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【摘要】笔者结合安装和调试DX型发射机及多年维护本台DX-400中波发射机积累的工作经验,将DX型中波发射机备份板卡检测及调试方法进行总结阐述。
【关键词】DX型中波发射机;测量仪器;电位器;无感改锥;调试
1.前言
DX型中波发射机系美国哈里斯公司生产,根据冷却方式分为水冷式和风冷式两种,对大功率DX型发射机来讲,最小单元为PB200(DX-200),即额定功率200kW。通过相应的并机网络组成DX-400、DX-600、DX-1000、DX-1200等全固态数字调幅中波发射机,具有体积小、指标高、效率高等优点,全机板卡种类繁多,工作线路较为复杂,由成千上万只电子元器件组成。电子元器件长期使用,会逐渐老化、变质,并且还要受到外界环境影响(电压过高,温度等),降低工作寿命,通常一只元件损坏,都有可能造成整部发射机故障停机。对于发射机故障的处理方法有三种,第一种是倒备机;第二种是更换故障板卡;第三种查出故障器件更换。对于第一种方法适用于有备机的台站;第三种方法是没有备板,只有少量元器件的台站,虽然节约成本,但造成停播最长。第二种是大多数台站采取的办法,采购各种类型板卡,板卡经过技术人员调试后,才能作为备件使用,否则,遇到故障后将未调试的板卡上机,会使故障时间延长,甚至造成故障扩大化。备份板卡检测与调试是发射机维护的一项重要工作,下面从几个方面详细阐述备份板卡检测与调试方法。
2.DX型中波发射机板卡调试常用仪器工具及调整元件
2.1 DX型中波发射机板卡常用调试仪器工具
DX型中波发射机板卡常用调试仪器工具有万用表、示波器、信号发生器、FMAB调制分析仪、数字频率计、直流稳压电源、LCR测试仪、集成电路测试仪、无感改锥、静电手镯、IC起拔器、电烙铁、吸锡枪等。
万用表是电子测量和维修方面中最常用工具,分为指针式和数字式,用来测量电阻、电压、电流等参数,具有结构简单、可靠、使用方便、读数直观等特点。示波器是测量电信号随时间变化波形的一种最常用仪器,测量电信号的电压、电流、周期、频率、相位、调幅度等参数,分为模拟示波器和数字示波器。信号发生器是一种能够产生一定波形、频率和幅度的振荡器,为调试发射机提供信号源。FMAB调制分析仪用来测试发射机杂音电平、失真度、频率响应三大电声指标。数字频率计是对周期性变化信号频率测量的仪器,用于测量发射机载波频率。直流稳压电源是提供稳定直流电源的电子装置,用于给板卡外加合适直流电源。LCR测试仪用来测试电感、电容、电阻,具有功能直接、操作简便等特点。集成电路测试仪是对集成电路进行测试的专用仪器设备,判断集成电路好坏。无感改锥用于消除人体对高频感应的影响,用来调节电位器和可变云母电容器等。静电手环用以泄放人体的静电。IC起拔器用于拔板卡的IC集成电路、芯片等。电烙铁是板卡维修必要工具,用来焊接元器件。吸锡枪是用来拆板卡上损坏的元器件,将焊点加热,焊锡溶化后,吸锡枪瞬间产生负压,将焊锡吸到吸锡腔里面。
2.2 DX型中波发射机板卡常用调整元件
DX型中波发射机板卡常用调整元件有电位器、可变云母电容器、拨码开关、16位BCD拨码开关、拨动开关、插拔跳线等。
电位器是由电阻体和可移动的电刷组成,具有三个引出端,当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。板卡中的电位器有两种形式:在故障检测电路中主要用来调整比较器故障门限电平;在运算放大电路中主要用来调整增益。可变云母电容器是容量在一定范围内调节的电容器,利用螺钉调节两组极片的距离以改变电容量,在板卡调试中用于高频谐振电路。拨码开关(也DIP开关)是用来操作控制的地址开关,采用通断(1/0)的二进制编码原理。16位BCD拨码开关是数字式BCD旋转开关,采用一只具有16个开关位置的旋转开关。钮子开关是一种手动控制开关,用于控制电路的通断控制。插拔跳线基本上都是三针跳线,有三种设置:1和2之间短接、2和3之间短接和全部开路,用来改变电路工作方式。
3.DX型中波发射机板卡检测方法
3.1 板卡调试准备工作
(1)准备DX型发射机图纸、维护手册、有关元器件参数手册等。
(2)制定板卡检测与调试计划,确保有充足的时间。
(3)制作需要调试板卡的调整元件及测试点表格。
(4)准备板卡所需调整仪器和工具,确保测试性能良好。
(5)制定周详的安全措施,确保人身安全、设备安全、播出安全。
3.2 原板有关电压和波形测试
加低压电和不同功率等级开机状态下,分别测试机上板卡主要测试点或重要参考点的电压和波形,认真记录在调整元件及测试点表格中,作为备板调试前的参考数据,是非常重要的一个环节,对发射机维护和故障处理很有作用。操作人员3人:一人操作和守护发射机,一人测试,一人记录。
3.3 备份板卡检查
(1)外观检查
检查板卡是否有明显裂痕、损坏等现象;保险是否良好;电解电容、二极管、三极管、场效应管、集成块、芯片等安装方向是否正确;元件引脚是否歪斜短接;焊接情况是否存在漏焊、虚焊、桥接情况。(注:备份冷却控制板检查时,就发现一只玻管保险丝F1断。)
(2)对照原板检查
对照原板,检查电阻、电容、二极管、三极管、场效应管、集成块、芯片标识是否与原板一致,元件是否有错装、漏装;多人复查,避免出现纰漏。(注:备份合成器模拟I/O板对照原板检查时,就发现有两只电阻排漏装。)随着科学技术迅猛发展,越来越多的新技术应用到发射机中,用户购买的新板卡,就与原板有些差异,这就需要技术人员开动脑筋,找出新板和原板不同的地方,认真分析新板电路作用,最终完成新板调试。我们曾经遇到新音频控制板比原板多3只电位器,因为没有新板卡图纸,根据新板卡实际线路,结合原板图纸,绘制新板卡电路,分析出3只电位器作用,调试新板卡,使其达到原板同样性能。 4.DX型中波发射机板卡调试方法
所有备份板卡都上机验证好坏,会受到播出时间的限制,存在损坏发射机的风险,频繁拆卸电路板,易造成插接件接线断裂和接触不良引发故障,且耗费大量电能。并非所有板卡都需要调试,有些板卡电路非常简单,没有调整电路,通过直观检查和仪表测量检验好坏。还有一些有调整电路的板卡不用上机,根据板卡工作原理,利用直流稳压电源、仪器、线缆、其它板卡等材料,增加相应控制电路,搭建板卡测试平台,模拟板卡工作环境进行调整。我台成功设计组装了整流机柜试验与教学平台,可以测试点火板、电源控制板、电源显示板、放电板等备件,技术人员还可以在平台上进行故障模拟演练,加深对整流机柜工作原理的理解和提高处理突发事故的应对能力。但还有一些板卡在机下不能调试,需要上机进行统一调试,才能作为备件使用。
4.1 机下调试
断发射机供电,将原板跳线和开关位置记录好,拆下原板上所有电缆,注意记录其相应位置、连接电缆号,然后拆下固定螺丝,放在专门的盒内,把原板从发射机上取下来。将备份板卡按照原板跳线、开关位置进行设置。对照板卡图纸,用万用表分别测量原板上各电位器在电路中实际阻值,并作详细记录,按照记录值,用万用表和无感改锥对备份板卡上的所有电位器进行调整,使其与原板一致。经多人复查,确保准确无误。以电源控制板过流设置R105电阻为例说明,图1所示电源控制板过流门限电阻设置图。
见图1,使用指针式万用表电阻挡位,欧姆挡校零后,将红表笔置于TP2,即过流设置门限电位器R105动滑片端,黑表笔置于R105下端,先测出原板上R105阻值,然后再测备份板卡上R105阻值,用无感改锥调整R105,使其与原板阻值一致。
4.2 机上调试
(1)备份板卡安装
备份板卡安装在机上,固定好螺丝,按照电缆接头的线号和注释准确插在板卡上,确保牢靠。
(2)加电调整
加电后,不要急于调试,先观察板卡元器件有无异常,如冒烟、打火、杂音、异常气味、温度过高等现象,如有异常现象,立即断电,排除故障后再加电。无异常后,对备份板卡上有关测试点的电压或波形进行测量,并与原板进行对照,如果有细微差异,进行调整,使其电压或波形与原板一致。以电源控制板过流门限电位调整为例说明,图2所示电源控制板过流门限电位调整图。
图2中,用数字式万用表直流电压挡位,将红表笔置于TP2,黑表笔置于地端,测量备份板卡TP2电压值,查看原板记录TP2电压值,如果有差别,用无感改锥调整R105,使TP2电压值与原板一致。
(3)加信号调整
以模拟输入板音频增益电位器调整为例说明:模拟输入板是音频加直流的控制电路,音频控制发射机调幅度,调整音频增益电位器非常重要。图3所示模拟输入板仪用放大器调整原理图。
图3中,三只运放构成仪用放大器,实现平衡/不平衡转换,JP7、JP8是输入耦合选择跳线,R54是音频增益调整电位器,阻值越大,增益越小,TP12是放大器输出的音频测试点。信号发生器接入模拟输入板,送出与原板相同幅度单音1kHz正弦波信号,用数字万用表或示波器测量TP12电压,调整R54,使其电压值与原板一致。
(4)开机试验
通过开启发射机试验,可以在低功率、中功率、高功率等级上,借助仪器逐步逐项测试,按照原板记录进行对照,再进行调整,使其工作正常。
(5)指标测试
对于一些影响指标的板卡,调试正常之后,还需要测试发射机指标,调整相应电位器,使指标达到原板最佳数据。
(6)备板异态
对于备板在调试过程中出现的问题,要及时查明原因,排除故障,再进行调试,直到满足要求。如果问题较大,可以联系板卡经销商,进行更换。
5.结束语
备份板卡上机调试完毕,可在机上使用,进一步检验性能是否优良,原板可充当备件,妥善保管,要定期上机试验,确保板卡安全可靠。板卡检测与调试是一种技术性很强的工作,技术人员要具有勤奋好学,刻苦钻研的精神,养成多观察、多动手、多分析、多记录、多总结的良好习惯,不断积累经验提高技能水平,希望本篇文章能给同行带来一定帮助。
参考文献
[1]广播电视设备维护图册(一).DX系列发射机[Z].北京:国家广播电影电视总局无线电台管理局,2000.
[2]陈梓城主编.电子设备维修技术[J].北京:机械工业出版社,2000,10.
[3]刘博.DX型发射机整流机柜试验和教学平台制作与应用[J].广播电视信息,2011,1.
作者简介:刘博(1971—),男,吉林桦甸人,高级工程师,现供职于国家新闻出版广电总局953台,研究方向:DX型中波广播发射机维护管理。
【关键词】DX型中波发射机;测量仪器;电位器;无感改锥;调试
1.前言
DX型中波发射机系美国哈里斯公司生产,根据冷却方式分为水冷式和风冷式两种,对大功率DX型发射机来讲,最小单元为PB200(DX-200),即额定功率200kW。通过相应的并机网络组成DX-400、DX-600、DX-1000、DX-1200等全固态数字调幅中波发射机,具有体积小、指标高、效率高等优点,全机板卡种类繁多,工作线路较为复杂,由成千上万只电子元器件组成。电子元器件长期使用,会逐渐老化、变质,并且还要受到外界环境影响(电压过高,温度等),降低工作寿命,通常一只元件损坏,都有可能造成整部发射机故障停机。对于发射机故障的处理方法有三种,第一种是倒备机;第二种是更换故障板卡;第三种查出故障器件更换。对于第一种方法适用于有备机的台站;第三种方法是没有备板,只有少量元器件的台站,虽然节约成本,但造成停播最长。第二种是大多数台站采取的办法,采购各种类型板卡,板卡经过技术人员调试后,才能作为备件使用,否则,遇到故障后将未调试的板卡上机,会使故障时间延长,甚至造成故障扩大化。备份板卡检测与调试是发射机维护的一项重要工作,下面从几个方面详细阐述备份板卡检测与调试方法。
2.DX型中波发射机板卡调试常用仪器工具及调整元件
2.1 DX型中波发射机板卡常用调试仪器工具
DX型中波发射机板卡常用调试仪器工具有万用表、示波器、信号发生器、FMAB调制分析仪、数字频率计、直流稳压电源、LCR测试仪、集成电路测试仪、无感改锥、静电手镯、IC起拔器、电烙铁、吸锡枪等。
万用表是电子测量和维修方面中最常用工具,分为指针式和数字式,用来测量电阻、电压、电流等参数,具有结构简单、可靠、使用方便、读数直观等特点。示波器是测量电信号随时间变化波形的一种最常用仪器,测量电信号的电压、电流、周期、频率、相位、调幅度等参数,分为模拟示波器和数字示波器。信号发生器是一种能够产生一定波形、频率和幅度的振荡器,为调试发射机提供信号源。FMAB调制分析仪用来测试发射机杂音电平、失真度、频率响应三大电声指标。数字频率计是对周期性变化信号频率测量的仪器,用于测量发射机载波频率。直流稳压电源是提供稳定直流电源的电子装置,用于给板卡外加合适直流电源。LCR测试仪用来测试电感、电容、电阻,具有功能直接、操作简便等特点。集成电路测试仪是对集成电路进行测试的专用仪器设备,判断集成电路好坏。无感改锥用于消除人体对高频感应的影响,用来调节电位器和可变云母电容器等。静电手环用以泄放人体的静电。IC起拔器用于拔板卡的IC集成电路、芯片等。电烙铁是板卡维修必要工具,用来焊接元器件。吸锡枪是用来拆板卡上损坏的元器件,将焊点加热,焊锡溶化后,吸锡枪瞬间产生负压,将焊锡吸到吸锡腔里面。
2.2 DX型中波发射机板卡常用调整元件
DX型中波发射机板卡常用调整元件有电位器、可变云母电容器、拨码开关、16位BCD拨码开关、拨动开关、插拔跳线等。
电位器是由电阻体和可移动的电刷组成,具有三个引出端,当电刷沿电阻体移动时,在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。板卡中的电位器有两种形式:在故障检测电路中主要用来调整比较器故障门限电平;在运算放大电路中主要用来调整增益。可变云母电容器是容量在一定范围内调节的电容器,利用螺钉调节两组极片的距离以改变电容量,在板卡调试中用于高频谐振电路。拨码开关(也DIP开关)是用来操作控制的地址开关,采用通断(1/0)的二进制编码原理。16位BCD拨码开关是数字式BCD旋转开关,采用一只具有16个开关位置的旋转开关。钮子开关是一种手动控制开关,用于控制电路的通断控制。插拔跳线基本上都是三针跳线,有三种设置:1和2之间短接、2和3之间短接和全部开路,用来改变电路工作方式。
3.DX型中波发射机板卡检测方法
3.1 板卡调试准备工作
(1)准备DX型发射机图纸、维护手册、有关元器件参数手册等。
(2)制定板卡检测与调试计划,确保有充足的时间。
(3)制作需要调试板卡的调整元件及测试点表格。
(4)准备板卡所需调整仪器和工具,确保测试性能良好。
(5)制定周详的安全措施,确保人身安全、设备安全、播出安全。
3.2 原板有关电压和波形测试
加低压电和不同功率等级开机状态下,分别测试机上板卡主要测试点或重要参考点的电压和波形,认真记录在调整元件及测试点表格中,作为备板调试前的参考数据,是非常重要的一个环节,对发射机维护和故障处理很有作用。操作人员3人:一人操作和守护发射机,一人测试,一人记录。
3.3 备份板卡检查
(1)外观检查
检查板卡是否有明显裂痕、损坏等现象;保险是否良好;电解电容、二极管、三极管、场效应管、集成块、芯片等安装方向是否正确;元件引脚是否歪斜短接;焊接情况是否存在漏焊、虚焊、桥接情况。(注:备份冷却控制板检查时,就发现一只玻管保险丝F1断。)
(2)对照原板检查
对照原板,检查电阻、电容、二极管、三极管、场效应管、集成块、芯片标识是否与原板一致,元件是否有错装、漏装;多人复查,避免出现纰漏。(注:备份合成器模拟I/O板对照原板检查时,就发现有两只电阻排漏装。)随着科学技术迅猛发展,越来越多的新技术应用到发射机中,用户购买的新板卡,就与原板有些差异,这就需要技术人员开动脑筋,找出新板和原板不同的地方,认真分析新板电路作用,最终完成新板调试。我们曾经遇到新音频控制板比原板多3只电位器,因为没有新板卡图纸,根据新板卡实际线路,结合原板图纸,绘制新板卡电路,分析出3只电位器作用,调试新板卡,使其达到原板同样性能。 4.DX型中波发射机板卡调试方法
所有备份板卡都上机验证好坏,会受到播出时间的限制,存在损坏发射机的风险,频繁拆卸电路板,易造成插接件接线断裂和接触不良引发故障,且耗费大量电能。并非所有板卡都需要调试,有些板卡电路非常简单,没有调整电路,通过直观检查和仪表测量检验好坏。还有一些有调整电路的板卡不用上机,根据板卡工作原理,利用直流稳压电源、仪器、线缆、其它板卡等材料,增加相应控制电路,搭建板卡测试平台,模拟板卡工作环境进行调整。我台成功设计组装了整流机柜试验与教学平台,可以测试点火板、电源控制板、电源显示板、放电板等备件,技术人员还可以在平台上进行故障模拟演练,加深对整流机柜工作原理的理解和提高处理突发事故的应对能力。但还有一些板卡在机下不能调试,需要上机进行统一调试,才能作为备件使用。
4.1 机下调试
断发射机供电,将原板跳线和开关位置记录好,拆下原板上所有电缆,注意记录其相应位置、连接电缆号,然后拆下固定螺丝,放在专门的盒内,把原板从发射机上取下来。将备份板卡按照原板跳线、开关位置进行设置。对照板卡图纸,用万用表分别测量原板上各电位器在电路中实际阻值,并作详细记录,按照记录值,用万用表和无感改锥对备份板卡上的所有电位器进行调整,使其与原板一致。经多人复查,确保准确无误。以电源控制板过流设置R105电阻为例说明,图1所示电源控制板过流门限电阻设置图。
见图1,使用指针式万用表电阻挡位,欧姆挡校零后,将红表笔置于TP2,即过流设置门限电位器R105动滑片端,黑表笔置于R105下端,先测出原板上R105阻值,然后再测备份板卡上R105阻值,用无感改锥调整R105,使其与原板阻值一致。
4.2 机上调试
(1)备份板卡安装
备份板卡安装在机上,固定好螺丝,按照电缆接头的线号和注释准确插在板卡上,确保牢靠。
(2)加电调整
加电后,不要急于调试,先观察板卡元器件有无异常,如冒烟、打火、杂音、异常气味、温度过高等现象,如有异常现象,立即断电,排除故障后再加电。无异常后,对备份板卡上有关测试点的电压或波形进行测量,并与原板进行对照,如果有细微差异,进行调整,使其电压或波形与原板一致。以电源控制板过流门限电位调整为例说明,图2所示电源控制板过流门限电位调整图。
图2中,用数字式万用表直流电压挡位,将红表笔置于TP2,黑表笔置于地端,测量备份板卡TP2电压值,查看原板记录TP2电压值,如果有差别,用无感改锥调整R105,使TP2电压值与原板一致。
(3)加信号调整
以模拟输入板音频增益电位器调整为例说明:模拟输入板是音频加直流的控制电路,音频控制发射机调幅度,调整音频增益电位器非常重要。图3所示模拟输入板仪用放大器调整原理图。
图3中,三只运放构成仪用放大器,实现平衡/不平衡转换,JP7、JP8是输入耦合选择跳线,R54是音频增益调整电位器,阻值越大,增益越小,TP12是放大器输出的音频测试点。信号发生器接入模拟输入板,送出与原板相同幅度单音1kHz正弦波信号,用数字万用表或示波器测量TP12电压,调整R54,使其电压值与原板一致。
(4)开机试验
通过开启发射机试验,可以在低功率、中功率、高功率等级上,借助仪器逐步逐项测试,按照原板记录进行对照,再进行调整,使其工作正常。
(5)指标测试
对于一些影响指标的板卡,调试正常之后,还需要测试发射机指标,调整相应电位器,使指标达到原板最佳数据。
(6)备板异态
对于备板在调试过程中出现的问题,要及时查明原因,排除故障,再进行调试,直到满足要求。如果问题较大,可以联系板卡经销商,进行更换。
5.结束语
备份板卡上机调试完毕,可在机上使用,进一步检验性能是否优良,原板可充当备件,妥善保管,要定期上机试验,确保板卡安全可靠。板卡检测与调试是一种技术性很强的工作,技术人员要具有勤奋好学,刻苦钻研的精神,养成多观察、多动手、多分析、多记录、多总结的良好习惯,不断积累经验提高技能水平,希望本篇文章能给同行带来一定帮助。
参考文献
[1]广播电视设备维护图册(一).DX系列发射机[Z].北京:国家广播电影电视总局无线电台管理局,2000.
[2]陈梓城主编.电子设备维修技术[J].北京:机械工业出版社,2000,10.
[3]刘博.DX型发射机整流机柜试验和教学平台制作与应用[J].广播电视信息,2011,1.
作者简介:刘博(1971—),男,吉林桦甸人,高级工程师,现供职于国家新闻出版广电总局953台,研究方向:DX型中波广播发射机维护管理。