MOD-110P放大系統(tǒng)故障淺析

謝 勇

民航寧波空中交通管理站技術(shù)保障部，浙江寧波 315000

MOD-110P放大系統(tǒng)故障淺析

謝 勇

民航寧波空中交通管理站技術(shù)保障部，浙江寧波 315000

中國民用航空領(lǐng)域中傳統(tǒng)陸基導(dǎo)航設(shè)備依舊占據(jù)著重要作用。作為航路導(dǎo)航和部分終端導(dǎo)航的主要陸基導(dǎo)航設(shè)備，全向信標(biāo)DVOR和測(cè)距儀DME肩負(fù)著近乎所有中國民用航空器的航路導(dǎo)航任務(wù)。航路導(dǎo)航的主要部分是通過DVOR提供的方位信息以及DME提供的距離信息構(gòu)成的，迄今國內(nèi)的DVOR全向信標(biāo)設(shè)備主要包括thales4000型和thales432型，其中又以4000型為主。本文希望通過該則DVOR4000型設(shè)備的放大器板件的故障案例，對(duì)通過故障現(xiàn)象的判定和信號(hào)流程的分析來確定故障位置的方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，從而提升設(shè)備故障板件的自主維修能力。

DVOR4000；MOD-110P；放大器；MSA-1105；維修

0 引言

DVOR4000型設(shè)備是中國民用航空領(lǐng)域中使用率最高的傳統(tǒng)航路方位導(dǎo)航設(shè)備，通過與提供相對(duì)于導(dǎo)航臺(tái)站距離信息DME設(shè)備的配套使用，為民用航空器提供具體、準(zhǔn)確的位置信息。

多普勒全向信標(biāo)4000型設(shè)備因其廣泛的使用范圍和相對(duì)較高的使用頻率，是目前中國民用航空航路導(dǎo)航臺(tái)與DME測(cè)距儀配套的主要設(shè)備。在設(shè)備的運(yùn)行過程中，維護(hù)人員可能遇到設(shè)備的各種問題，現(xiàn)將我在工作中碰到一起DVOR4000型設(shè)備的故障案例與大家分享，通過對(duì)設(shè)備信號(hào)放大器部件MOD-110進(jìn)行故障定位、分析和維護(hù)進(jìn)行說明，希望提供一些想法和思路，為導(dǎo)航設(shè)備保障工作中的維護(hù)維修提供一些想法

1 系統(tǒng)介紹

全向信標(biāo)設(shè)備主要包括以下幾個(gè)部分：發(fā)射機(jī)部分（TX），監(jiān)控器（MOM），控制和選擇邏輯組件（LCSU），天線切換單元（ASU）和天線陣。本文以THALE公司DVOR4000設(shè)備為實(shí)例。

發(fā)射機(jī)（TX）作為設(shè)備的信號(hào)產(chǎn)生部件，采用主備配置，互為備份，因此組成和功能亦完全相同，主要包含SYN-D模塊、MOD-110（P）模塊、CA-100模塊、MSG-S（C）模塊和CCP-D模塊。其中SYN-D模塊也稱頻率產(chǎn)生器，主要作用是振蕩器以及鎖相環(huán)路產(chǎn)生固定頻率載波和邊帶信號(hào)；MOD-110（P）模塊的作用是對(duì)由SYN-D產(chǎn)生載波和上下邊帶波進(jìn)行調(diào)制，并對(duì)邊帶信號(hào)進(jìn)行初級(jí)放大；CA-100模塊當(dāng)于一個(gè)放大器，其主要作用是將載波信號(hào)放大到額定功率并返回監(jiān)控信號(hào)；MSG-C（S）模塊作為存儲(chǔ)和控制單元，其主要作用是對(duì)各種信號(hào)的測(cè)量和控制；CCP-D模塊的作用則是穩(wěn)頻和反饋。

天線切換單元作為設(shè)備的公共組成部分，主要是將發(fā)射機(jī)產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行處理，再送至設(shè)備中央載波天線和50根邊帶天線上。

監(jiān)控信號(hào)處理器作為無主次監(jiān)控配置，分別同時(shí)對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)監(jiān)控參數(shù)超出一定的范圍時(shí)，設(shè)備自身進(jìn)行誤差或故障的分析，最后決定是否執(zhí)行相關(guān)操作，包括換機(jī)或者關(guān)機(jī)。

2 故障現(xiàn)象

寧波庵東導(dǎo)航臺(tái)導(dǎo)航設(shè)備啟用于1999年，迄今已運(yùn)行15年，目前設(shè)備已經(jīng)比較老舊。2014年，庵東導(dǎo)航臺(tái)DVOR出現(xiàn)了數(shù)次轉(zhuǎn)換，告警現(xiàn)象都是9960Hz AM調(diào)制度為15%左右，設(shè)備開機(jī)重啟后設(shè)備恢復(fù)正常工作。

3 信號(hào)分析

調(diào)制器作為一個(gè)射頻放大器，其信號(hào)相位和幅度都是可調(diào)制的，帶寬為108MHz-118MHz，均可用于載波和邊帶。MOD-110P和MOD-110不同之處在于他們的最大輸出功率，MOD-110P用于上邊帶（sb1、sb2）和30W機(jī)型的載波（CSB）功放，對(duì)大于30W機(jī)型，MOD-110代替MDO-110P作為CSB通路功放CA-100C的驅(qū)動(dòng)。

SYN-D接輸出的射頻信號(hào)為10dBm，經(jīng)一個(gè)-9dBm的衰減器后達(dá)到合適的電平，然后送入相應(yīng)開關(guān)（Z2），處理器通過相位控制電路IC4利用Z2來實(shí)現(xiàn)控制相移的鍵控（0°/180°），而電位器（R151）亦可通過微調(diào)來改變監(jiān)控率，這些流程作用即是對(duì)邊帶支路中的載波抑制（調(diào)節(jié)因子）進(jìn)行優(yōu)化。RF信號(hào)饋入相移器Z3，然后再饋入第二個(gè)相移器Z1。通過相位控制電路，這些移相器Z1，Z3中的變?nèi)荻O管的容量開始隨著控制電壓UPH的變化而變化，借此亦可方便設(shè)置移相器的傳輸相位。其中Z1的電壓有Z3控制。根據(jù)不同的用途，開關(guān)IC300給IC2送入不同的信號(hào)：作CSB調(diào)制器時(shí)，IC2作為CSB信號(hào)相應(yīng)線性控制控制放大器。IC1補(bǔ)償靜態(tài)相位偏移并給IC2饋入一個(gè)直流電壓。而用于邊帶發(fā)射機(jī)時(shí)，IC2作為設(shè)置邊帶相位控制值的放大器，SBO相位由軟件控制，控制信號(hào)來自于MSG-C。相移器Z1后接RF預(yù)放IC9/Q10，這一級(jí)把相移器單元輸出的電平放大到+13dB。

4 故障點(diǎn)判斷

經(jīng)過長時(shí)間的努力，仔細(xì)研究板件內(nèi)部的線路，并根據(jù)射頻通路，仔細(xì)測(cè)試各個(gè)輸出波形發(fā)現(xiàn)在測(cè)試第一級(jí)射頻放大輸出信號(hào)時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)故障板件的輸出信號(hào)包絡(luò)比正常板件的要小。根據(jù)電路分析，我們確定該級(jí)放大電路主要有兩個(gè)放大器模塊組成，MSA-0186（N9）和MSA-1105（Q10）。其中MSA-0186為50Ω通用放大器，MSA-1105為50Ω或75Ω高動(dòng)態(tài)范圍線性放大器。通過比較分析可以得出：MSA-0186是作為通用放大器使用的，而MSA-1105擁有線性特性，在射頻信號(hào)電路中根據(jù)故障現(xiàn)象和告警參數(shù)，可以推斷出線性特性組件出現(xiàn)故障。我們通過分析MOD-110P的射頻放大電路，射頻信號(hào)經(jīng)過MSA-0186的預(yù)防大，在通過MSA-1105進(jìn)行實(shí)際放大；而故障現(xiàn)象是射頻通路降低一半，所以實(shí)際放大的器件MSA-1105產(chǎn)生故障的可能性較大。同時(shí)，作為老舊板件放大板件更容易產(chǎn)生損壞，這也是判斷故障點(diǎn)的一個(gè)重要依據(jù)。

考慮到主要現(xiàn)象是信號(hào)幅度較小，而主要功率放大模塊為線性放大器，因此我們初步認(rèn)為故障很有可能在該放大器上。隨后，我們根據(jù)該放大器的型號(hào)，自行購買了該放大器器件。科室成員充分利用現(xiàn)有工具平臺(tái)，設(shè)計(jì)了焊接方案，并在報(bào)廢的電腦主板上多次嘗試，最終成功更換了該器件。

5 結(jié)論

在器件MSA-1105更換完成后，上機(jī)對(duì)板件進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果顯示板件可以正常工作，所有參數(shù)顯示正常，至今為止設(shè)備已正常運(yùn)行3個(gè)月左右。

經(jīng)過仔細(xì)分析研究，確定故障模塊為MOD-110P。在重新開機(jī)后設(shè)備參數(shù)正常，考慮設(shè)備故障是由MOD-110P板件老化造成性能下降引起，然后通過分析射頻電路，通過比較電路中的各個(gè)放大器，綜合考慮設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)，根據(jù)告警參數(shù)確定板件具體故障點(diǎn)。通過這個(gè)故障維修過程，希望能給民航空管設(shè)備保障的從業(yè)者提供參考。DVOR 4000在民用航空的航路保障中使用非常廣泛，而該設(shè)備板件自身老化已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重，MOD-110P各部分零件性能下降尤為突出。考慮DVOR4000設(shè)備上共有4塊MOD-110P，修理費(fèi)用高昂，本文旨在給各位同行從業(yè)者提供一種可靠有效的思路，為各單位節(jié)約維修周期和維修經(jīng)費(fèi)。

[1]DVOR 432 vol 2 sect 06 MOD 110 -110P eng.

[2]DVOR4000-fsd45.

[3]DVOR_DME Presentation_Chinese_20121127.pdf.

TP3

A

1674-6708（2015）142-0062-01