進口電視發射機控制單元技術改造

楊青坡，袁 博，袁 軍

（河南省廣播電視發射臺，河南 鄭州 450003）

1 電視發射機系統簡介

河南省廣播電視發射臺電視發射機房擔負著5個頻道的播出任務，每個頻道都有主機和備機，其中9頻道主播設備是一部意大利泰克諾公司生產的10 kW雙通道電視發射機，它由雙激勵器、8個圖像功率放大盤、2個伴音功率放大盤、中央控制單元等組成。系統方框圖如圖1所示。

圖1 發射機系統方框圖

激勵器將圖像和伴音信號分別調制到發射機的載頻上，9頻道的圖像載頻是192.25 MHz，伴音載頻是198.75 MHz，然后圖像和伴音信號分別通過圖像和伴音功率放大模塊進行放大，最后經帶通濾波器在雙工器合成，輸出至饋管上天線發射。中央控制單元功能是負責整部發射機的開關機控制、參數監測、預告警、工作指標的顯示[1-2]。

2 發射機故障概述

該發射機工作時突然出現自動閃斷，射頻信號無功率輸出，瞬間機器又恢復正常的現象，該機為9頻道河南5套主播設備，它的不穩定運行對電視節目的安全播出造成了直接影響。立即組織人員檢查控制系統，從中央控制單元監測面板的菜單顯示屏上只發現曾出現過interlock open（連鎖斷開）的情況，即連鎖回路斷開，但查遍該回路接點，未發現異常。

3 故障檢修與排除

這種狀況持續大概有一個月，這部進口全固態發射機再次出現這種現象后沒有自動恢復，工作人員立即倒換至電子管發射機播出，同時，對全固態機器進行測試和觀察。檢查機器中央控制單元的電腦監測部分，查看歷史記錄，進入機器alarm（報警）這一項，發現記錄是Rack 1 interlock open（模塊1連鎖斷開），RF out low（射頻輸出低），這說明由于控制回路連鎖點斷開，發射機無法正常工作，造成發射機無功率輸出。懷疑是中央控制單元部分傳送連鎖信號的插頭松動造成，把傳送連鎖信號的插頭J4拔掉，用酒精清洗插座和插頭，重新插上，開機用假負載測試機器一段時間后，恢復正常。

過了一段時間，9頻道全固態發射機又突然出現無功率輸出，立即倒換至電子管發射機播出的同時，重新插拔J4，機器仍舊不能開機，這次問題比較嚴重，檢查機器中央控制單元的電腦監測部分，查看歷史記錄，按F3進入機器工作狀態這一項，發現interlocks（連鎖）這一項顯示是open，正常工作狀態應該是closed，這說明電視發射機的連鎖回路某處是斷開的，進入alarm這一項，發現記錄是“Rack 1 interlock open，RF out low”，這說明由于機器連鎖回路斷開，發射機無法正常工作，造成發射機無功率輸出。

究竟是什么原因造成發射機連鎖點斷開呢？分析中央控制單元后面板的接口板部分，接口分布如圖2所示。

圖2 中央控制單元后面板的接口分布

J1接口是負責傳送激勵器信號，J4接口是負責傳送連鎖是否閉合，J11接口是多用表頭功率監測部分，J3是使能端接口，J10是發射機的遠程監控接口，可由遠程計算機遙控設備的開關機和參數監測。

根據各接口的功能，主要分析了J3和J4接口：首先懷疑是由于與中央控制單元傳送連鎖點信號J4這一插頭松動造成的，拔掉J4插頭重新插上，開機檢查電腦監測顯示面板interlocks這一項仍然是open，說明不是由于插頭松動造成的。造成機器連鎖點斷開有兩種情況，一種是發射機的外部某處連鎖點斷開，一種是發射機自身某處連鎖點斷開。把發射機與假負載連接的連鎖點短接，讓發射機自身形成連鎖閉合，加電試機后，發現interlocks這一項顯示open，發射機仍然無法開機，沒有功率輸出，排除了發射機外部連鎖點斷開的假設，說明發射機自身某處連鎖回路是斷開的，查閱該發射機中央控制單元這一模塊的原版英文電路圖，找到與J4接口連鎖點信號相關的這一部分電路，如圖3所示。

本發射機主要使用了interlock1的控制回路，當外部的假負載或同軸開關的連鎖點閉合后，J4接口的1腳接地，則形成了+12 V的閉合回路，SFH610光耦器件導通，使+24 V回路閉合，J13的10C腳變為低電平，中央控制系統確認連鎖回路閉合，送出使能信號，設備可正常開機。

用萬用表測量電路圖中J4的1端與J13的10C端對地的電壓，無論開機與否，+12 V和+24 V電壓始終存在，這說明這部分線路中有斷路，即使外部連鎖正常，但該電路沒有工作，中央控制處理器仍然未能接收到正確的低電平信號。取下中央控制單元的集成板線路，仔細觀察線路板的這一部分線路，發現其中有幾處連接線銹蝕得特別厲害，懷疑線路可能會有斷點。用萬用表對電路板上的連線逐一測量，確實找到了2處斷點，由于線路板連接銅線特別細，而且斷點處銹蝕比較嚴重，用電烙鐵不容易焊接，就找來細銅線分別焊接在2個斷點處，用萬用表測量電路正常，上機測試，接口J13的10C端電壓在連鎖斷開時為+24 V，在外部連鎖正常閉合時為0 V。說明先前的電路分析正確，故障得以排除。設備幾個月以來運行穩定。

4 應急短路子的創新與實施方法

這種集成線路板由于長時間堆積灰塵多，再加上環境潮濕就容易把線路銹蝕斷。這次雖然暫時排除了故障，但由于設備工作外部環境所限，這種線路板銹蝕斷現象在以后機器運行中出現的可能性非常大，如果再出現由于連鎖點斷開而其他如風冷、同軸開關、電流、溫度、電源等都正常情況下，造成發射機使能信號不能送出，無法開機正常工作[3-5]。根據前面的分析，可以直接將J13接口的10C管腳接地，向中央控制電路送低電平，則能應急開機。由這個思路可以想到，整部發射機的激勵、功放等有源部件均為備份冗余設計，即使部分出現問題，不會導致停機，唯獨中央控制單元是單一的，一旦出現故障，就會造成整機無法開啟，嚴重威脅安全播出。所以若單純因中央控制單元的線路或器件故障而導致發射機不能工作，則需采取非常手段，將整個中央控制單元甩開，直接強制開機，在修復中央控制單元的同時仍能保持發射機的正常工作。仔細分析電腦監測板接口部分的原版英文電路圖，發現發射機能否開機正常工作，主要由J3和J4接口決定，J4主要是連鎖信號，J3主要是開機指令和使能信號，相關部分的邏輯簡圖如圖4所示。

圖4 J3和J4接口相關部分的邏輯簡圖

經分析原版電路圖，J3接口的主要功能是由管腳1和2決定的，管腳1負責開機，管腳2主要接收來自繼電器組和中央控制處理板傳送來的連鎖、風冷等信號，當這些信號都處于正常工作狀態，開機鍵也按下，也就是說腳1和2均為低電平時，機器才能正常開機工作，用萬用表測量此時管腳1對地電壓為+0.7 V，管腳2電壓為0 V，如果管腳1對地電壓不為0 V，或者這時管腳2電壓不為0 V，J3使能端是不能作用的，機器不能開機。怎樣才能做到應急開機呢？從電路圖中分析，只要管腳1對地電壓為+0.7 V，讓管腳2直接接地，就能做到這一點。于是在與計算機監測部分J3接口處相連的排線端直接做了個短路子，在保持原有電路不變的情況下，管腳1與1個二極管串聯后接地，讓管腳2直接接地，管腳9為接地端。短路子如圖5所示。

圖5 短路子示意圖

經測試，在關機狀態下，拔掉與J3接口相連的原有插頭，把短路子插在原插頭處，機器立即開啟，用萬用表測量，管腳1電壓為+0.7 V，管腳2電壓為0 V，設備正常工作，進一步測試表明，即使將整個中央控制單元甩開，并將其斷電，只要將短路子插在J3相應的外部連線插頭上，就能實現應急開機。說明這種做法是成功的，即使再出現這種由于中央控制單元部分線路銹蝕斷或內部器件故障，使控制系統無法工作，造成發射機不能正常開機，而在整機的風冷、天饋系統、電流、溫度、電源等都正常情況下，也能采用這種應急手段，實現強制開機，排除了中央控制單元故障，保證了電視節目的安全正常播出。

5 小結

據了解，這種設計思路的進口全固態電視發射機控制系統目前在國內外使用較多，所以這種簡便易行的應急開機裝置的自行設計和加裝具有很好的實用性和普遍性。需要注意的是，應急開機前要先關斷激勵器開關，待整機運行穩定后再開激勵器，以保證原有開機邏輯順序。

這種應急手段是在控制系統出現不可替代的故障、整機無法開啟的情況下采用的，一旦使用這種開機方法，原有的使能端保護功能將失效，有可能因突發的風冷、過溫、過載等故障對發射機造成損害，不宜長時間在此狀態運行。雖然單盤模塊本身有自我保護功能，但仍應盡快修復故障的控制單元，恢復正常播出。

[1]倪世蘭，錢岳林.電視與調頻發送技術[M].北京：中國廣播電視出版社，2005.

[2]曾興雯，劉乃安，陳健.高頻電路原理與分析[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.

[3]李延廷.電子測量技術[M].北京：機械工業出版社，2009.

[4]李根強，匡泓，文志成.射頻和無線技術[M].北京：電子工業出版社，2009.

[5]呂衛，索召和.數字電視發射機技術及應用[J].電視技術，2008，32（8）：13-15.