧電路（由T1、C1、L5、L6等組成），也能產生欠推動（或過推動）故障。一般情況下，故障應出在電容C1、電感L5、L6上。正常工作時，L6上的輸出信號幅度峰值為80 V左右。第四，功率放大器是否有故障。功率放大器故障使前置放大器輸出負載發生變化，會產生欠推動（或過推動）故障。這類故障多出現在功率放大器的輸入級或功放管（某個功放管損壞）以及阻尼二極管損壞中。第四，檢測電路是否有故障。過推動、欠推動故障檢測電路由N1（LM339）和與它有關的器件組成，這些器件有問題或電位器W1（過推動門限調整）、W2（欠推動門限調整）調整不正確，都會產生此類故障，正確的門限電壓為N1-7高于N1-6端0.3 V；N1-4低于N1-5端0.3 V。

故障二：調制器板三角波信號正常，但沒有調制信號輸出。用示波器測量調制器N14（LM319）5端有4 V的三角波信號，但調制器板XS1-3端無調制信號輸出。其原因可能如下：第一，控制信號不正常。其包括下面兩種故障：a.外部控制信號有故障。調制器板XS1-7端應有隨“升、降功率”變化的直流電壓，如該電壓值為零或固定值，故障源在控制板上。b.內部控制電路有故障。調制器板的N9～N11或與它們有關的電阻、電容等有故障，使N14的4端電壓不隨“升、降功率”變化，會產生無調制信號輸出（或輸出脈沖寬度不74可調）的故障現象。第二，驅動電路有故障。三極管V12（2N2222）及與它相關的器件是調制信號的驅動電路，這部分有問題會產生無調制信號輸出（或輸出功率升不到額定值）的故障現象。第三，保護電路被啟動。其包括以下兩種現象：a.外部保護電路被啟動。正常工作時，調制器板的XS1-4和XS1-5分別有+15 V和10 V電壓輸入。如果外部電路有故障，控制板將使這兩個控制信號為0 V和+15 V，封鎖調制信號輸出。b.內部保護電路被啟動。如果調制脈沖過寬或電壓比較器N14-2和與它相關的器件有問題，使N14的7端為+15 V時，調制器板的輸出信號將被封鎖（繼電器K1被釋放）。

故障三：發射機加高壓不正常，觸摸屏正常（亮）。對于這方面的故障，主要分析以下三個方面：第一，控制板上的開／關機邏輯控制。按“開機”，同時測量控制板（ILA／HG3.624.038DL）上的X7-6，應該有+30 V電壓輸出，如果輸出不正確，說明問題出在控制板上，應該檢查N8、N10、N6和K1是否正常。第二，接觸器驅動電路。按“開機”，同時測量控制板（ILA／HG3.624.039DL）上的XS1-1應有+30 V，如果沒有電壓，說明連接兩板之間的電纜有問題；如果XS1-1電壓正常，測量XS1-4應有+30 V，如果沒有電壓，說明延時控制器板有問題；如果XS1-4電壓正常，應該檢查整機中的K4和K1是否正常工作；如果整機中交流接觸器K1已吸合（能聽到交流接觸器動作的聲音）但是交流接觸器K2沒有動作，測量延時控制器（ILA／HG3.624.039DL）上XS1-5是否有+30 V電壓，如果沒有可能是延時控制器上的N2或K1有問題；如果XS1-5電壓正常，應檢查整機中的K5和K2是否正常工作。第三，K1、K2線圈電壓是否正常。當低壓接通時，K1、K2的線圈兩端電壓（對交流電源0線）應為交流220 V，如果不存在，應該檢查整機連線是否正確。如果K1、K2的線圈兩端電壓正常，問題應該在K4或K5的“觸點”或它們與K1、K2之間的聯線上。

7 結語

通過對四川省廣播電視局523臺廣播發射設備日常運行維護的分析、總結，要落實“不間斷、高質量、既經濟又安全”的十二字維護方針，就需要平時加強相關理論知識的學習，對說明書和相關電路圖進行分析，保證發射設備正常運行，把黨和國家的聲音傳到千家萬戶。