DAM10kW中波廣播發射機功放模塊故障原因總結

任立君　王秋松　李艷華

摘 要：DAM10kW中波廣播發射機是我國目前采用比較廣泛的發射機，該類發射機性能穩定，故障率較低，指標較高。從使用情況來看，功率放大器模塊是常見的易損件，維護量較大。本文結合實際維護情況對功放模塊損壞的原因和檢測方法進行了分析總結。

關鍵詞：故障現象；檢測方法；故障現象類型分析

中圖分類號：TN830 文獻標識碼：A

功率放大器模塊是DAM中波發射機出現故障最多的易損件，導致其發生故障的原因很多，通過歸類大致可以分成三種情況。一是同一個功率放大器模塊插在任意插槽位置都會反復出現故障；二是在同一插槽位置插入的任意功放模塊經常損壞；三是連續在隨機位置上出現功放模塊損壞。本文關于這三類故障現象的原因分析基本涵蓋了功放模塊損壞的全部可能原因，并結合實際維修情況對模塊故障的檢測方法進行了總結。

一、故障現象類型分析

1 一塊功放模塊經常出現故障，不管處于哪個插槽位置。這種情況是功放模塊本身存在問題，和插槽位置無關。一種原因是此功放模塊的場效應管IRF350和散熱器之間的絕緣墊存在問題，由于絕緣墊上有散碎的焊錫或散熱器上的毛刺損傷絕緣墊使其絕緣度降低，而我們在維修功放模塊時只更換損壞的場效應管，沒有注意到絕緣墊，導致維修后故障還會重復出現；另一種原因是該功放模塊的開關控制電路有問題，如三極管 V5或V6短路將導致場效應管始終導通，使場效應管過熱燒毀；第三，若該功放模塊的射頻驅動電路存在問題會使驅動信號的電平和相位不正確，從而損壞使模塊，雙向二極管VD1～VD4有擊穿，驅動變壓器T1和T2存在故障，都會導致射頻驅動信號工作不正常；此外功放模塊存在虛焊也是導致場效應管損壞的常見原因，特別是驅動變壓器T1和T2的負載電路。

2 在同一個插槽位置上功放模塊經常損壞。很顯然這種情況是位置原因，和插入的功放模塊無關。一種原因是與該位置有關的RF分配器、射頻電纜及插座存在問題，導致射頻驅動信號不正確，正常情況下射頻驅動信號的電平約23VP-P，各模塊之間的驅動相差在5°以內；另一種原因是功放模塊的射頻輸出環形變壓器存在故障，效率線圈抽頭錯誤或模塊插座接觸不良導致場效應管IRF350的漏極輸出相位不正確，正常情況下每個模塊的場效應管漏極開關波形相位也在5°以內，漏極相位不正確的功放模塊通常工作溫度偏高，環形變壓器磁環存在變色、破裂或打火，固定效率線圈的玻璃膠有融化現象； 此外，該位置來自調制編碼電路的開關控制信號不正常也會導致功放模塊反復損壞，驅動編碼電路的所有模塊驅動電平是接近的，若某路驅動電平異常就會導致插入該位置的功放模塊的開關控制信號異常，從而損壞模塊。最后，模塊插座接觸不良導致打火、拉弧使模塊損壞也是原因之一，經驗表明經常插拔模塊的位置會導致接觸彈片松動變形造成接觸電阻變大。

3 隨機位置接連出現功放模塊損壞。一種原因是發射機輸出網絡失諧，會導致功放模塊輸出效率降低，導致模塊發熱，長期工作將導致模塊接連損壞；模數轉換電路轉換脈沖設置不合適是造成功放模塊隨機損壞的另一個原因，模數轉換板相位補償開關設置不當會導致載頻采樣信號的相位不正常，使調制編碼電路輸出的功放開關控制信號不能恰當的開關功放模塊，增加了模塊的開關損耗，縮短了場效應管的使用壽命；第三個原因是調制B-電源設置不合適使功放模塊隨機損壞，調制B-電源的作用是補償功放模塊的開關時間，正常情況下在載波功率10kW、100%調制時，B-電源的范圍是-2V～-6V，其中負峰調制為-2V，正峰調制為-6V； 第四種導致功放模塊隨機損壞的原因可能是駐波保護電路調整不合適，輸出監測板上的駐波保護電路調整不當將使發射機遭到駐波沖擊時得不到保護，產生功放模塊隨機損壞；第五個導致功放模塊隨機損壞的原因是過負荷保護電路設置不正確或不工作，當發射機出現過荷時得不到有效的保護；此外發射機冷卻系統工作不正常也將導致功放模塊的隨機損壞，檢查風道和風機風接點的工作狀態，保證功放模塊的有效散熱。

二、故障檢測方法

1 找出指示工作正常，但實際有故障的功放模塊。有時功放模塊顯示工作正常，但發射機失真指標不好，實際上存在著有故障的功放模塊，這種情況下可以采用雙蹤示波器來找出故障模塊的位置。發射機開低功率2kW，同時輸入100Hz的音頻信號，調制度100%時，使用示波器測試來自輸出監測電路的射頻輸出采樣信號，可以看到正弦波信號上會存在小缺口或鋸齒，這就說明存在著開關故障的功放模塊。可以使用示波器的另一通道來確定故障模塊的位置，測試調制編碼電路每個大臺階的驅動開/關電平，直到顯示出某個臺階的TTL低電平為故障波形，驅動電平為TTL負電平，故障波形的負電平的絕對值是較小的。由于10kW發射機使用42塊功放模塊，為了快速找出故障模塊的位置，可以利用非對稱音頻波形的辦法來快速確定。故障波形一般靠近調制的正峰值，而10kW、100%調制度工作時并不是所有功放模塊都開啟，因此采用非對稱音頻波形，使發射機在不產生過調制和負峰削波的前提下（正峰125%，負峰50%），可以清楚地看到在非對稱音頻波形上的故障大致位置（通常故障在波形頂部顯示為缺口），此時再利用雙蹤示波器的另外一路測試調制編碼驅動電平，找出對應的故障位置。此時如果更換故障位置的功放模塊，故障仍然存在，則故障出在調制編碼電路。

2 利用替代的方法快速查找來自調制編碼電路的故障。當我們已經判斷出功放模塊的故障位置，可以利用替換故障位置輸入的開關控制信號來確定故障。例如我們判斷8號模塊位置存在故障，可以將鄰近7號位置的開關控制信號與8號位置的開關控制信號對調，此時故障現象將轉移到7號位置。這樣我們就可以判斷出8號位置在調制編碼電路上的驅動開關控制信號存在問題，進一步處理驅動編碼電路故障。

3 功放模塊射頻驅動信號電平的測試方法。假如我們懷疑故障模塊的射頻驅動電平不正常，可以使用示波器測量該模塊的射頻驅動電平。在測試射頻驅動電平前，首先要確保安全，關閉發射機，然后掛接地鉤對將發射機高壓電源放電，然后拔掉熔斷器組件板的所有保險管。給發射機加電，此時只有功放電壓，沒有功放電流。將示波器打在直流耦合上，用示波器探頭測量被測模塊的測試點（場效應管的控制柵），此時的波形幅度應該在21～24VP-P，低于20 VP-P電平的幅度就認為不正常。這種情況通常由射頻驅動電纜導致。

4 功放模塊射頻驅動信號相位的測試方法。每個功放模塊射頻驅動信號的相位差在5°以內，我們懷疑模塊的相位不正確導致模塊損壞時，可以對射頻驅動信號的相位進行測量。測試時首先要采取和測試射頻驅動電平一樣的安全措施。把示波器打在直流耦合檔，一格5V，光標調整在屏幕中心。把示波器置于外同步，用射頻電纜連接振蕩器作為外同步信號源。調整示波器使一個周期的射頻信號占9格位置，每格40°，波形位于屏幕十字中心，把這一波形作為測量故障功放模塊射頻驅動信號的參考相位波形。參考相位波形確立后，不要動示波器的設置，把示波器探頭放到疑似故障模塊的射頻驅動信號測試位置，如果故障功放模塊的射頻驅動信號相位波形處于參考波形左邊或右邊且超出一大格則說明此模塊的射頻驅動信號相位比參考相位滯后或超前4°。如果測試的相位超過了參考相位5°，采用替換法用一塊新的功放模塊來確定是模塊自身原因還是位置原因（通常是模塊自身）。若判斷是模塊自身原因則仔細檢查模塊的射頻驅動變壓器T1、T2和開關控制電路，通常驅動變壓器T1、T2或其他元器件的虛焊是導致驅動信號相位故障的主要原因。

5 功放模塊漏極相位的測量方法。測試時將發射機功率開在5kW。將示波器設置在交流耦合，使用示波器探頭測試功放模塊場效應管漏極測試點， 調整示波器使掃描軌跡在屏幕中心，幅度設為每格50V。把示波器設為外同步，并連接到振蕩器。調整示波器使一個波形周期占據9格，每格40°，波形的0位置在屏幕十字中心線上，將此波形作為參考相位。用示波器探頭測量故障模塊的漏極測試點， 看其和參考相位是否超過了5°。用替換法確定是位置原因還是模塊自身原因（通常為位置），若判斷是位置原因則仔細檢查輸出合成環形變壓器和效率線圈。

結語

上述關于功放模塊故障原因和故障檢測方法的分析是建立在長期從事發射機維護工作中總結的，

希望可以給電臺維護人員提供一定的參考。

參考文獻

[1]付鵬. 探討DAM 10kW中波廣播發射機故障及處理[J].電子世界，2014 （12）：222-222.