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摘要:随着数字技术的快速发展,近年来地面无线数字电视得以加速普及。本文对1KW地面无线数字电视发射机在运行中出现的故障进行了技术分析。
关键词:BLF888;显示屏;切换;信号源
1KW地面无线数字电视发射机由激励器、前级放大器、分配器、切换器、功率放大器、功率合成器和定向耦合器及控制显示单元构成。来自前端的TS流由激励器调制变频后输出RF射频信号。控制显示单元通过切换器来选擇主或备激励器,将其中1路选择信号送入前置放大器放大后经分配器作为功率放大器的激励信号,4个功率放大器将RF信号放大后通过合成器将信号输送至定向耦合器和滤波器经天线发射出去。
一、发射机显示输出功率偏低或无输出
1、功率放大器存在故障。功率放大器内包含3个120W功放模块,3分配器和3合成器及控制板。每个120W功放模块采用1只LDMOS超高频射频功率晶体管BLF888和外围器件组成,该晶体管为双晶体管,模块的输入输出采用Doherty电路匹配,直流驱动电压50V,标称阻抗50欧姆,工作于甲乙类,共源推挽式放大。3分配器和3合成器由威尔金森电路设计。常见的故障现象是发射机的输出功率突然下降,输出功率降至约600~700W右,反射功率无明显变化,显示屏显示故障功率放大器明显低于300W,此外单个功放的直流电流也下降,约7~8A(正常在15A左右),查阅发射机控制监测数据面板可以看到一只功放电流明显偏低。通常是功率晶体管的一半损坏,另一半还可以正常工作。但工作一段时间后也会损坏。打开功率放大器的上盖,采用电阻测量法判断损坏的LDMOS晶体管。将3用表拨到电阻档,测量LDMOS晶体管BLF888的栅源对地阻值,栅极正常阻值一般约3kΩ,源级输出阻值无穷大,根据该条件判断管子是否损坏。此外损坏的晶体管周边通常出现阻抗匹配SMD元器件烧糊或脱焊现象,这些器件也需要更换,当发现电路板的基材覆铜面烧毁现象,必须更换掉整个电路板,确保全部功放模块具有一致的幅频特性。通常晶体管BLF888周围的阻抗匹配电感和电容等器件发生变化导致匹配参数变化是晶体管损坏的主要原因。
2、发射机输出通道存在故障导致输出功率下降。从发射机显示屏查看晶体管BLF888工作电流和电压参数都正常,检查功放电源的电流也正常。出现这种现象通常是发射机的输出通道出现故障,检查发射机合成器的吸收负载、天馈线系统、多工器等部分。如果有假负载,将假负载连接发射机输出来判断故障在发射机本身还是多工器或天馈线系统。接入假负载故障现象依然存在,那么故障出在发射机本身,一般是合成器的吸收负载烧毁,合成器电路板损坏。故障原因是功率放大器的相位或阻抗发生变化导致。若接入假负载故障消失,则说明故障出现在多工器天馈线系统,可以触摸多工器的吸收负载,硬馈等,检查有没有出现部件温度升高、发热、发烫情况。
3、前置放大器故障。前置放大器由功放模块BGD814、大功率场效应管LDMOSFET线性放大器MRF6V3090和BLF861A三级放大构成。当任意一级放大器故障都将导致RF信号无输出或输出功率不正常。BGD814功放模块的管脚比较细,比较长,正常情况下和插座连接比较牢固,长时间工作后可能会出现管脚变形,弹性变差,导致接触不良,进而不能输出RF信号。前置放大器的场效应管MRF6V3090直流驱动电压为24V,由电源箱经过一只1A保险送至前置放大器的24V继电器,24V继电器短路导致场效应管无法加载直流驱动电压是前置放大器无输出的常见原因,当24V继电器损坏后一般保险都会开路。24V电缆采用航空插头连接,接触不良也是导致无RF输出的常见原因。由电阻组成的π形衰减电路将功放模块BGD814输出的RF信号衰减,衰减电路位于RF通道功放模块BGD814与第二级放大器场效应管MRF6V3090之间,若输入的RF信号较大,长期工作可能导致衰减电路断路或有电阻脱焊导致RF信号不能通过,这是导致前置放大器无输出的一个原因。由于前置放大器需要的激励信号较小,因此前置放大器中的场效应管MRF6V3090和BLF861A损坏的情况较少。
4、显示屏功率指示偏低,功放电流无明显变化。检查定向耦合器的取样电路,通常取样电路的检波二极管性能下降所致,导致检波电压偏低,不能满足接入的运算放大器的输入电压要求,虽然通过调节电位器可以改变输出电压进而提高输出功率指示,但当检波二极管性能继续下降后,故障将重新出现,因此必须更换故障检波二极管。
二、显示屏不正常,无法操作
1、显示屏花屏。发射机工作一段时间后出现显示屏花屏现象,这种现象一般来自两个原因。一是显示屏接地不良,抗干扰差,可以通过外敷一根接地铜线解决。另一个原因来自显示控制单元,显控单元控制处理器性能下降是导致花屏的常见原因。
2、显示屏白屏,不能操作。这种现象也是显控单元控制处理器出现问题,处理器的业务量很大,长期工作将导致性能下降出现死机现象,通过系统重启可以恢复正常。有时频繁的开关机或外电突然变化和偶发的电磁干扰导致程序“丢失”是导致白屏无法操作的主要原因。
三、主备激励器切换不正常
1、激励器“主备”不能切换。如果从“主激励器”工作切到“备激励器”工作状态,切换失败,说明“备用”系统存在故障,一般是备用前置放大器的控制板电路出现故障,控制板电路的5V电源短路。同理如果从“备激励器”工作切到“主激励器”工作状态,切换失败,说明“主用”系统存在故障,检查主前置放大器的控制板电路。显示控制单元和前置放大器之间的连接电缆接触不良是也是导致“主备”不能正常切换的一个原因。
2、显示屏显示切换正常,但没有RF功率输出。切换盒自身故障也会导致主备切换不正常,切换盒触点在长期反复切换后触点会出现烧焦积碳等现象,导致射频通路中断。同时前置放大器和切换盒之间的RF电缆,射频分配器和切换盒之间的RF电缆的接头处理不好也会导致无RF功率输出,由于电缆内导体较细,和切换器RF插座连接不好,长期工作后发热氧化变弯导致RF信号不能正常通过。
四、信号源不正常
1、接收信号出现马赛克现象。这种故障一般是前端设备出问题,当接收信号画面突然出现马赛克时,检查变转码器,用手触摸前端编解码器的外壳,明显感觉发烫,需要关闭一段时间重新启动后,画面才会正常工作。信号源与激励器之间的信号线接头的接地处理不好是导致马赛克现象的的另一个原因。
2、接收信号时画面偶尔出现付费字样。出现这种现象时需要申请重新对信号源进行授权来解决。
结束语
随着地面无线数字电视的快速普及,发射台技术维护人员需要快速掌握相关维护知识,提高维护方法和手段。本文结合设备的使用情况对使用中出现的问题进行了粗浅的技术总结,希望可以和同行进行交流,为安全播出做出贡献。
关键词:BLF888;显示屏;切换;信号源
1KW地面无线数字电视发射机由激励器、前级放大器、分配器、切换器、功率放大器、功率合成器和定向耦合器及控制显示单元构成。来自前端的TS流由激励器调制变频后输出RF射频信号。控制显示单元通过切换器来选擇主或备激励器,将其中1路选择信号送入前置放大器放大后经分配器作为功率放大器的激励信号,4个功率放大器将RF信号放大后通过合成器将信号输送至定向耦合器和滤波器经天线发射出去。
一、发射机显示输出功率偏低或无输出
1、功率放大器存在故障。功率放大器内包含3个120W功放模块,3分配器和3合成器及控制板。每个120W功放模块采用1只LDMOS超高频射频功率晶体管BLF888和外围器件组成,该晶体管为双晶体管,模块的输入输出采用Doherty电路匹配,直流驱动电压50V,标称阻抗50欧姆,工作于甲乙类,共源推挽式放大。3分配器和3合成器由威尔金森电路设计。常见的故障现象是发射机的输出功率突然下降,输出功率降至约600~700W右,反射功率无明显变化,显示屏显示故障功率放大器明显低于300W,此外单个功放的直流电流也下降,约7~8A(正常在15A左右),查阅发射机控制监测数据面板可以看到一只功放电流明显偏低。通常是功率晶体管的一半损坏,另一半还可以正常工作。但工作一段时间后也会损坏。打开功率放大器的上盖,采用电阻测量法判断损坏的LDMOS晶体管。将3用表拨到电阻档,测量LDMOS晶体管BLF888的栅源对地阻值,栅极正常阻值一般约3kΩ,源级输出阻值无穷大,根据该条件判断管子是否损坏。此外损坏的晶体管周边通常出现阻抗匹配SMD元器件烧糊或脱焊现象,这些器件也需要更换,当发现电路板的基材覆铜面烧毁现象,必须更换掉整个电路板,确保全部功放模块具有一致的幅频特性。通常晶体管BLF888周围的阻抗匹配电感和电容等器件发生变化导致匹配参数变化是晶体管损坏的主要原因。
2、发射机输出通道存在故障导致输出功率下降。从发射机显示屏查看晶体管BLF888工作电流和电压参数都正常,检查功放电源的电流也正常。出现这种现象通常是发射机的输出通道出现故障,检查发射机合成器的吸收负载、天馈线系统、多工器等部分。如果有假负载,将假负载连接发射机输出来判断故障在发射机本身还是多工器或天馈线系统。接入假负载故障现象依然存在,那么故障出在发射机本身,一般是合成器的吸收负载烧毁,合成器电路板损坏。故障原因是功率放大器的相位或阻抗发生变化导致。若接入假负载故障消失,则说明故障出现在多工器天馈线系统,可以触摸多工器的吸收负载,硬馈等,检查有没有出现部件温度升高、发热、发烫情况。
3、前置放大器故障。前置放大器由功放模块BGD814、大功率场效应管LDMOSFET线性放大器MRF6V3090和BLF861A三级放大构成。当任意一级放大器故障都将导致RF信号无输出或输出功率不正常。BGD814功放模块的管脚比较细,比较长,正常情况下和插座连接比较牢固,长时间工作后可能会出现管脚变形,弹性变差,导致接触不良,进而不能输出RF信号。前置放大器的场效应管MRF6V3090直流驱动电压为24V,由电源箱经过一只1A保险送至前置放大器的24V继电器,24V继电器短路导致场效应管无法加载直流驱动电压是前置放大器无输出的常见原因,当24V继电器损坏后一般保险都会开路。24V电缆采用航空插头连接,接触不良也是导致无RF输出的常见原因。由电阻组成的π形衰减电路将功放模块BGD814输出的RF信号衰减,衰减电路位于RF通道功放模块BGD814与第二级放大器场效应管MRF6V3090之间,若输入的RF信号较大,长期工作可能导致衰减电路断路或有电阻脱焊导致RF信号不能通过,这是导致前置放大器无输出的一个原因。由于前置放大器需要的激励信号较小,因此前置放大器中的场效应管MRF6V3090和BLF861A损坏的情况较少。
4、显示屏功率指示偏低,功放电流无明显变化。检查定向耦合器的取样电路,通常取样电路的检波二极管性能下降所致,导致检波电压偏低,不能满足接入的运算放大器的输入电压要求,虽然通过调节电位器可以改变输出电压进而提高输出功率指示,但当检波二极管性能继续下降后,故障将重新出现,因此必须更换故障检波二极管。
二、显示屏不正常,无法操作
1、显示屏花屏。发射机工作一段时间后出现显示屏花屏现象,这种现象一般来自两个原因。一是显示屏接地不良,抗干扰差,可以通过外敷一根接地铜线解决。另一个原因来自显示控制单元,显控单元控制处理器性能下降是导致花屏的常见原因。
2、显示屏白屏,不能操作。这种现象也是显控单元控制处理器出现问题,处理器的业务量很大,长期工作将导致性能下降出现死机现象,通过系统重启可以恢复正常。有时频繁的开关机或外电突然变化和偶发的电磁干扰导致程序“丢失”是导致白屏无法操作的主要原因。
三、主备激励器切换不正常
1、激励器“主备”不能切换。如果从“主激励器”工作切到“备激励器”工作状态,切换失败,说明“备用”系统存在故障,一般是备用前置放大器的控制板电路出现故障,控制板电路的5V电源短路。同理如果从“备激励器”工作切到“主激励器”工作状态,切换失败,说明“主用”系统存在故障,检查主前置放大器的控制板电路。显示控制单元和前置放大器之间的连接电缆接触不良是也是导致“主备”不能正常切换的一个原因。
2、显示屏显示切换正常,但没有RF功率输出。切换盒自身故障也会导致主备切换不正常,切换盒触点在长期反复切换后触点会出现烧焦积碳等现象,导致射频通路中断。同时前置放大器和切换盒之间的RF电缆,射频分配器和切换盒之间的RF电缆的接头处理不好也会导致无RF功率输出,由于电缆内导体较细,和切换器RF插座连接不好,长期工作后发热氧化变弯导致RF信号不能正常通过。
四、信号源不正常
1、接收信号出现马赛克现象。这种故障一般是前端设备出问题,当接收信号画面突然出现马赛克时,检查变转码器,用手触摸前端编解码器的外壳,明显感觉发烫,需要关闭一段时间重新启动后,画面才会正常工作。信号源与激励器之间的信号线接头的接地处理不好是导致马赛克现象的的另一个原因。
2、接收信号时画面偶尔出现付费字样。出现这种现象时需要申请重新对信号源进行授权来解决。
结束语
随着地面无线数字电视的快速普及,发射台技术维护人员需要快速掌握相关维护知识,提高维护方法和手段。本文结合设备的使用情况对使用中出现的问题进行了粗浅的技术总结,希望可以和同行进行交流,为安全播出做出贡献。