1kw全固态发射机的末级功放

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  宿迁市广播电视总台从2000年开始,为适应电视广播向数字化过渡,陆续添置了6台全固态电视发射机,完成了设备的固态化改造。
  北京北广数字广播电视股份有限公司生产的TVU316型UHF1kw全固态电视发射机由于采用新型放大器件,使功放模块具有较高增益和良好的线性,工作在宽带,性能指标好,稳定可靠,效率高,以适应数字电视的播出。该发射机的运行成本低,维护量小,噪音低,采用微电脑管理技术,具有广泛的代表性,在中小电视台得以普遍应用。
  
  LBF861推换动放管
  
  该机末极动放中的LDMOS(LateraiiyDiffusedMetalOxideSemiconductor横扩散金属氧化物半导体)技术,原应用于数字移动通讯基地站,九十年代后期被成功地应用于UHF波段的全固态发射机中。BLF861是由PHILIPS公司生产的硅N-沟道增强型LDMOS推挽管,采用陶瓷帽封装,其公共源极直接连到安装管脚,导热性能得到改善,提高了器件的耐高温性,延长了管子的寿命,被广泛应用于UHF波段。外形如图1、图2所示。
  
  实际应用BLF861时,为了得到良好的高频性能而使用较低(28~32V)的工作电压,这样便使它的增益降低,结果其甲乙类放大的线性和抗烧毁性能得到显著改善。它在大电流下的负温效应,其漏电流在高结温下有自均流性能,而不会出现电流集中所致的热点,因而它能够较好的承受负载失配和过激励,可以在高驻波比情况下工作。另外其在高电平区饱和平缓,在功耗限定条件下的可用动态范围较大,适合于数字和合放式发射机使用。在低电平区,其增益随工作电流的变化较缓慢,最佳静态工作点不太临界,偏置电路更加简单,无需复杂的带正温度补偿的有源低阻抗偏置电路,互调指标有所改善,便于实现非线性校正。该管性能参数见附表。
  
  工作原理
  
  TVU316型1kw全固态发射机的工作原理是这样的:由激励器送出的约160mw射频信号,经过一个约26dB高增益的推动级功放,放大至70W,通过一微带线功率分配器分成三路,由三个约13dB低增益的末级功放进行放大,最后由同轴功率合成器合成至1kw输出。
  每个末级功放电路是这样组成的:由推动级来的输入信号经一个3dB耦合器进行功率分配,信号被分成相同的两等分,这两路信号经微带线网络,由各自的BLF861组成的放大电路进行放大,该放大电路工作于AB类,工作电压+32V。放大后的功率信号再经微带线网络到达输出端的3dB藕合器进行功率合成,也就是说两个相同的放大电路组成一个功放模块。两个相同的功放模块再经微带线网络进行功率合成,组成一个末级功放单元。所以每个末级功放由四个BLF861电路所组成,可输出图象同步顶功率400w加伴音功率40w。每个末级功放都由一个SPS900VH开关稳压电源提供+32V电源。每个末级功放单元功分与功合器上还包括定向耦合器,用于取样实现输出功率指示、射频监测、反射的指示等。功放单元内还有监测显示装置,提供工作状态的监测,如输出及反射功率的测量、电源电压及BLF861管电流的测量,指示和报警功能等。
  
  故障与检修
  
  该发射机末级功放的故障主要有:(1)没有功率指示;(2)功率下降。
  检修时首先应分清是电源问题还是末级功放问题,判断的依据是与之相对应的电源的电压(+32V)、电流(输出功率1kw时,12~22A)是否正常,以及功放模块前面板上的状态测试口“23”脚电压是否由低电平变为高电平,依此确定前级是否封锁激励信号。然后进一步检查,可以用原厂提供的监测小盒测量状态测试口1脚(输出功率)、6-7脚、18-19脚(BLF861电流)以及10脚(+32V)11脚(+12V)、23脚(-5V)、14脚(反射功率)等,通过测量、查看所得到的数据与自己保存的原始纪录相比较,即可发现故障所在。末级功放又可以直接查看液晶显示屏页面,通过对键盘上菜单的操作进入功放模块界面,查看各管的电流参数、温度参数以及工作状态来判断故障发生的位置。
  
  该机功放电源的故障主要有;整流桥短路同时三相保险丝暴裂,滤波电容容量变小,电流指示为零(电源输出正常),电源过压、欠压保护等。
  末级功放单元的检修必须格外小心,在关闭和开启电源之前,应确定功放输出口要接上合适的负载。在打开末级功放单元之前,应确定功放是关闭的。
  现在说说检修步聚
  (1)关闭发射机;按面板上“关机”按键、切断发射机总电源Qt,将功放单元的所有进出电缆小心取下,拧开螺丝,从机架中取出功放。
  (2)松开功放单元侧面板的所有螺丝,打开盖子。
  (3)断开激励器至功分器的连线,找一只2w、50Ω负载接在激励器输出端口,防止激励器空载。
  (4)用万用表的欧姆档直接测量被怀疑有故障的LDMOS管的栅极对地电阻,如果明显低于6kΩ,则可能是管子或者电位器坏了。一般情况下,只要管子坏了,与之对应的电源熔断器肯定已经熔断。
  (5)移去两个100Ω的偏置电阻,再次测量管子的栅极对地电阻,如果在移去电阻后测得阻值很高(MΩ级),则管子是好的,在这种情况下,应更换1kΩ电位器。
  (6)若确实是管子坏了,更换新管。此时应着重考虑是否具备相应的工作条件。如防静电工作台、防静电手套等。如具备以上条件,可拧松两颗固定管子的螺丝,用两把电烙铁同时,焊开各电极,取下管子。清除冷却表面并将连接处的焊锡去除,检查管子表面和散热器是否有污染或不平。给新管子均匀地涂上一层薄薄的导热胶,将管子放入位置并来回移动使导热胶散开压平,交替将管子的固定螺丝拧紧,拔掉电烙铁插头,在板子上焊接管子(每次时间最好不超过5秒钟)。
  除了管子损坏以外,我们还遇到过像输入分配3dB耦合器旁一只3.9Ω电阻烧开路造成管子工作电流下降、LM358比较电位设置不当误报“输出故障”、CD4044集成块不良烧100Ω供电电阻导致红色发光二极管点亮等问题。
  需要说明地是,该机是带电测量工作电压很不方便,同时也就不利于对管子工作点的调整。希望厂家能够作一些改进。
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