數字調幅中波廣播發射機檢修實例

胡國邦 胡慶慶

（1.河南省廣電局 浚縣中波轉播臺，河南 浚縣 456250；2.河南省廣電局 安陽中波轉播臺，河南 安陽 455000）

1 中波廣播發射臺的現狀

中波廣播發射臺的播出設備自更換成數字調幅發射機至今已有十幾年時間，機器已經開始老化，設備故障增多，檢修難度加大。數字調幅發射機故障保護電路多，控制系統為邏輯電路，有的機器故障不能單靠測量邏輯電平來判斷故障原因，這就要求技術人員檢修時拓寬思路，在維修的方法手段上有所創新，例行故障分析，總結檢修經驗，不斷提高檢修水平。

2 發射機的故障檢修

故障一：DAM 50kW發射機工作中自動關機，面板顯示B+電源紅燈

故障現象表明，發射機自動關閉，是因為直流穩壓板上B+電源工作不正常，發射機產生一類故障關機指令，使機器停止工作。

B+電源，是由低壓整流 +8V電源經過直流穩壓后得到的 +5V穩壓，專門為調制編碼板供電。由于負載較重，極易產生故障，要排除上述故障，需要對直流穩壓電路進行檢查。

50k W發射機與10k W發射機不同，電源故障監測保護任務由單獨設立的專用電路完成。穩壓器只有在功率控制板送來開機指令時才能正常工作。而10k W發射機的穩壓器不用開機指令，合上低壓開關就能工作。電源故障的檢測保護，也是由穩壓集成電路UC3834自身內部輸出的信號控制，不另設專用電路。UC3834是專用穩壓集成塊，內部設有過熱保護、過壓、欠壓保護電路，可以根據實際需要，做成正電壓輸出電源或者負電壓輸出電源。在輸出功率不夠時，還可以外接功率管擴大輸出功率。

檢修開始，合上低壓開關，對直流穩壓器進行檢測。為了在不開高壓情況下也能進行檢修，必須把直流穩壓板上P1點的U形插件由“正常”位置調換到“調試”位置，迫使直流穩壓電路工作。

根據故障現象，對B+穩壓電路進行測量，結果+8V供電正常、B+輸出也正常。再往后測量，編碼板上的 +5V電壓也正常，看來穩壓電路并沒有問題，故障肯定出在B+電源保護電路。穩壓電源故障保護電路，由故障保護輸出門N9(4078)和相應的電源故障檢測電路組成。

在50k W發射機上共有兩塊調制編碼板，即A36和A37。B+電源以及檢測保護電路也同樣有兩套，兩套檢測電路的信號匯集到同一個故障輸出門N9。N9的2、3、4、5、9、10、11、12 腳在機器正常工作時均為低電平輸入，查找故障時,檢測N9輸入端各腳的電平是關鍵。通過用儀表對N9各輸入端進行測量，發現N9的9腳出現高電平，可見故障是由9腳電平異常引起。N9的9腳輸入信號，是由A37編碼板送來。

A37編碼板上，B+的故障監視電路，是一個由 N14：A、N14：D 等組成雙限電壓比較器。如圖1所示。

N14：A為上限電壓比較器，用于監視B+過壓。N14：B為下限電壓比較器，用于監視B+欠壓。N14：A的7腳是同相輸入端，N14：B的4腳是反相輸入端，分別是過壓和欠壓比較器的基準門限電壓。電路在正常情況下,B+信號電壓值高于欠壓基準值而低于過壓基準值，比較器輸出高電平。N14：D單限電壓比較器13腳輸出低電平，N9的1腳輸出低電平，N8：D的11腳輸出高電平，保護電路不動作，機器正常工作。當穩壓電源故障時，B+信號電壓高于過壓門限或者低于欠壓門限，雙限電壓比較器輸出低電平，N14：D則輸出高電平，N9的1腳輸出高電平，N8：D輸出低電平，這個低電平被送到功率控制電路，控制電路產生一個關機指令使發射機關閉，同時鎖定顯示板上B+故障紅燈。

對B+電源故障進行檢修：因為N9的9腳電平異常，沿信號流程進行檢測，N14：D10腳為低電平，向前測 B+電壓信號輸入點，無信號電壓輸入，在B+電源正常的情況下“監測電路”無信號輸入，說明問題出在穩壓器B+信號輸出與監測電路信號輸入的接通環節。檢測穩壓板上B+信號輸出端，結果插頭與線路印制板連接不通，仔細檢查該插頭，發現插頭與印制板上的焊點有輕微裂紋引起斷路，B+信號無法加到雙限比較器輸入端，監測電路因測不到B+信號而做出故障判斷，引起保護電路動作，從而發射機關閉。重新焊接插頭，經試機工作正常。

圖1 B+電源故障保護電路

直流穩壓板上元件密集，B+電源插頭與插座聯接較緊，插拔時需要有一定力度，再加之印制板厚度較小。平時維護機器如果操作不當，極易損壞印制板電路，引起敷銅線條開裂、脫離，或者插頭與板上電路焊點產生細微裂紋引起故障。有時這種裂紋需要借助放大鏡才能發現。所以，在日常維護機器時要注意這一點。

故障二：DAM 50kW發射機工作中天線駐波比故障指示燈變紅，駐波比零位表頭指示升高，發射機降低功率運行

這種故障出現，只是降低發射機功率，不影響繼續播音。播音結束后對發射機進行檢修：開低壓 ，觀察機器運行狀態，天線駐波比零位表頭指示到3。開高壓，升功率，表頭指示緩慢下降，功率升到50kW時表頭指示到1.2，伴隨升功率過程，天線駐波比超限保護電路連續動作，隨之功率下降至10kW以下。

天線駐波比保護電路設在“輸出監測板”A27上，正常時駐波檢測電路處于平衡狀態，故障保護電路不動作。當遇到網絡失諧，天饋系統原件損壞、打火、雷電等情況，在天饋線上就會產生較高的反射波，監測電路檢測到有較高駐波產生時發出故障信號，保護電路立即動作，功放模塊很快關斷，這樣可以保護功放模塊的場效應管不受損壞。

對于不連續的輕微的駐波比故障，只是瞬時關功放和封鎖推動信號，并進行非鎖存顯示。當檢測到有連續的駐波比故障時產生“降功率”命令，并進行鎖存顯示。

天線駐波比檢測器工作時對射頻電流和射頻電壓分別取樣，在對取樣信號進行相位調整和幅度調整后，送到變壓器T1的初級線圈首末端。若電流取樣信號和電壓取樣信號同相、同等幅值，則沒有射頻電流流過變壓器，一旦有駐波產生，就會有一個或兩個取樣值相位、幅值的變化。變壓器T1初級線圈中就有電流流過，其次級線圈中就有隨著變化的電流通過，全波整流器在輸出端產生一個直流電壓，通過邏輯保護電路使發射機產生動作。

如圖2所示。

天線駐波比關斷保護電路用了一個比較器N3LM360，同相輸入端3腳接的是可調“參考電壓”，它來自天線駐波比故障保護門限調整電位器R24。反相輸入端2腳接入的是來自駐波比檢測器的直流信號，天線駐波比正常時，反相輸入端2腳的電壓低于“參考電壓”，比較器7腳輸出的是“高電平”。若有駐波比升高出現，N32腳的輸入電壓超過3腳的“參考電壓”值，比較器輸出則是“低電平”，N37腳的保護信號一路送到 N5：C 9腳，N5：C 8腳輸出“低電平”，直接送到調制編碼器，立即使所有功放模塊關斷；另一路送到單穩態觸發器N6：A的1腳，其下沿降觸發單穩態電路，4腳輸出“低電平”，用于顯示板上駐波比故障保護邏輯電路，并通過功率控制邏輯電路降低輸出功率，一直降到N32腳電壓低于3腳門限電壓為止。

圖2 天線駐波比監測保護電路

開始檢修時，先檢查天饋線及調諧網絡，未發現異常。開高壓、升功率，察看入射功率和反射功率值均在正常范圍之內。通常，如果有較高反射波存在必然會引起反射功率升高，而現在反射功率值正常，說明天饋系統完好，實際上并無較高駐波產生。況切，機器在只開低壓時根本沒有射頻功率輸出，不可能有駐波存在。所以，在這種情況下機器顯示有駐波產生只有一種結論，那就是檢測電路本身有故障，隨之對“輸出監測”板電路進行檢查。

開低壓，測量輸出監測板 TP4測試點，有1.6V直流電壓﹙正常為0.8V﹚，測 TP9 點，有 1.7V 直流電壓﹙正常為 0V﹚，再查 N3周圍電路未發現異常。

開高壓，升功率50kW ，TP4點電壓降至0.8V，天線駐波零位表頭指示到1.2，保護電路連續動作，機器降功運行。可見比較器N3已損壞，更換N3后試機，機器工作正常，天線駐波零位表頭指示在0.5。

N3內部損壞后各腳電壓值均不正常，引起2、3、7腳電壓變化，保護電路產生誤動作。

TP4點的電壓是比較器N3的門限電壓，調整電位器R24可以改變天線駐波比超限保護門限，該點電壓對于50kW發射機來說工作頻率不同時值也不同。

集成塊N3工作電流、電壓都很小，通常并不容易損壞，不過在維修機器時不容易損壞的元器件也要考慮到，包括對于新的元件也不能忽視。

故障三：DAM 50kW發射機自動關機 ，射頻欠推動指示燈變紅

射頻欠推動故障出現時，故障處理電路產生關機命令，發射機關閉，并給出鎖存的紅色故障指示。

查找故障須在開機狀態下進行，但是，發射機欠推動時無法正常開機，需要采取措施。把顯示板A32上的TP8測試點接地，解除欠推動故障保護，把 +230V主整電源熔斷器脫開﹙功放板不加電﹚，開機觀察：隨著試機時間延長，相對推動電壓表頭指示緩慢下降至40V﹙正常時60～70V﹚,用示波器測功放模塊場效應管柵極激勵信號電壓18VP-P﹙正常時23～26VP-P﹚。相對推動電壓緩慢下降說明有元件性能不穩，工作參數改變。

相對推動表頭指示電壓，取自顯示板A32射頻激勵檢測電路，該樣值沒有量綱，作為射頻激勵的相對電平指示。

根據現象分析，推動輸出網絡元件工作在高電壓、大電流環境，故障率較高。推動級輸出網絡位于推動級機柜的最上方，由推動級功率合成器銅棒，串聯諧振電容器C3和諧振調整電感銅帶組成。首先對網絡中的元件進行檢查，結果發現串聯諧振回路中的電容器 C30.042μF有過熱現象， 經測量得知，C3的實際值為 0.028μF電容值變小，使輸出網絡嚴重失諧，電容器損耗很大，隨溫度的逐漸升高電容值越來越小，失諧愈嚴重。這就形成了上述現象，推動電壓緩慢下降，出現欠推動故障。

原機所用電容器為CDM型，這類電容器在這里并不適應，應該換成CY-10型云母電容器或者其它型號的瓷介質電容器。

因為手頭沒有別的合適元件，就用電子管板調機上的拆機電容器CCY5-4代替。5600P 5只；2700P 1只并聯使用。經過調整諧振電感銅帶使電路諧振，然后開機試運行，機器能正常工作。

通常情況下，機器出現欠推動故障有諸多因素引起：

（1）+230V功放電源有短路故障或者推動級電源未達到適當電壓。

（2）推動級放大器無 +115V電壓。

（3）預推動級無 +60V電壓。

（4）推動級模塊故障。

（5）功率放大器模塊損壞太多，使推動級負載變化，輸出電平低。

（6）推動電源調整器故障，推動級電源不能隨外電變化和負載變化作相應調整。

（7）推動級嚴重失諧，輸出電平減小，發射機在欠推動故障時無法正常開機。

故障出現時，要透過現象仔細分析原因，有的放矢可以節省維修時間，降低停播率。

故障四：DAM 10kW 發射機嚴重失真

調幅廣播發射機的失真度，是發射機的重要技術指標之一，影響失真指標的因素有多種，其主要原因是：射頻輸出網絡失諧 、“二進制”功放故障和 “大臺階”功放故障。

一臺 DAM 10kW發射機出現聲音含糊故障，經儀器測試，失真度在20%以上。﹙廣電標準：甲級失真度在4%以下﹚，觀察機器面板指示燈正常，表頭讀數正常。

如果是因為射頻功率輸出網絡參數變化引起失真度變差，則網絡阻抗和諧振狀態就會改變，射頻功率也應該跟著變化。現在觀察到輸出功率正常，則可判斷網絡狀態參數正常，故障不是出在功率輸出網絡。機器失真度變差，是由其它電路故障引起。故障排除過程如下：

（1）“二進制”功放電路故障排除

高功率開機，送1kHz等幅信號，用示波器觀察射頻包絡波形，發現波形有明顯的均勻的大臺階階梯。波形不平滑，說明“二進制”功放不工作。

在A/D板插頭X2-1處監聽12Bit還原音頻，也同樣音質不佳，證明是A/D轉換后的數字信號有問題。“二進制”功放模塊的工作，由數據鎖存器N374HC273輸出的數字信號控制，更換鎖存器 N3后，“二進制”功放工作正常，包絡波形變好。但是，用失真儀器測試，失真度仍在10%以上。

（2）功放板推動信號異常故障排除

斷開A24板上的熔斷器F2-F7（230V）， 開高功率，用雙蹤示波器測量功放板IRFP350管子柵極推動信號波形的幅度與相位，找出幅度小，波形差的板子更換掉。經檢查情況有兩種：一是功放管損壞；二是推動合成母板上信號線插頭接觸不良。

（3）查找不良功放板

恢復熔斷器F2-F7開機，功率降至零位。示波器探頭接輸出監測板上調制檢測端子。利用調制編碼板上單功放測試開關S2，測試功放板的工作情況。

用測試軟線一端接A36板上的 P9點1孔或2孔﹙+5V電壓﹚，另一端與調制編碼板上鎖存器輸出端P1—P7插件接通，同時按下開關S2，使該塊功放板打開，看包絡波幅度有明顯增大，否則，功放板沒有工作，屬于功放板本身電路有問題，應拔掉更換。

這樣，對功放板逐塊檢查，排除所有故障模塊。

經過以上檢修，機器失真指標達到甲級以上。

故障五：DAM 50kW發射機開低壓正常，開高壓K2不動作

故障現象是開高壓時主整230V電源一檔交流接觸器K1吸合，二檔交流接觸器K2不動作。

查找原因：測量功率控制板上K1輔助接點通路在K1吸合時各點電壓值正常，再測量開關機控制電路的邏輯電平也符合當時的邏輯狀態，所以單靠測量控制電路的邏輯電平和關鍵點電壓值無法確定故障原因，必須轉換思路，從其它角度分析問題。

根據故障時機器的狀態分析可知，開機K2不動作主要情況有兩種：一是交流接觸器K2本身故障；二是開機請求指令信號有問題。動手檢查K2本身以及與K2有關聯的周邊線路沒有發現問題，則懷疑是開機請求指令延時不夠，開機過程中在K2吸合線圈還沒有得到吸合電壓時，開機指令就消失了，開機過程中斷，無法正常開機，分析發射機的狀態表現，在確定沒有其它異常情況下，決定采用人為的辦法延長K1的吸合時間，來判斷故障是否由開機指令引起。

按下開機按鈕，在K1吸合的同時人為延長其吸合時間，聽到K2吸合聲后立即釋放K1，結果機器工作正常，說明確是開機指令延時不夠，延長的時間不夠滿足發射機完成整個開機過程所需的時間要求。開機指令信號，由功率控制邏輯電路產生，經過延時電路后去驅動K1吸合。延時電路由單穩態電路N56：A和始間常數電路R48 51.1k C72 33μ 組成，開機指令信號延時 1.6 秒后機器開啟運行，開機信號消失K1釋放，開機過程結束。

檢查單穩態電路：N56：A和時間常數電路元件：R48和C72，經測量其數值正常工作狀態也正常沒有發現問題，決定把電阻R48從51.1k增大到8k試開機K2吸合，機器工作狀態一切正常。

圖3 單穩態延時電路

分析故障原因是：發射機于2001年投入運行于今已有十幾年之久，元件老化，系統電路綜合參數發生改變，開機過程所需時間加長，開機信號原有的1.6秒延時并沒有縮短，但是延長的時間已經不夠完成一個完整的開機過程需要的時間，檢修故障時如果要恢復相關電路原始參數比較困難和繁瑣，所以，在判定發射機電路無其它異常時，延長開指令持續的時間就能把問題解決（圖3）。

3 結束語

安全播出是廣播發射臺的生命，遵照廣電總局 “不間斷，高質量，講效益，重安全”的十二字方針做好安全播出工作，需要有強大的技術力量作支撐。

目前，中波發射臺正處在技術人員新老更替的階段，急需迅速提高技術新人的業務能力，然而從實際出發，互通情報，互作經驗交流，在檢修工作中能得到事半功倍的效果。