調制器組件電路分析及檢修

摘要：菲利普100W調頻發射機，因其技術指標高、體積小、工作穩定、性能可靠等諸多優點，主要在調頻大功率發射機的激勵前級得到了廣泛的使用，例如：在各省、市電視發射臺以及高山臺站普遍使用的北廣生產的TF520型10KW調頻發射機的前級推動，都是使用該設備。但是由于該設備為進口設備，相關的技術資料較缺乏，特別是調制器組件部分，元器件多，電路工作原理復雜，設備工藝要求高，維修困難等原因，這使得的各發射臺使用該設備過程中因該設備出現的故障而不得不花費大量的資金購置原機，造成了很大的浪費。該文主要針對菲利普100W調頻發射機故障率較高的調制器組件進行原理上的分析，并對失鎖出現的故障處理流程和一些案例做詳細的闡述，希望通過這些故障處理的方式、方法，為各發射臺的技術同行提供一些在維護工作中檢修的思路。

關鍵詞：組成及工作原理 調制器電路分析 激勵器組件檢修 結束語

中圖分類號： 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（c）-0000-00

1 組成及工作原理

菲利普100W激勵器主要是由立體聲編碼、調制器、15W放大器及顯示電路、100W功率放大器等幾個組件組成。其中調制器組件整個激勵器的核心部件，其技術指標的優劣會影響著整機的設備技術指標。圖1就是該組件的組成方框圖。

圖1 菲利普100W激勵器

調制器組件是由鎖相環路部分、壓控振蕩器和音頻處理電路組成，如圖2所示。鎖相環路部分包括基準振蕩器、相位檢波器、分頻器和射頻電路。由壓控振蕩器產生的射頻信號，經分頻器分頻后得到了6.25KHz的信號，送至相位檢波器與基準振蕩器產生的6.25KHz的標準參考頻率的相位相比較，得到控制信號的電壓去控制壓控振蕩器的頻率。從而使壓控振蕩器頻率達到穩定。在鎖相環路部分由于使用了快速搜索電路，并且快速搜索電路的環路通帶非常的寬，因此在開機后約10s就能鎖定頻率。

2 調制器組件電路分析

由于該組件的原理圖比較大，因篇幅所限在這里就不能一一給出，詳細圖紙請參閱調制器組件圖號：3913 466 19790。

圖2 調制組件

音頻電路 由A1、A2、A4、A5等組成。A1為平衡變不平衡的轉換器，A2為50μS預加重電路，此預加重只是在單聲道平衡輸入時使用，經A2輸出的音頻復合信號同時直接送至由A4和A5組件組成的調制檢波器，該調制檢波器是一個峰值測量電路，對輸入的音頻信號進行監測。

壓控振蕩器 由V2 、V3、V4、A1、A3、和相應的阻容元件組成。V4是一共漏極的高頻振蕩三級管，其發射載頻頻率是由L1、V2 和V3來決定。V2和V3是變容二極管，其容量是由濾波后的環路濾波電壓決定。環路濾波器是由R9、C11、R10、C12和R13組成，當F.A.（快速搜索）輸入端為高電平時，該濾波器可以變為快速搜索方式，進行搜索頻率。把原來的R10/C12的時間常數縮短為R11/C12，從而使C12的充放電時間大大的加快了，縮短搜索頻率的時間。送來的音頻信號通過R14和R13分壓，在C12的正端加上控制電壓后送至變容二極管進行調制。A3是一個緩沖放大器，將R.F電平提高到1mW再送至輸出端，同時也防止外來的干擾信號進入輸出端引起壓控振蕩器產生寄生調頻。

射頻電路 給下一級放大器提供一定的推動功率。由A16、A17組成。A16、A17是兩個放大器，A17提供1mW、50Ω輸出送至15W放大器組件，A16則是把射頻信號提升至1Vp-p電平，送到預脈沖計數器。

分頻器 是把由射頻電路送來的高頻信號進行降頻處理，達到要求的頻率信號6.25KHz方波頻率。它由預脈沖計數與可編程序計數器兩部分組成。由A10、V10、A11來完成。A10是一個四分頻器，其輸出端為15腳，峰值電壓1.4Vp-p、頻率為射頻頻率的1/4。V10是一個電平變換器，將A10送來的ELC電平轉換為TTL電平。A11雙“D”觸發器，由它進行2分頻，輸出端在5腳波形是4Vp-p，頻率為1/8射頻頻率。因此在預脈沖計數共進行了8分頻。可編程程序計數器實際上是一個同步計數器，是由A12、A13、A14和A15組成。在一定的周期時間內，對分頻后來的方波脈沖信號進行計數，然后，經過可編程分頻器的輸出經V7轉換成CMOS電平，其輸出頻率一定為6.25 KHz，幅度值為15Vp-p。

相位檢波器 顧名思義就是進行相位檢波，還有一個作用就是對快速搜索電路提供開關的作用。A8是一個CMOS電路，使用2個相位檢波。

基準振蕩器 產生一個基準振蕩的頻率，為相位檢波器提供基準頻率。是由恒溫器里產生的1MHz信號由A7進行160次分頻，得出6.25KHz的輸出頻率，再送人相位檢波器。振蕩器是通用的考畢茲電路，其頻率由晶體決定。通過調整可變電容C17可以改變振蕩器的頻率，從而可以微調射頻頻率。A19和V5組成恒溫電路，保持晶體盒內的溫度在75°恒定。

3 激勵器調制器組件的檢修

圖3 失鎖檢修流程

圖3是該文研究者在近年來對于排除電路失鎖故障總結的一點方法。

通過這個失鎖故障流程結合上面在電路分析所給出的一些數據，利用示波器和萬用表就能夠較快的排除壓控振蕩器失鎖故障。

下面是在幾個有關于調制器組件的故障實例。

（1）開機后，功率告警，故障關機。

故障分析判斷：重新開機，10s后發現鎖定燈不亮，因此可以判斷是由于調制器組件的失鎖造成射頻無輸出。發射機的邏輯控制具有欠功率告警功能，當射頻輸出功率小于設定的最低門限值時故障關機，并馬上關機，保護設備。

圖4 模擬工作電路

根據調制器組件失鎖故障排除流程，一共有四種原因：（1）調制器無正常工作的需要的電源；（2）壓控振蕩器小盒無輸出射頻頻率；（3）是鎖相環路不工作，造成頻率總在搜索狀態；（4）是基準振蕩器有故障，也造成頻率始終搜索。因此需要逐個排除，首先用萬用表測量供電是否正常，否則查供電電路。然后確認鎖相環問題工作是否正常。因壓控振蕩器和鎖相環是缺一不可，互相依靠的關系，缺少任何一個他們都不能獨立工作，簡單的測量是無法判斷具體某部分故障。因此做了一個用電位器模擬鎖相環路工作的電壓，提供給壓控振蕩器，然后用示波器和頻率計測量輸出頻率是否正常。如果有輸出說明是鎖相環有故障，否則為壓控振蕩器故障。具體電路如圖4所示，改變電位器的阻值，用頻率計在射頻輸出端測量輸出頻率，測量到輸出頻率在變化，說明壓控振蕩器的工作是正常的，那么就可以判斷故障就在鎖相環電路或是基準振蕩電路上。再用示波器檢查了相位檢波器A8的3腳基準輸入的頻率是否為6.25KHz幅度為15Vp-p，如果有，為基準振蕩器工作正常，否則查基準振蕩器電路。經查基準振蕩器工作是正常的。再查A8的14腳，為射頻分頻后的輸入端上，測量無信號，利用在電路分析中鎖相環路上各IC的輸出腳電壓波形，發現在A16的輸出端上無射頻信號。說明問題就在A16上，測量其工作電壓和外圍電路都是正常的，那么可以判斷是16內部電路不工作造成無輸出，導致失鎖。

故障排除：更換A16后，開機后10s，鎖定指示燈亮，調制器組件正常工作。

（2）在季度末的設備指標檢查中發現調頻甲機信噪比嚴重下降至56dB，原來為72 dB，同時非線性失真指標也超出了乙級指標的標準。

分析造成信噪比下降的共有以下幾個方面原因。

（1）是電源紋波大，濾波性能不好。一般會造成低頻噪聲干擾，信噪比下降不是很嚴重。

（2）調制器的性能下降。使整個的設備所有指標都下降，并且下降的幅度很大。

（3）有寄生振蕩干擾，也就是所謂的自激。比較復雜，低頻和高頻自激，信噪比下降的不嚴重，而本波自激，信噪比下降很大。

（4）屏蔽不好，造成串擾。下降不是很嚴重，失真和頻響的指標下降也很小，加強屏蔽可以得到的改善。

根據多年來的維護經驗，利用頻譜儀是判別信噪比下降的最簡單檢測手段。如果在頻譜儀上看到的頻率能量集中在低頻區，那么電源紋波系數大是引起信噪比下降的主要原因。如果能量集中在高頻區，說明有寄生振蕩干擾。如果能量覆蓋在音頻的范圍內，一般的都是調制器的元氣件參數發生改變導致調制性能下降。

判斷通過檢測，發現在頻譜儀上低頻區的能量較大，那么無疑是電源的低頻干擾造成的。然后再用排除法先整體再局部的方法排除具體組件。先測量100W激勵器輸出單獨進行測量是否達到要求噪比為57dB左右，說明問題出在了15W推動以及以前組件問題，于是再次測量15W推動的信噪比，依然為5757dB，那么問題一定在調制器組件上。然后，再次利用頻譜儀測量調制器組件頻譜，能量依然在低頻區多，因此可以確定出在了電源濾波電容上。對激勵器電源的電壓和濾波電容進行了檢查，未發現異常，通過原理圖發現在調制器組件內的壓控振蕩器還有-15V C27 25V15uF和+15V C28 25V15uF電源的防干擾濾波電容的容量，發現-15V電源的C27電容幾乎沒有容量。

排除更換新的濾波電容后，進行了測試，信噪比提高為70dB，同時其他各級指標也都達到了甲級部頒標準。

4 結語

隨著科技的不斷發展，大規模集成電路和超大規模集成電路投入使用，使得調頻激勵器的外觀更加小巧，指標更高，工作更穩定，也因此應運而生的具備RDS接收功能的調頻激勵器和數字調頻激勵器，為廣大聽眾帶來更多的信息咨詢。相信廣播電視設備工作者也會更加努力，不斷提高業務水平，為廣大的廣播聽眾能夠更好的服務。

參考文獻

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