1kW PDM中波發射機故障檢修與預防

張鳳海

（甘肅省廣播電視局會寧廣播轉播臺，甘肅會寧 730700）

0 引言

1kW PDM 中波發射機具有較高的自動化程度，其核心部分主要是信號處理板和微機控制板。作為發射機的中控系統，微機控制板主要根據要求向發射機定時發送開關機指令，同時收集、存儲、處理相關模擬量和開關量等發射機運行數據，遭遇過荷后可自動復位，如二次遭遇過荷，則向發射機自動發送關機指令。信號處理板則能自動發送入/反射指示、過/欠推動檢測預警、調幅度指示、功率增益控制、設備開關機控制等指令，為中波發射機安全穩定運行提供良好環境。

1 1 kW PDM 中波發射機運行概況

某廣播電視臺當前所使用的1 kW PDM 中波發射機，其中一種型號的中波發射機輸出網絡為同一型號，均以T 形微調電路和二階帶通濾波器為主要組成部分；另一種型號的中波發射機主要通過一階低通網絡調節阻抗[1]，其技術參數具體見表1。

表1 1 kW PDM 中波發射機技術參數

1 kW PDM 中波發射機主要包括電源、音頻和高頻等部分（圖1），在其工作過程中，首先處理音頻信號，并將負載波信號傳送至脈寬調制級調制，得到脈沖寬度隨音頻信號變化而變化的調寬脈沖串，放大后傳送至調制器，從而繼續放大至所需的功率與幅度；再經由低通濾波器后得出功率和幅度均符合設計及運行要求的音頻信號，經放大后送至被調級調幅，生成的射頻調幅波經過高末槽路調諧濾波，變換阻抗，最終輸出符合要求的載波通過天線發射。

圖1 1kW PDM 中波發射機組成

在1 kW PDM 中波發射機安裝前，主要開展天線鐵塔架設、天線地網鋪設、調配亭新建、饋管架設、防雷及工作接地等配套性工作。天線地網是發射功率與天線結構、匹配程度、地網優劣、地導系數傳播路徑等有關。天線鐵塔自身即為發射體，其主要將高頻已調波能量轉換為電磁波能量，進而將電磁波發送至指定方向。中波的傳播主要借助地波，地波傳播通常需要使用垂直化極波，所以該廣播電視臺中波天線采用垂直天線，天線高度具體根據水平向場強、電流腹點和波長確定。中波天線以地網為回路，電流通過地面所產生的損失即為地損，為保證天線效率，減少地損，中波發射天線必須配備較好的地網設施。該廣播電視臺主要以鐵塔底部母線為圓心，以120 根Φ3.0 mm 軟銅線導線為工作波長作為輻向射線和網狀體地網。

2 故障分析

2.1 無法正常開機

按下發射機開機鍵后機器無法正常開機。1 kW PDM 中波發射機開機過程如下：閉合開關S1 和S2 后按下開機鍵，低電平信號通過信號處理板開機電路中的XS7-1 端向開機電路輸送，三極管V4 同時截止，V2-b 經電子開關N10：C 控制后使V2 飽和導通，K1 繼電器吸合；常開接點接通后三極管C 極接入24 V，V10 導通。低壓電源板+24 V 從XS4-7 端送入中間繼電器K1線圈使其吸合，380 V 交流附加至-72 V 開關電源后再經由取樣板送至PA 盒；信號處理板開機電路中的+12 V 經K2-11、K2-13、K1-9、K1-13 后得電吸合，K3-13 和K3-9 吸合接地信號經XS7-5 去至鍵盤。以上任何環節出現問題，便無法完成1 kW PDM 中波發射機開機操作。

2.2 功率增大故障

中波發射機開機后功率無法加持，顯示屏不顯示功率增大字樣。對信號處理板功率電路分析，中波發射機開機后低電平升功率信號輸送至XS5-26 端，功率升高過程中N6：A-2 和N6：A-3 分別對應0 和1，當N6：B 及脈沖控制均開啟后N3 產生的0.1 s 的脈沖信號輸送至N1-1 數字電位器。結合N1 時序圖，N1-5 數字電位器滑動端持續上升并輸出上升電壓，輸送至N5運算放大器調制器后使調制器方波占空比發生調整，功率自動升高過程完成[2]。若XS5-26 端從微機控制板所接收的升功率信號電平存在異常，則引發功率無法加持故障。

2.3 運行及重啟故障

中波發射機運行期間突然關機并報警，顯示屏顯示“功放電壓”故障，隨即關機。原因主要有：取樣板故障，微機控制板故障或-72 V 開關電源故障。在更換掉-72 V 電源后故障仍未消除，將中波發射機中微機控制板所施加的控制取消后，重新開機，則電故障排除。微機顯示屏上-72 V 主電壓指示值通過控制板上RB4 電位器進行調整，其上限為-75 V，一旦主電壓指示值超出-75 V，則微機控制器便會自動判定出功放電壓故障，并關閉中波發射機。1 kW PDM 中波發射機在運行期間調試值出現偏離，并超出保護值，引發運行故障。中波發射機在工作期間突然自動重啟，且鍵盤手動操作完全失靈。引起這一故障的主要原因在于微機控制板+24 V 供電電壓不穩。通過多用表檢測輸出電壓時發現K2 繼電器輕輕搖動的過程中，輸出端三腳電壓在3.5～25.5 V 變化，進而引發相應故障。

3 故障檢修及預防

3.1 無法正常開機的檢修預防

中波發射機開機故障的原因主要在于信號處理板三極管V10 工作電流超出800 mA 的額定電流，使管殼溫度升高；發射機長時間持續運轉使三極管提前老化、壽命減短[3]。通過多用表檢測至三極管V10 時，發現開機狀態下V10-e 無電壓輸出，由此判定為V10 損壞。該三極管損壞后無法通過XS4-9 提供電壓至中波發射機中間繼電器K1 線包，造成繼電器K1 無法吸合以及-72 V 電源無法順利開啟。更換三極管V10，便可保證正常開機及中波發射機正常工作。

3.2 功率增大故障的檢修預防

故障出現后經過觀察發現，手動升功率完全正常，而自動開機后便會出現故障，為此可以判定，微機控制板向單板機輸送升功率信號的XS5-26 端信號異常，是造成功率增加故障的主要原因。無故障時中波發射機在自動開機后15 s 內便能完成自動升功率，故障出現后，這一過程將延長至30 s。結合檢測結果，微機控制板功放電壓低于-72 V 的正常功放電壓是故障的主要原因，微機控制板功放電壓預設區間為-75～-65 V，在發射機自動開啟后一旦檢測到功放電壓達到或接近下限，則認定為功放電壓異常[4]。中波發射機自動開機后通過調節微機控制板上RB4可調電位器，將功放電壓降至預設區間下限后關機，重新開機后再次檢查中波發射機功率增加情況，顯示正常。

3.3 運行及重啟故障的檢修預防

根據檢測分析，微機控制板及取樣板是引發中波發射機運行故障的主要原因，在處理過程中，應先將處理板上J1 插頭本地控制切換成微機控制，再恢復J9 和J10 至原位；將RB4 電位器逆時針旋轉兩圈，使功放電壓顯示值降低后開機檢測，運行故障已然消除。輸出的-72 V 電路經由信號處理板后輸送至微機控制板，實測XS2-5 信號處理板電壓值為2.06 V，比取樣值2.0 V略大，微機顯示屏所顯示的功放電壓為-73～-74 V。結合取樣電路圖，將R29 電位器調整后同時將信號處理板輸入電壓調整至2.0 V，此時功放電壓顯示值為-72 V，與實際要求吻合。隨即結束檢修和調試，中波發射機運行穩定。

微機控制板是1 kW PDM 中波發射機的重要控制系統，若其運行期間存在電壓波動，必將引發電路程序混亂及誤報警、設備重啟等異常。為此，必須定期測試確保繼電器和+24 V 開關電源電壓，保證其輸出電壓穩定。相關電路原理如圖2 所示。

圖2 相關電路原理

4 結束語

1 kW PDM 中波發射機采用新型固態放大器件取代效率低、能耗高的大功率電子管，PDM 脈沖寬度調制新電路的采用與電子管發射機相比，儀器運行效率提升65%左右，體積縮小，質量減輕，能耗降低，性能也更加穩定可靠。在運行過程中，對于1 kW PDM 中波發射器所出現的無法正常開機、功率增加故障、運行及重啟故障、功放盒故障，采取針對性的檢修及預防措施后，均能保證中波發射機恢復正常運行，同時能延長發射機使用壽命，節省設備運行成本投入。