調(diào)制器組件電路分析及檢修

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

關(guān)鍵詞：組成及工作原理 調(diào)制器電路分析 激勵器組件檢修 結(jié)束語

中圖分類號： 文獻(xiàn)標(biāo)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(diào)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(diào)制器組件整個激勵器的核心部件，其技術(shù)指標(biāo)的優(yōu)劣會影響著整機(jī)的設(shè)備技術(shù)指標(biāo)。圖1就是該組件的組成方框圖。

圖1 菲利普100W激勵器

調(diào)制器組件是由鎖相環(huán)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(huán)路部分包括基準(zhǔn)振蕩器、相位檢波器、分頻器和射頻電路。由壓控振蕩器產(chǎn)生的射頻信號，經(jīng)分頻器分頻后得到了6.25KHz的信號，送至相位檢波器與基準(zhǔn)振蕩器產(chǎn)生的6.25KHz的標(biāo)準(zhǔn)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(dá)到穩(wěn)定。在鎖相環(huán)路部分由于使用了快速搜索電路，并且快速搜索電路的環(huán)路通帶非常的寬，因此在開機(jī)后約10s就能鎖定頻率。

2 調(diào)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(xì)圖紙請參閱調(diào)制器組件圖號：3913 466 19790。

圖2 調(diào)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(zhuǎn)換器，A2為50μS預(yù)加重電路，此預(yù)加重只是在單聲道平衡輸入時使用，經(jīng)A2輸出的音頻復(fù)合信號同時直接送至由A4和A5組件組成的調(diào)制檢波器，該調(diào)制檢波器是一個峰值測量電路，對輸入的音頻信號進(jìn)行監(jiān)測。

壓控振蕩器 由V2 、V3、V4、A1、A3、和相應(yīng)的阻容元件組成。V4是一共漏極的高頻振蕩三級管，其發(fā)射載頻頻率是由L1、V2 和V3來決定。V2和V3是變?nèi)荻O管，其容量是由濾波后的環(huán)路濾波電壓決定。環(huán)路濾波器是由R9、C11、R10、C12和R13組成，當(dāng)F.A.（快速搜索）輸入端為高電平時，該濾波器可以變?yōu)榭焖偎阉鞣绞剑M(jìn)行搜索頻率。把原來的R10/C12的時間常數(shù)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?nèi)荻O管進(jìn)行調(diào)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(jìn)入輸出端引起壓控振蕩器產(chǎn)生寄生調(diào)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(yù)脈沖計(jì)數(shù)器。

分頻器 是把由射頻電路送來的高頻信號進(jìn)行降頻處理，達(dá)到要求的頻率信號6.25KHz方波頻率。它由預(yù)脈沖計(jì)數(shù)與可編程序計(jì)數(shù)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(zhuǎn)換為TTL電平。A11雙“D”觸發(fā)器，由它進(jìn)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(yù)脈沖計(jì)數(shù)共進(jìn)行了8分頻。可編程程序計(jì)數(shù)器實(shí)際上是一個同步計(jì)數(shù)器，是由A12、A13、A14和A15組成。在一定的周期時間內(nèi)，對分頻后來的方波脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后，經(jīng)過可編程分頻器的輸出經(jīng)V7轉(zhuǎn)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(jìn)行相位檢波，還有一個作用就是對快速搜索電路提供開關(guān)的作用。A8是一個CMOS電路，使用2個相位檢波。

基準(zhǔn)振蕩器 產(chǎn)生一個基準(zhǔn)振蕩的頻率，為相位檢波器提供基準(zhǔn)頻率。是由恒溫器里產(chǎn)生的1MHz信號由A7進(jìn)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(diào)整可變電容C17可以改變振蕩器的頻率，從而可以微調(diào)射頻頻率。A19和V5組成恒溫電路，保持晶體盒內(nèi)的溫度在75°恒定。

3 激勵器調(diào)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(jié)的一點(diǎn)方法。

通過這個失鎖故障流程結(jié)合上面在電路分析所給出的一些數(shù)據(jù)，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(guān)于調(diào)制器組件的故障實(shí)例。

（1）開機(jī)后，功率告警，故障關(guān)機(jī)。

故障分析判斷：重新開機(jī)，10s后發(fā)現(xiàn)鎖定燈不亮，因此可以判斷是由于調(diào)制器組件的失鎖造成射頻無輸出。發(fā)射機(jī)的邏輯控制具有欠功率告警功能，當(dāng)射頻輸出功率小于設(shè)定的最低門限值時故障關(guān)機(jī)，并馬上關(guān)機(jī)，保護(hù)設(shè)備。

圖4 模擬工作電路

根據(jù)調(diào)制器組件失鎖故障排除流程，一共有四種原因：（1）調(diào)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(huán)路不工作，造成頻率總在搜索狀態(tài)；（4）是基準(zhǔn)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(rèn)鎖相環(huán)問題工作是否正常。因壓控振蕩器和鎖相環(huán)是缺一不可，互相依靠的關(guān)系，缺少任何一個他們都不能獨(dú)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(huán)路工作的電壓，提供給壓控振蕩器，然后用示波器和頻率計(jì)測量輸出頻率是否正常。如果有輸出說明是鎖相環(huán)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(jì)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(huán)電路或是基準(zhǔn)振蕩電路上。再用示波器檢查了相位檢波器A8的3腳基準(zhǔn)輸入的頻率是否為6.25KHz幅度為15Vp-p，如果有，為基準(zhǔn)振蕩器工作正常，否則查基準(zhǔn)振蕩器電路。經(jīng)查基準(zhǔn)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(huán)路上各IC的輸出腳電壓波形，發(fā)現(xiàn)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(nèi)部電路不工作造成無輸出，導(dǎo)致失鎖。

故障排除：更換A16后，開機(jī)后10s，鎖定指示燈亮，調(diào)制器組件正常工作。

（2）在季度末的設(shè)備指標(biāo)檢查中發(fā)現(xiàn)調(diào)頻甲機(jī)信噪比嚴(yán)重下降至56dB，原來為72 dB，同時非線性失真指標(biāo)也超出了乙級指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)。

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(yán)重。

（2）調(diào)制器的性能下降。使整個的設(shè)備所有指標(biāo)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(fù)雜，低頻和高頻自激，信噪比下降的不嚴(yán)重，而本波自激，信噪比下降很大。

（4）屏蔽不好，造成串?dāng)_。下降不是很嚴(yán)重，失真和頻響的指標(biāo)下降也很小，加強(qiáng)屏蔽可以得到的改善。

根據(jù)多年來的維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，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(qū)，那么電源紋波系數(shù)大是引起信噪比下降的主要原因。如果能量集中在高頻區(qū)，說明有寄生振蕩干擾。如果能量覆蓋在音頻的范圍內(nèi)，一般的都是調(diào)制器的元?dú)饧?shù)發(fā)生改變導(dǎo)致調(diào)制性能下降。

判斷通過檢測，發(fā)現(xiàn)在頻譜儀上低頻區(qū)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(dú)進(jìn)行測量是否達(dá)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(diào)制器組件上。然后，再次利用頻譜儀測量調(diào)制器組件頻譜，能量依然在低頻區(qū)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(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，通過原理圖發(fā)現(xiàn)在調(diào)制器組件內(nèi)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(fā)現(xiàn)-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(jìn)行了測試，信噪比提高為70dB，同時其他各級指標(biāo)也都達(dá)到了甲級部頒標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)語

隨著科技的不斷發(fā)展，大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路投入使用，使得調(diào)頻激勵器的外觀更加小巧，指標(biāo)更高，工作更穩(wěn)定，也因此應(yīng)運(yùn)而生的具備RDS接收功能的調(diào)頻激勵器和數(shù)字調(diào)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(shè)備工作者也會更加努力，不斷提高業(yè)務(wù)水平，為廣大的廣播聽眾能夠更好的服務(wù)。

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