全固態電視發射機故障分析處理與日常維護

山西省廣播電視局老軍營發射中心 齊愛梅

1.UHF10KW全固態電視發射機組成及特點

全固態合放式電視發射機主要由激勵器、功率放大器、無源部件（包括分配器、合成器、帶通濾波器、定向耦合器等）、主控單元、電源及配電電控單元和風冷系統組成。

整機特點：(1)整機采用單通道，圖像伴音合放式。(2)備份冗余設計，可實現零停播率。(3)可實現智能化網絡化，可通過PC機接口由監控計算機進行遙測遙控。(4)完善的保護措施，減少設備在特殊環境中的損壞。(5)獨特的結構設計，調試、維護、運輸方便。(6)電源均為質量可靠、穩定性高的開關電源；效率高，穩壓性能好、適應外電變化能力強。(7)冷卻方式采用低壓離心風機強迫風冷。

2.整機工作狀態的觀察及異常時的分析和判斷

2.1 觀察、分析和判斷的主要內容

主控單元LED表：TX輸出功率、反射功率大小

EX的LED表：EX輸出功率(歸一化值)

EX-VALC值：環路自動控制電平

2.2 三個主要觀測量的說明

2.2.1 TX輸出功率：RF輸出經過定向耦合器正反向耦合，去主控單元接口電路板，經過檢波放大的直流量分送3路：1）送主控制板，經過A/D轉換去LCD顯示輸出功率和VSWR，也供主控Pa-VALC的記憶存儲。2）去主控盒LED表，顯示輸出功率和反射功率。3）去EX，作為大環PAALC調整和高駐波比保護參考值。

2.2.2 EX輸出功率：在切換盒中將RF-OUT耦合檢波，去LED顯示EX輸出功率。

2.2.3 VALC自動電平控制：在EX控制板上形成，改變變頻器電調諧衰減量，以控制變頻器RF輸出電平。VALC為3V左右時，變頻器輸出電平0-7dBm。

上述三個觀測量反映了發射機正常時RF通道中各級放大器增益和匹配間的關系，如果某級放大器增益和匹配發生變化，影響本級的輸出電平，使三個觀測量讀數較大偏離“數據報表”值就出現工作狀態異常。

2.3 工作狀態異常的分析和判斷

現象一：輸出功率指示不變，而EXRFOUT指示和PA-VALC值有較大同步降低。

分析：TX耦合檢波的直流電平增高，在大環ALC作用下，降低TX輸出功率，保持原大環ALC記憶電平。

判斷：輸出耦合RF檢波放大系統可能出現問題，引起檢波直流電平增高。但此時TX輸出功率指示高于實際的輸出功率。功放級增益增大引起檢波電平增高，這種可能性很小。

現象二：輸出功率指示不變，而EXRFOUT指示和PA-VALC值有較大同步增大。

分析：TX耦合檢波的直流電平降低，在大環ALC作用下，增大輸出功率，保持原大環ALC的記憶電平。

判斷：輸出耦合RF檢波放大系統可能出現問題，引起檢波直流電平降低。但此時TX輸出功率指示低于實際的輸出功率。檢查耦合頭和檢波電路的衰減電阻、檢波二極管及放大電路。

末級增益降低：分配、合成、濾波器等無源器件特性變化，級間接觸不良，匹配變壞等原因造成。檢查PA增益是否降低？PA供電電壓是否正常？功放管是否損壞？PA盒后面的微動開關是否損壞？

檢查功放鏈中無源器件和各接頭是否接觸良好，手感器件的表面溫度變化。

現象三：功率下降半功率左右，緩慢上升到臨界不保護的狀態，此時輸出功率指示小于發射機額定功率。

分析：主控單元接收有關報警，下達保護指令。TX處在故障保護狀態。

判斷：激勵器前面板“VIDIO OFF”“HIGH VSWR”，PA前面板“OVER LOAD”“OVER DRIVE”“OVER HEAT”某一出現紅燈報警。出現紅燈報警時，TX、EX、VALC三者下降是同步的，首先下降3dB，故障恢復，TX恢復額定輸出(過載除外)。根據報警，做相應的故障處理。

現象四：輸出功率指示降低，TX不能工作在大環狀態，由“ALC-PA”跳到“安全狀態”又轉到“ALC-EX”工作，功率降為75%。

分析：當EX VALC>3.7V時超過上限，TX由“ALC-PA”跳到“ALC-EX”工作，功率降為75%。

判斷：A、功放鏈路中某一功放增益降低或無源件插損大，在大環ALC作用下VALC上升，當>3.7V時出現超上限保護。B、互調校正盒中頻輸出正常為-17dBm，檢查是否過小。C、L O輸出正常為3-5dBm，用頻譜儀檢查。D、輸出正常為0-7dBm，過小，檢查輸入、輸出濾波器等是否插損大。E、檢查1W功放增益是否降低。F、檢查PA功放增益或無源件插損情況。G、檢查EX是否接收到來自主控單元的大環檢波電壓，檢測EX控制板J10-1為1.5-2.0V。

3.常見故障現象分析與維修

3.1 整機過載

典型現象：發射機輸出功率先下降到1/2額定功率左右，再緩慢回升到臨界過載狀態，此時輸出功率小于額定功率。

故障分析：發射機反射功率取樣定向耦合器的耦合度：1KW發射機為40dB，1kw以上的發射機為50dB；方向性：大于30dB。

整機過載保護設定為：VSWR〉1.5。對應的反射功率=額定輸出功率-14dB。

反射功率經檢波放大后送監控板。

維修方法：

檢查發射機的輸出端與天饋系統之間的連接是否良好。

測量天饋線駐波是否小于1.5。

檢查濾波器的輸入輸出接頭和通過特性。

檢查主控單元中檢波電路和放大電路是否正常。

檢查發射機的本振是否鎖定在需要的頻率。

3.2 無視頻保護

典型現象：激勵器面板的video off和fault指示紅燈亮。圖像連續缺失3秒后，如發射機工作在大環，發射機自動降半功率工作；如發射機工作在小環，轉安全模式工作。

視頻信號恢復后，如發射機工作在大環，會自動調整到正常狀態。

維修方法：

（1）檢查視頻信號源輸出是否正常，檢查視頻信號源到激勵器視頻輸入口的連接電纜是否正常，可以使用示波器或電視機的AV通道進行檢查。

（2）檢查視頻信號的質量，注意同步頭的幅度不得小于標準的20%，視頻幅度必須在700mv-1400mv之間，否則均視為無信號。

（3）視中調輸入端M51489L可能損壞：使用數字表檢查其各管腳的電壓是否和圖紙標定的電壓一致；使用示波器檢查其輸入腳（1腳）和輸出腳（13腳）波形情況。如果M51489L損壞，使用導線短接此集成塊，可以暫時工作。

（4）同步分離集成塊EL4583L損壞：使用示波器檢查3腳同步頭輸出是否正常；10腳沒有視頻輸入時，應有5V的電壓輸出，有視頻輸入時，沒有電壓輸出。

3.3 本振失鎖

典型現象：激勵器前面板的unlock和fault指示紅燈亮，發射機待機紅燈亮，發射機沒有功率輸出，如雙激勵器工作，自動轉換到備激勵器工作。

故障檢查：檢查激勵器本振模塊盒中的指示燈工作情況，如本振失鎖，指示燈為紅燈；鎖定時，指示燈不亮。

維修方法：

（1）檢查本振模塊和控制板之間的連接線是否正常。

（2）檢查本振模塊中TP3測試點的電壓，正常應在2.5V～3V之間，如超過此范圍，用無感改錐調整電感L1的電感量。

（3）可以輕微調整輸出濾波器的電感量。

3.4 功放過載保護

典型現象：主控單元LCD顯示：PAX OVERLOAD！對應功放出現紅燈告警。如發射機工作在大環，此時激勵器輸出功率上升，整機輸出功率恢復正常。

故障分析：

當功放輸出端口的VSWR大于1.5以上，功放過載保護啟動。功放內部輸出電路反射增大或后續系統的反射過大。

分析和處理

（1）檢查功放合成器和射頻輸出頭之間焊接是否牢靠。

（2）檢查功放中用于反射功率檢測的檢波電路是否有損壞的器件。

（3）激勵器的38MHz頻率失鎖，發射頻率偏到輸出濾波器阻帶，發射功率被濾波器阻帶反射。

（4）檢查功放到合成器之間的射頻連接線是否有損壞的跡象。

（5）檢查合成器輸入口的駐波反射情況，在使用頻道內，駐波比不大于1.1，如不正常則檢查吸收負載是否損壞。

（6）檢查合成器、濾波器、轉接器、饋管等無源部件是否有明顯的溫度偏高的地方。

3.5 功放過激勵

典型現象：主控單元LCD顯示：PAX OVERDRIVE！。對應功放出現紅燈告警。此時激勵器自動進行調整，發射機降半功率輸出，如過激勵報警解除，功率恢復正常。如發射機雙激勵器工作，則切換到備用激勵器。

故障分析：

由于功放環路增益發生變化，激勵器輸出端后面的射頻通路出現異常從而造成ALC控制環路的檢波電壓發生變化使激勵器的輸出功率增大，功放出現過激勵保護。因此，建議將發射機改為手動控制(MLC)后，檢查激勵器后續射頻通路的增益。

分析和處理：

（1）部分穩壓電源損壞，不工作，仍在工作的電源輸出電流能力不夠，進入限流降壓狀態，從而使功放的增益降低。測量穩壓電源的輸出電壓是否正常，即可作出判斷。

（2）某一功放輸出功率變小，造成激勵器輸出功率升高，功放出現過激勵保護，功放輸出功率變小原因主要有以下幾個：

a.功放柵壓指示燈不亮：調整功放微動開關的位置，可以排除此現象。

b.功放柵壓為零：使用手接觸微動開關簧片，應有明顯的彈性，否則進行更換。

c.功放管損壞：用計算機檢查功放的各管的工作電流，找出損壞的功率管，更換成好管。

d.功放輸入端的衰減器損壞：使用掃頻儀檢查功放的增益或用數字表測量衰減器的電阻阻值。

（3）合成器或無源部件的插損變大，造成功放鏈路增益下降。

（4）定向耦合器或主控單元的檢波電路出現問題，造成檢波電壓變小，激勵器的功率升高。

3.6 功放過熱

典型現象與快速處理：主控單元LCD顯示：PAX OVERHEAT！對應功放出現紅燈告警，輸出功率立即減半，如過熱撤消，功率將小幅度逐漸上調，調整時間約2分鐘。按激勵器的RESET鍵，功率將快速恢復到正常。

故障分析：

功放內部熱繼電器損壞、或功放的功率不能正常輸出到合成器、或整機冷卻系統出現故障等，造成過熱繼電器啟動，功放保護。

表1 環路參數與調整

表2 電視發射機應急處理

維修方法：

（1）檢查風機和風道的運行情況：風機轉速減慢或風機反轉造成風壓減小。風機進風口灰塵堵塞或風機房的進風量不夠等原因。

（2）過熱繼電器參數發生變化，在溫度沒有達到設計溫度（設計溫度68度保護），提前啟動。

（3）功放內部合成器損壞，功放管的功率不能通過電橋進行功率合成，造成過熱。

（4）功放后續合成器反射比較大，功放的功率不能正常輸出。

（5）散熱器外表面的灰塵太多，影響散熱效果。

（6）如功放前面板的overheat指示燈不亮，主控單元顯示功放過熱保護，一般為軟件出現問題。

3.7 環路失控

典型現象：發射機激勵器環路從大環轉小環，整機功率下降到整機功率的75%左右。

IFALC：中頻ALC（在互調小盒中）

MLC：手動增益控制

ALC-EX：激勵器功放取樣（小環）

ALC-PA：高功放輸出取樣（大環）

SAFE MODE：安全模式

環路檢查：

檢查的順序：待機、下限、上限、安全

檢查的方法：

待機：打開激勵器的開關，激勵器工作穩定后，此時表頭的讀數為待機數值。

下限：激勵器工作在手動（MLC），調整MLC的下鍵，表頭不再變化，此時讀數為下限數值。

上限：激勵器工作在手動（MLC），調整MLC的上鍵，表頭不再變化，此時讀數為上限數值。

安全：打開激勵器的上蓋，將短路子由自動轉到安全的位置，此時表頭的讀數為安全數值。

環路參數與調整見表1。

大環跳小環：

分析：發射機環路從ALC-PA轉ALCEX根本原因為上變頻器控制電壓達到或超過上限。

現象：

（1）激勵器的輸出功率指示沒有明顯變化，ALC電壓升高到上限電壓。

（2）激勵器的輸出功率指示有明顯變化，ALC電壓上升到上限電壓。

如果激勵器的輸出功率指示沒有明顯的變化，原因可能是：

（1）激勵器中頻輸出不正常（檢查中頻ALC控制電壓）

（2）激勵器本振、上變頻器、1W功放輸出電平不穩定。（在小環狀態下檢查ALC電壓和表頭之間的關系）

檢查本振：可以使用頻譜儀測量，正常輸出電平大于2dBm，如本振電平低，上變頻器輸出電平降低。

如果檢查發現上變頻器輸出輸入濾波器內部出現問題，請予更換。

激勵器功放的檢查方法：功放的RF通道中匹配電容是否有損壞，功率管的電流是否正常下降，輸入衰減器是否虛焊等。

如果激勵器的輸出功率指示有明顯變化，可能原因有：

（1）環路ALC-PA的取樣檢波器（在主控單元中）發生變化，檢波電壓降低，使激勵器輸出功率變大，ALC電壓升高。

檢查方法：檢查每功放的輸出功率，應比正常功率輸出大。

（2）環路ALC-PA的定向耦合器的耦合量變小，造成輸出檢波電壓變小，使激勵器輸出功率變大，ALC電壓升高。

檢查方法：由于每臺發射機有兩個正向的定向耦合器，可以更換另外一個定向耦合器進行比較。

（3）激勵器的ALC-PA沒有收到大環檢波電壓。

檢查方法：主控單元檢波電壓和通訊連接線是否正常連接。

（4）功放鏈路增益下降。

功放增益下降的原因主要有以下可能：

功放管損壞：表現為不平衡功率升高、功放輸出功率小于其它功放、功放管的電流過大或過小。

功放微動開關沒有工作：電流6為0A、功放無輸出。

合成器及轉接器損壞或接觸不良，此時合成器或轉接器的溫度明顯比正常溫度高。

部分開關電源損壞，穩壓電源的供電能力不夠，限流降壓工作，導致功放的供電電壓不足，增益下降。

4.發射機日常維護注意事項

發射機維護工作是保證發射機正常運行關鍵，根據全固態發射機的特點，在維護過程中，重點從以下幾個方面進行維護：

4.1 激勵器部分

1）激勵器中頻ALC工作狀態。

2）激勵器環路工作狀態。

3）激勵器風機運行情況。

4）激勵器面板按鍵情況。

5）注意機房溫度、濕度。注意內部清潔，定期將內部灰塵去除干凈，特別是風機處。

4.2 功率放大器鏈路部分

1）各功率放大器的運行的數據情況。

2）功率放大器的散熱片清潔情況。

3）功率放大器內部灰塵情況。

4）功率放大器接插件情況。

5）功率合成器、吸收負載、陷波器的溫度情況。

4.3 控制、冷卻系統部分

1）手動開機情況。

2）自動開機情況。

3）交流接觸器、空氣開關接線是否良好。

4）風機運行情況。

5）風道、濾塵網清洗工作。

5.電視發射機應急處理(見表2)