淺析廣播電視固態發射機功放模塊原理和故障

陳福東

【摘要】 維護量輕、使用期限長、低停播率、工作性能穩定、運行成本低等都是固態發射機所具備的優勢，因此，在廣播電視發射臺中獲得了較為廣泛的使用。文章對同方GME1133型UHF3KW吉兆電視固態發射機功放模塊所出現的故障和原理維護進行淺析。

【關鍵詞】 故障 維護 發射機原理 功放模塊

一、引言

隨著電子器件和電子科技的飛速發展，固態發射機應運而生。特別是固態發射機的功放模塊，其技術先進性，體積，重量，耗電，壽命等優點，與電子管功率放大器簡直不可同日而語。同方GME1133型UHF3KW吉兆電視固態發射機，整機采用單通道，圖像伴音合放式，整機由8個550W UHF功放模塊合成，熱插撥設計，調試維護方便。本文僅以同方吉兆GME1133型UHF3kw大功率合放式全固態電視發射機的UHF550W功放模塊為例。結合我們日常使用的情況對功放模塊的工作原理，常見故障和日常維護進行淺談。

二、功放模塊工作原理

550W功放模塊的末級功放板由2只LD MOS場效應管BLF861A組成。每個場效應管和與之相連的輸入輸出匹配電路構成一個單管推挽放大器。由兩個單管放大器和3dB正交電橋組成一組平衡放大器，即為末級功放板。兩組同樣的平衡放大器再經同相二合成器進行功率合成，其輸出功率大于550w。功放模塊為高增益、高線性的寬帶功放，一致性好，可互換性強。LD MOS場效應管為推挽型對管，所以單管放大器的輸入和輸出匹配網絡中均設有微帶線結構的平衡不平衡轉換器。而功率傳輸通常都采用不平衡的電纜和微帶，所以需要平衡/不平衡轉換。場效應管采用電壓偏置方式，其柵極偏置電壓由漏極電壓經二次穩壓處理形成。功率合成用的正交電橋均3db合帶狀線結構，若某一路放大器出現故障，平衡放大器失去平衡隔離負載將承受一部分不平衡功率。監控板將功放的工作參數經采樣、存儲、A/D轉換、微處理器處理后，通過RS485接口傳送到主控單元進行監測，監控板設有過激勵、過載、過熱的自我保護控制及其狀態指示電路電流取樣板給各級供+32V電源，并給監控板提供各級工作電流取樣信號。

三、維護功放模塊注意事項

（1）場效應管的使用和維護：場效應管是功放模塊的核心。因其輸入阻抗高，使得柵極感應電荷不易泄放。而場效應管靜電放電可導致場效應管的擊穿或燒毀。因此在使用場效應管時應特別注意放電的危害。場效應管的保存應放在抗靜電封裝內或用導線將管腳短接，取用管子時應先把人體的靜電放掉或帶放靜電手套拿取。安裝新管或是更換時，應事先用導線把各極短路，然后用放靜電的烙鐵焊接，選擇合適功率的電烙鐵以60-80W為宜，同時烙鐵必須有良好的接地，每次焊接的時間最好不超5秒，或利用烙鐵的余熱焊接，盡量不要在機房內有發射機工作時或有靜電的場所操作，而且周圍應有良好的接地線，避免感應電壓損壞管子。場效應管好壞的判別，用萬用表R×10KΩ擋去測量場效應管任意兩引腳之間的正、反向電阻值。如果出現兩次及兩次以上電阻值較小，幾乎為0×KΩ，則該場效應管為損壞；如果僅出現一次電阻值較小（一般為數百歐姆），其余各次測量電阻值均為無窮大，還需作進一步判斷。

（2）功放模塊風道和散熱片的維護：功放模塊在使用過程中要注意其運行的環境，功放模塊散熱器是高效的散熱器件，該功放模設計有過熱保護，由比較器和開關管組成。散熱器上裝有溫度繼電器，散熱器可以有效的消除場效應管功效產生的熱量，如果環境溫度過高，會造成場效應管失去更好的效率，為保證良好的散熱效果，應定期對散熱片進行清潔，清除散熱片上的灰塵和污垢。適當的氣流對功放模塊的正常工作十分重要，經常檢查功放模塊風道是否暢通，風量是否正常，檢查進風口是否有風阻。通風濾塵網應定時的清洗或更換。

（3）功放模塊鏈路維護：除定期做好風道和散熱片清潔維護工作外，還要記錄功放模塊運行情況，特別是每個模塊工作參數，如晶體管工作電流等。功放模塊晶體管的工作柵偏電壓通過功放后面板微動開關（常閉，常開）接點連通。推進和抽出功放模塊，都會導致此開關的觸片張力減弱和變形，因此要安排好功放模塊的檢修周期，盡量減少抽出功放模塊，推進功放模塊時要平衡推入，確保接觸良好。定期做好功放合成器，吸收負載，陷波器的溫度檢查以及功放模塊內部的灰塵清潔。

四、故障處理實例

1、故障現象：主控單元LCD顯示“PAx OVERLOAD”，過載保護，對應功放出現紅燈告警如果靜態時功放就過載，則檢查功放內邏輯控制電路有無短路斷路、器件損壞等。

如果加功率才出現保護：（1）查看發射機的反射功率和駐波比是否變大，檢查饋線、饋管、彎頭，濾波器、多工器等有無局部發燙的地方；（2）確認UBS調制器的輸出射頻頻率正確；（3）檢查功放輸出到合成器之間的射頻連接頭是否插好，線是否有變色或損壞的跡象。（4）將功放拔出檢查熱插拔頭是否有打火、變色、損壞等與不保護的功放對調位置，判斷是功放還是無源部件問題。（5）如是功放問題，打開功放，檢查功放射頻輸出頭與功放內部線路板的連接處是否有虛焊或脫焊現象、檢查功放內反射檢波電路是否有器件損壞的痕跡；（6）如果是無源器件的問題，檢查整機合成器輸入口的駐波情況，可用數字表電阻擋對多個入口比較測量簡單判斷具體測量則需要掃頻儀；（7）功放過載保護臨界點設置偏低，但需經多方面綜合判斷，詳細分析功放的工作狀態才能確定。

2、故障現象：VGON指示燈不亮。

功放沒有插到位或微動開關有問題。檢查功放是否插到位，檢查功放后邊的微動開關是否合上或是否已壞（開關為常開和常閉兩種狀態）。每個功放小盒的后邊，都有一個小的微動開關，保證在熱插入時，功放先上電，后上激勵，在熱拔出時，先關激勵，后斷電，即關斷功放管的偏置電壓，使功放管保持靜態，零功率輸出。因此在熱拔插的時候一定要小心，應確定功放后邊的定位桿對準機架的定位孔后再推進，以免造成微動開關不到位或損壞。

3、故障現象：功放出現過熱保護。主控單元LCD顯示：PAX OVERHEAT，對應功放出現紅燈告警。

（1）檢查風機和風道的運行情況，發射機的后門是否關好。風機進風口受到灰塵的堵塞或機房的進風量不夠等原因，也會造成過熱保護。（2）功放中溫傳感器故障，在溫度沒有達到設計的溫度（設計溫度68+2）就提前造成功放保護。（3）功放內合成器損壞，功放管的輸出功率不能通過合成器有效合成，造成散熱器溫度升高，出現過熱保護。（4）功放頻響變化，增益高和整機合成器輸入端口的駐波比大，也會造成功放溫度高，出現過熱保護。

4、故障現象：功放液晶顯示屏查看工作電壓和電流參數不正常。

該功放末級管的型號為：BLF861，其漏極工作電壓VD=32V。柵極對地電壓VD=4.5～5.5V，靜態工作電流約600～1000mA。取樣電阻兩端的電壓10～60mV左右。根據這些數值。（1）檢查開關電源是否有32V輸出，如不正常應該檢查供電電路中的元件是否有損壞。（2）用三用表檢查柵極對地電阻應有1～2KΩ，若柵源間電阻為0，可以判斷柵源極間可能已擊穿或短路，應焊下管進一步檢查。（3）用三用表檢查每只功放管對應的取樣電阻兩端的電壓。若無電壓，可以判斷此管無工作電流，取樣電阻或功放管已損壞。

五、結束語

由于該功放模塊設計比較合理，具有工作狀態比較穩定，故障率低，易于維護，效率高等等優點，為了防止功放模塊產生故障，提高播出的安全性、降低故障率、節省維護成本。建議發射機在運行的過程中，應多觀察發射機運行環境，定期做好功放模塊的維護檢修工作。