接觸不良導致的誤碼率升高引起的思考和解決辦法探討

文 魏宏林

DX發射機是無線局中波發射機的主力機型，是一種全固態發射機，由發射機控制單元、功率放大單元、電源系統和合成系統構成。而這些單元是由許多功能獨立的模塊構成，這些模塊基本上都有插接件，甚至功率放大模塊本身就直接插接在功率合成母版上。還有許多大電流的連接件，這些大電流的連接件肩負著大電流、高電壓的傳輸。

插接元器件種類很多，分類方法也很多。接插件按用途來分，有電源接插件（或稱電源插頭、插座）、音視頻接插件、印制電路連接器（印制電路與導線或印制板的連接）、 IC插座（IC封裝引腳與印刷電路板的連接）、電視天線接插件、電話接插件、光纖電纜連接件等；接插件按結構形狀來分，有圓形連接件、矩形連接件、條形連接件、印制板連接件、IC連接件、帶狀扁平排線（電纜）接插件等；按工作頻率分，有低頻和高頻連接器。高頻連接器也稱同軸連接器，采用同軸結構，與同軸電纜相連接。

由于插接件的制造材料、制造工藝、制造原理、使用環境的不同，其安全性和可靠性往往隨著使用時間的增加而逐漸降低，使得這些連接件本身和檢測其運行正常與否的檢測電路都容易發生故障，但這些故障的發生往往具有發生偶然性、不確定性，往往故障出現一次后，不知道下一次會在什么時候出現，這給我們查找故障帶來了極大地困難。

故障舉例

我臺DX型中波發射機曾經出現過多次由于插接件接觸不良導致的故障，這類故障發生具有不確定性，查找起來也比較困難，但是造成的后果比較嚴重。下面是我臺發生的兩起接觸不良故障。

1.由于模數轉換取樣信號不穩定導致的發射機關機

我臺模數（A/D）轉換取樣信號的取樣通路圖，從射頻分配板的J29端子來的射頻采樣信號，經過驅動編碼板經過射頻相移后，再處理成二分之一載波頻率或者載波頻率輸出，經過發射機接口板，進入到A/D轉換板，作為A/D轉換板的啟動脈沖編碼方波，如果轉換出現錯誤，會在A/D轉換板的A/DPAL（U5）上產生轉換錯誤邏輯信號，這個信號發出一個數據清除邏輯信號，對調制編碼器板上栓鎖器U6和U7中的所有數字數據進行清除，并且也產生了一個“轉換錯誤”邏輯輸入信號，經過數據讀取脈沖加到控制器去。驅動級編碼板的主要功能是向預驅動級的14塊驅動級放大器模塊提供接通控制信號。但是它還有一個作用，就是接收到一個射頻驅動取樣信號后，將這一取樣信號處理成用于A/D（模/數）轉換器的取樣信號。

臺里曾經發生過幾次莫名其妙的轉換錯誤故障，檢修結束后，B01機并機400KW試機，PB1、PB2單元出現射頻封鎖，PB2單元LED板顯示A/D（模數）轉換錯誤紅燈故障。經過仔細查找，發現由于U18的模塊插座插接不牢靠，導致A/D取樣信號輸出不穩定，引起A/D（模數）轉換取樣輸出信號時斷時續，導致發射機沒有取樣信號關機。故障的原因明確后，我們將原來的方孔接插件更換為圓孔鍍金接插件，如圖1所示，方孔接插件的內部是一個彈片，彈性會在使用一段時間后變差，而圓孔接插件比方孔接插件壓接的力更大，接觸良好，并且彈性不會隨著使用時間的增加而變差。使用一段時間，此故障沒有再發生過。

電接觸不良故障深層原因思考

電接觸的不可靠導致發射機軟故障的發生原因之一，是什么原因引起的電接觸不好呢，下面我分析幾種可能的原因。

1.插接件制造材料的原因

各種接觸材料的性能隨著時間而產生變化，受到外界的環境、流過的電流和外界的作用力等因素的影響，其電接觸的良好性會降低，所以要長時間保持插接件的電傳導性，選擇好的插接件材料是至關重要的，盡量選擇表面有耐腐蝕金屬鍍層的插接件，如果選擇不好，就會出現表面抗磨性差，粗糙不平，這樣一來鍍層就往往不能起到應有的防腐抗磨作用。再就是制作插接件的基礎材料的選擇，要選擇有彈性的材料，如果選擇不好，不能保證插接件的壓力，則插接件在工作一段時間后，會因為彈性減弱而導致接觸不良。

2.環境對元器件接觸性能的影響

在接觸故障中，環境對元器件接觸性能的影響可以說是比較大的，接觸面的氧化對導電是有很大影響的，暴露在空氣中的金屬，肯定會不同程度的受到氧化，原件的氧化程度與原件使用的材料、暴露在空氣中的時間、環境中灰塵和雜質的多少有關，氧化是肯定存在的，而且金屬氧化物是不導電的，原件一般都在使用的過程中長時間與空氣接觸，在接觸面上肯定部分地方已經被氧化，只是我們的肉眼不能發覺，這些氧化物使得實際接觸面積大大減少，進一步影響導電的良好度。

3.灰塵和雜質對接觸性能的影響

雖然我們的DX-200水冷發射機的功率放大單元基本處于密閉狀態，但是，也避免不了有少量的灰塵進入機箱內部，這些灰塵慢慢和水分慢慢和這些集成塊的引腳進行接觸和反應，形成一層氧化膜，而且雜質覆蓋到引腳的表面，進一步影響到接觸面的有效接觸面積。

4.發射機接插件的熱脹冷縮

發射機工作的時候，功率放大模塊除了正常工作輸出的功率外，有一部分電能轉化為熱能，在功放單元中使用了一個閉環的風冷系統，用以冷卻鐵氧體環合成器以及系統中的印刷電路板，將系統中不同元部件的余熱高效地帶走，這些熱能通過發射機的熱交換器帶到發射機外部，但是，發射機功率放大單元工作的時候，由于工作在密閉的環境中，機箱內的溫度免不了會升高，這就對處在其中的插接原件造成熱脹冷縮，變相的移動了插接件的位置，這樣經過反復的膨脹收縮，接觸面的接觸狀況發生了很大變化。有的接觸面只是表面看起來接觸上了，實際上內部已經發生斷裂，斷裂的地方有很多不平的地方，如果有一點錯位，就有可能接觸不良，所以存在很大的安全隱患。

電接觸不良的查找辦法

接觸不良故障是比較難以發現的故障，下面是幾種查找此類故障的方法：

1.觀察可疑原件的方法

在不通電的情況下，觀察故障電路的內部元器件有無變色漏液生銹等，電路接線是否良好。搞清損壞元器件所在電路部位及其作用，分析導致損壞的真正原因，以及可能波及的范圍，這樣才能查出引起故障的原因，加以整修。觀察法是一種初步表面檢查，通常在不通電的情況下，觀察是否有明顯故障跡象，一旦發現，將會簡化故障處理過程。外表直觀檢查可檢查接插件是否有引腳相碰、引線斷線等現象。

2.替換可疑原件的方法

對可疑的元器件、印刷電路板、接插件等，用同類型的部分通過試換來查找故障的方法。脫焊有問題的有源器件，使用好的元器件來代替，以觀察其現象。對有疑問的印刷電路板或大器件，可從設備中拆除，然后使用好的印刷電路板或大器件替換。進行器件替代后，如對故障現象無影響，說明被替代的器件沒有問題，是好的；反之，如故障現象消失，說明被替代的器件有問題。變動有疑問電路中的半可變元件，或者觸動有疑問元器件管腳管座焊片、開關觸點等；或者把有疑問的印刷電路板等插入式部件，反復進行拔出插入操作，以及把有疑問的元器件重新焊接，觀察其對故障現象的影響，以暴露接觸不良、虛焊等故障原因，及時加以整修。這種方法對焊點虛焊，元器件運行在臨界狀態、不穩定，環境溫度、電壓變化影響其工作等故障有很好的應對作用。

3.數字示波器查找法

由于接插件接觸不良造成的故障具有偶然性的特點，其故障現象不易捕捉，可以利用數字示波器的波形存儲功能來捕捉偶然的故障信號和故障毛刺信號。

在面板上有4個白色存儲（STORAGE）按鍵，若按這四個按鍵則立即改變示波器的操作模式。以下步驟教您如何使用這些存儲按鍵。

（1）連接信號到示波器并得到穩定波形顯示。

（2）請按Autostore（自動存儲）鍵。

注意此時在狀態上，STORE將取代原來的RUN。為了容易觀測，所有存儲的波形都以半亮度顯示在屏幕上，最近一次出現的波形則以全亮度顯示在屏幕上，Autostore在許多應用中非常有用。可以將顯示各種變化波形的最壞情況，捕獲并存儲波形，測量噪聲（noise）和抖動（jitter），捕獲偶發事件。

（3）利用位置（position）旋鈕，將掃描軌跡往上或往下移動一格。

最后捕獲的波形以全亮度顯示，先前捕獲的波形則以半亮度顯示。利用光標（Cursors）描述波形特性，清除顯示畫面，請按Erase鍵，欲退出自動存儲（Autostore）模式，請按Run或Autostore鍵。

4.萬用表測量的方法

這種方法是用萬用表的歐姆擋對接插件的有關電阻進行測量。對接插件的連通點測量標準是，其連通電阻值應小于0.5Ω，否則認為接插件接觸不良。對接插件的斷開點測量標準是，其斷開電阻值應為無窮大，若斷開電阻接近零，說明斷開點有相碰現象。將萬用表置于“R×10”擋，兩支表筆分別接接插件的同一根導線的兩個端頭，測得的電阻值應為零。若測得的電阻值不為零，說明該導線有斷路故障或多股導線中大多數導線斷開。再將萬用表置于“R×10k”擋，兩支表筆分別接接插件的任意兩個端，可測量兩個端的導線之間的絕緣情況。在檢測過程中，萬用表的指針都應停在無窮大位置上不動。如果發現某兩個端頭之間的電阻不是無窮大，則說明該兩個端頭之間的導線有局部短路性故障。

解決方法

1.注意備件的存儲條件

對于每一批到貨的備件，與貨物清單核對無誤后，及時整理、記錄、入庫排放整齊，并貼上清晰醒目的備件名稱標識；把備份電路板工廠編號和版本號與原板對照，并檢查備板是否與原板完全相同，內容包括：元器件、跳線、開關等，并與圖紙進行對照。將備板上的跳線和開關置于和原板相同的位置，并調整備份電路板上可調電位器，使其與原板電位器的阻值一致。檢查備件有無損壞，如有損壞的，檢查備板上的焊點是否有虛焊、漏焊、脫焊的地方。制定嚴密的備件管理制度，由專人負責管理。備件庫在夏季要定期除潮，保持空氣干燥，以防備件銹蝕。定期對備用電路板進行上機試驗，使其元器件保持可用。

2.選用材料質量可靠的插接件

接插件的選擇主要有兩個注意點：

（1）外部鍍層的選擇。

應選擇在大氣中具有較高的穩定性，常溫下能很好的抵抗水、空氣、酸、堿、灰塵的侵蝕，有良好的導電性。耐溫，由于接插件在工作的時候，電流在接觸點處產生熱量，導致溫升，因此一般接插件的工作溫度應該為環境溫度與接插點溫升兩者之和。耐潮濕和灰塵，一般接插件的外部鍍層起到對以鐵為基礎的電化學保護作用，但是鍍層必須保持密封，因為，一般的鍍層對于鐵質的基底都是陰極性鍍層，只有在密封的狀態下，才不容易和外界的堿性和酸性液體發生化學電離。耐振動，耐振動和沖擊是接插件的重要特性，它是檢驗接插件機械結構的堅固性和電接觸可靠性的重要指標。

（2）電氣特性的選擇

接觸電阻，高質量的接插件應該具有低而穩定的接觸電阻。抗電強度，衡量電連接器接觸件之間接插件和外殼之間耐受一定電壓的能力。絕緣電阻，衡量電連接器接觸件之間接插件和外殼之間絕緣性能的好壞，一般為數百兆歐和數千兆歐。

（3）注意發射機房的溫度和濕度的控制

發射機所處的機房要保持干凈，盡量減少灰塵進入發射機內部，而且要注意機房內濕度的控制，盡量保持在低濕度范圍內，減少濕氣對發射機中插接件的腐蝕。

（4）檢修的時候加大對接插件的檢查力度

檢修發射機的時候重點要對芯片和底座、保險與底座、功率放大器與合成母板、接線端子與印刷電路板之間的接插件是否有開裂、聚集灰塵、虛接的情況發生。

結論

現代DX型數字化調幅中波廣播發射機是由許多板卡構成的，板卡與板卡之間的連接、芯片與板卡之間的連接都需要接插件，所以接插件在中間扮演的角色是舉足輕重的，如果選用的不好，直接影響到發射機的正常工作，所以一定要引起足夠的重視。