论文部分内容阅读
[摘 要]近年来，随着我国广播事业的发展，大部分中波发射台都纷纷采用了固态数字发射机，由于该设备具有工作效率高、性能稳定等优点，从而获得了广大用户的一直认可。然而，由于固态数字发射机内部结构较为复杂且电路集成化程度较高，尤其是射频部分，致使设备常常会出现一些故障。为了确保设备能够始终保持在最佳的工作状态，就必须清楚射频部分的工作原理，并加强对设备的检修。基于此点，本文首先对固态数字中波发射机射频部分的原理进行剖析，并在此基础上提出固态数字中波发射机的检修策略。
[关键词]中波发射机；射频原理；检修
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0033-01
一、固态数字中波发射机射频部分的原理剖析
固态数字中波发射机的射频部分主要是为发射机提供工作所需的载频信号源，同时还可以为并机工作以及立体声调幅广播提供相应的输入和输出接口，射频部分具体由以下几个部分组成，下面分别进行介绍。
（一）晶体振荡器
晶振信号源采用的是皮尔斯晶体振荡器，该设备具有频率稳定性高的特点，它是电容三点式振荡电路，也被称为c-b型电路。在该电路中，石英晶体可当作等效电感来使用。一般振荡器都是安装在射频板的恒温箱之内。
（二）分频与锁相
由于中波频段的频率间隔被规定为9kHz，为了便于中波频率的设置和更改，射频板也可相应设计为最小频率为9kHz的锁相环频率合成器，这样能够进一步提高工作载频的频率稳定度和精确度，从而使之可以与基准信号源的指标相一致。锁相环频率合成器主要由以下三个部分构成，即专用锁相集成块、低通滤波器以及可编程分频器。
（三）驻波比报警保护
当中波发射机的天馈系统或是输出网络出现故障时，便会引起驻波比保护动作，这种情况又被称之为驻波比故障。因该故障主要是由天馈系统和输出网络故障而引起相位变化、阻抗失配以及产生发射波导致的，这样一来便会造成功放模拟的射频输入和输出信号间存在相位差，所以，故障期间在封锁功效的同时，可以将输出网络当中的衰减射频振荡信号作为功效的激励，这样便可以使射频的输入与输出相位继续保持一致，有利于提高发射机的工作稳定性和安全性。
（四）射频激励监测电路
该电路最主要的作用是对射频输出脉冲进行检测，以此来确定其是否存在，当脉冲消失时，显示板上便会提示射频激励故障，只有在脉冲存在时，才能够使监测输出端出现正电平，此时显示板才会显示射频正常。
（五）电源供给
中波发射机的射频板可以采用22V电压作为供电电源，其中第一路输入经过熔断器供三端稳压器输出15V电源，并供给锁相环频率合成器和分频器使用，而后经过另一个三断稳压器以后输出9V电源供给信号输出和输入电路使用；另一路则经过熔断器供三端稳压器输出12V电源供给晶体振荡器使用，5V电源经过稳压管稳定以后可以供给射频监测使用。
二、固态数字中波发射机的检修策略
由于固态数字中波发射机的整体结构较为复杂，加之电路集成化程度较高，因而设备常常会出现一些故障，较为常见的有以下几种：
（一）功放模块故障及检修
1.不同位置处同一功放模块重复损坏
①场效应管与绝缘体存在不同程度的损伤。此类问题在经过修复后的模块上较为常见。焊点的碎片或是散热体上的毛刺都可能造成绝缘体的绝缘失效，这样便会引起模块故障。
②开关电路故障。此类故障是造成场效应管损坏的主要原因之一。为此，在对模块进行修复的过程中，应当对开关电路进行认真检查，看其是否存在器件损坏的情况，如果桥式功放只有一边场效应管被击穿，那么必须对开关电路进行检查。
③射频推动信号异常。此类问题主要体现在两个方面上：一方面是推动信号的电平异常；另一方面则是相位异常。通常情况下，这类问题仅存在于模块本身，应当重点对推动变压器进行检查，并对双向二极管进行检查，因为这些器件失效都有可能导致推动信号异常。
④模块板存在未焊实的情况。在对模块进行修复时，应当先检查模块板上是否存在未焊实、连焊等情况，同时应认真观察元器件，看其是否存在变色或是开裂等情况。通过上述检查可以快速找到故障原因。
2.在同一位置处功放模块连续损坏
①射频推动信号异常。一方面是电平幅度不正确；另一方面则是相位不正确。对于全部功放模块而言，推动电平均应当在23V左右，各个模块之间推动信号的相位差则应当在5°以内。这一问题一般只会发生在模块外部的电路上，如射频分配板、射频推动电缆、合成母板插头故障等。
②漏极相位异常。各个模块的射频推动相位差应当在5°以内，场效应管的漏极转换波形的相位差也应当在5°以内。虽然驱动信号正常但其它一些原因也会引起漏极相位超标，常见的原因有模块插接不良、射频输出环形变压器故障、射频功放补偿线圈抽头错误等，当出现以上原因时，模块并不会立即损坏，通常还能够维持短时间的工作，但此时模块的温度要明显高于其它模块。
③模块插座接触不良。此类故障发生时，损坏的模块板插接位置处会出现非常明显的打火拉弧痕迹。因为模块经常性的拔、插很容易造成插座接触弹簧片的张力减退，严重时有可能导致插座变形，这样一来便会是接触电阻增大。为此，应尽可能减少模块的拔、插次数，并在插好模块后对弹簧片进行检校。
（二）欠激励故障原因及检修
引起发射机欠激励故障的原因较多，下面对射频各级可能引起欠激励故障的原因进行分别介绍。
1.激励器故障。激励器的主要作用是产生射频激励信号源。当激励器输出的电平信号过低或是发生中断时，显示板便会给出激励器故障的红灯提示，并且这种情况还有可能引起推动级输出的激励电平过低或是中断，进而会引起欠激励故障保护。对于此类问题应当先对激励器板进行检查看其供电是否正常，然后检查输出线插件，看其接触是否良好，并检查激励版上的各个元器件，看是否有损坏现象。如果只出现激励器故障的红灯提示，但发射机仍可正常运行时，那么可以肯定是激励器检测电路出现故障。
2.缓冲放大器故障。缓冲放大器的主要作用是将激励器发送过来的信号转换成正弦波信号，并将之放大至足够的电平。正常情况下，放大器的峰值电平约为18V，当其发生故障时，放大器输出的激励电平将会中断或是过低，此时显示板会给出缓冲放大器故障的红灯提示，相应地会引起欠激励故障保护。出现此类故障时，应当先对缓冲放大器板的供电电路进行检查，然后检查插座看插接情况是否良好，并对板上元器件进行检查看是否存在损坏情况。若是发射机可正常工作，但显示板却提示缓冲放大器故障，则表明推动器合成母板上的检查电路可能存在问题。
3.隧机位置模块连续损坏。此类故障发生时，应当先对A/D转换板上的拨码开关进行检查，看其位置是否正确，尤其是相位补偿开关的设置，应重点检查核对预置表。
参考文献
[1] 金海燕.董永庆.金胜和.基于中波发射机一射频故障分析[J].中国科技纵横.2011（24）.
[2] 吴洪燕.中波10kW DAM发射机射频激励原理分析[J].西部广播电视.2008（4）.
[3] 夏明臻.王贵金.张隶军.数字中波发射机屡烧功放管的检修[J].广播与电视技术.2009（6）.
[4] 王志娟.汤建华.于前洋.一种基于具有回读功能锁存器的数字电路故障检测方法[J].航空精密制造技术.2008（5）.
[5] 牟国旭.孙久居.M1-1kWPDM Ⅱ型全固态中波发射机故障几例[J].西部广播电视.2007（9）.
[关键词]中波发射机；射频原理；检修
中图分类号：TN838 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）16-0033-01
一、固态数字中波发射机射频部分的原理剖析
固态数字中波发射机的射频部分主要是为发射机提供工作所需的载频信号源，同时还可以为并机工作以及立体声调幅广播提供相应的输入和输出接口，射频部分具体由以下几个部分组成，下面分别进行介绍。
（一）晶体振荡器
晶振信号源采用的是皮尔斯晶体振荡器，该设备具有频率稳定性高的特点，它是电容三点式振荡电路，也被称为c-b型电路。在该电路中，石英晶体可当作等效电感来使用。一般振荡器都是安装在射频板的恒温箱之内。
（二）分频与锁相
由于中波频段的频率间隔被规定为9kHz，为了便于中波频率的设置和更改，射频板也可相应设计为最小频率为9kHz的锁相环频率合成器，这样能够进一步提高工作载频的频率稳定度和精确度，从而使之可以与基准信号源的指标相一致。锁相环频率合成器主要由以下三个部分构成，即专用锁相集成块、低通滤波器以及可编程分频器。
（三）驻波比报警保护
当中波发射机的天馈系统或是输出网络出现故障时，便会引起驻波比保护动作，这种情况又被称之为驻波比故障。因该故障主要是由天馈系统和输出网络故障而引起相位变化、阻抗失配以及产生发射波导致的，这样一来便会造成功放模拟的射频输入和输出信号间存在相位差，所以，故障期间在封锁功效的同时，可以将输出网络当中的衰减射频振荡信号作为功效的激励，这样便可以使射频的输入与输出相位继续保持一致，有利于提高发射机的工作稳定性和安全性。
（四）射频激励监测电路
该电路最主要的作用是对射频输出脉冲进行检测，以此来确定其是否存在，当脉冲消失时，显示板上便会提示射频激励故障，只有在脉冲存在时，才能够使监测输出端出现正电平，此时显示板才会显示射频正常。
（五）电源供给
中波发射机的射频板可以采用22V电压作为供电电源，其中第一路输入经过熔断器供三端稳压器输出15V电源，并供给锁相环频率合成器和分频器使用，而后经过另一个三断稳压器以后输出9V电源供给信号输出和输入电路使用；另一路则经过熔断器供三端稳压器输出12V电源供给晶体振荡器使用，5V电源经过稳压管稳定以后可以供给射频监测使用。
二、固态数字中波发射机的检修策略
由于固态数字中波发射机的整体结构较为复杂，加之电路集成化程度较高，因而设备常常会出现一些故障，较为常见的有以下几种：
（一）功放模块故障及检修
1.不同位置处同一功放模块重复损坏
①场效应管与绝缘体存在不同程度的损伤。此类问题在经过修复后的模块上较为常见。焊点的碎片或是散热体上的毛刺都可能造成绝缘体的绝缘失效，这样便会引起模块故障。
②开关电路故障。此类故障是造成场效应管损坏的主要原因之一。为此，在对模块进行修复的过程中，应当对开关电路进行认真检查，看其是否存在器件损坏的情况，如果桥式功放只有一边场效应管被击穿，那么必须对开关电路进行检查。
③射频推动信号异常。此类问题主要体现在两个方面上：一方面是推动信号的电平异常；另一方面则是相位异常。通常情况下，这类问题仅存在于模块本身，应当重点对推动变压器进行检查，并对双向二极管进行检查，因为这些器件失效都有可能导致推动信号异常。
④模块板存在未焊实的情况。在对模块进行修复时，应当先检查模块板上是否存在未焊实、连焊等情况，同时应认真观察元器件，看其是否存在变色或是开裂等情况。通过上述检查可以快速找到故障原因。
2.在同一位置处功放模块连续损坏
①射频推动信号异常。一方面是电平幅度不正确；另一方面则是相位不正确。对于全部功放模块而言，推动电平均应当在23V左右，各个模块之间推动信号的相位差则应当在5°以内。这一问题一般只会发生在模块外部的电路上，如射频分配板、射频推动电缆、合成母板插头故障等。
②漏极相位异常。各个模块的射频推动相位差应当在5°以内，场效应管的漏极转换波形的相位差也应当在5°以内。虽然驱动信号正常但其它一些原因也会引起漏极相位超标，常见的原因有模块插接不良、射频输出环形变压器故障、射频功放补偿线圈抽头错误等，当出现以上原因时，模块并不会立即损坏，通常还能够维持短时间的工作，但此时模块的温度要明显高于其它模块。
③模块插座接触不良。此类故障发生时，损坏的模块板插接位置处会出现非常明显的打火拉弧痕迹。因为模块经常性的拔、插很容易造成插座接触弹簧片的张力减退，严重时有可能导致插座变形，这样一来便会是接触电阻增大。为此，应尽可能减少模块的拔、插次数，并在插好模块后对弹簧片进行检校。
（二）欠激励故障原因及检修
引起发射机欠激励故障的原因较多，下面对射频各级可能引起欠激励故障的原因进行分别介绍。
1.激励器故障。激励器的主要作用是产生射频激励信号源。当激励器输出的电平信号过低或是发生中断时，显示板便会给出激励器故障的红灯提示，并且这种情况还有可能引起推动级输出的激励电平过低或是中断，进而会引起欠激励故障保护。对于此类问题应当先对激励器板进行检查看其供电是否正常，然后检查输出线插件，看其接触是否良好，并检查激励版上的各个元器件，看是否有损坏现象。如果只出现激励器故障的红灯提示，但发射机仍可正常运行时，那么可以肯定是激励器检测电路出现故障。
2.缓冲放大器故障。缓冲放大器的主要作用是将激励器发送过来的信号转换成正弦波信号，并将之放大至足够的电平。正常情况下，放大器的峰值电平约为18V，当其发生故障时，放大器输出的激励电平将会中断或是过低，此时显示板会给出缓冲放大器故障的红灯提示，相应地会引起欠激励故障保护。出现此类故障时，应当先对缓冲放大器板的供电电路进行检查，然后检查插座看插接情况是否良好，并对板上元器件进行检查看是否存在损坏情况。若是发射机可正常工作，但显示板却提示缓冲放大器故障，则表明推动器合成母板上的检查电路可能存在问题。
3.隧机位置模块连续损坏。此类故障发生时，应当先对A/D转换板上的拨码开关进行检查，看其位置是否正确，尤其是相位补偿开关的设置，应重点检查核对预置表。
参考文献
[1] 金海燕.董永庆.金胜和.基于中波发射机一射频故障分析[J].中国科技纵横.2011（24）.
[2] 吴洪燕.中波10kW DAM发射机射频激励原理分析[J].西部广播电视.2008（4）.
[3] 夏明臻.王贵金.张隶军.数字中波发射机屡烧功放管的检修[J].广播与电视技术.2009（6）.
[4] 王志娟.汤建华.于前洋.一种基于具有回读功能锁存器的数字电路故障检测方法[J].航空精密制造技术.2008（5）.
[5] 牟国旭.孙久居.M1-1kWPDM Ⅱ型全固态中波发射机故障几例[J].西部广播电视.2007（9）.