張 雪
(作者單位:貴州省新聞出版廣播電影電視局706臺)
?
DAM全固態中波發射機的過流故障
張雪
(作者單位:貴州省新聞出版廣播電影電視局706臺)
摘 要:隨著世界進入信息時代,中波廣播作為廣播節目傳播的重要方式,我國中波廣播發送設備已走向全固態數字化。DAM全固態中波發射機工作中常出現多類故障,過流故障就是其中之一,為保證機器的正常運行,就需要對這類故障進行分析、檢修。
關鍵詞:故障關聯分析;比較器;過流過載;故障檢修
DAM10 kW全故態中波發射機,以優質的音頻質量,高效的整機效率及穩定性,成為目前新以代發射機的重要機型。由于DAM全固態中波發射機具有完備的控制檢測保護電路,大大提高了發射機日常工作的穩定性和可靠性,為安全傳輸發射奠定了基礎。同時,由于它在系統中采用了音頻數字調制技術,使發射機由極好的動態響應。但是,DAM全固態中波發射機集成化程度高,進而也大大增加了故障處理的難度。主要從以下幾點來分析
1.1 射頻檢測電路
檢測信號輸入電路,該電路主要由高頻變壓器及2個峰值檢波器組成。從射頻分配器得到射頻驅動取樣信號送到變壓器的初級,高頻變壓器初級接有電阻、電感組成的寬帶匹配網絡,它的次級兩繞組分別接有2個電容器所構成的諧振負載,2個峰值檢波器也分別相應的故障檢測比較器提供射頻激勵的直流樣值信號。
射頻過激勵故障檢測電路,射頻激勵的直流樣值信號送到電壓比較器的同相輸入端,比較器的反相輸入端接一固定的參考電壓,該參考電壓為過激勵門限電壓。正常情況下,參考電壓高于射頻激勵取樣電壓,比較器輸出低電平。若取樣電壓高于參考電壓,比較器將輸出高電平。在控制器的開機啟動程序期間,過激勵信號輸出門被從控制器來的“過激勵禁止低電平”信號封鎖,只有在開機啟動程序完成之后,禁止信號被釋放,才能被打開,這時,過激勵檢測電路才能發揮它的作用。
射頻欠激勵故障檢測電路,射頻激勵的直流樣值電壓送到比較器的反相輸入端,其同相端接一參考電壓,該電壓為欠激勵門限電壓。正常情況下,射頻激勵樣值電壓高于參考電壓,比較器輸出低電平。若樣值電壓低于參考電壓,比較器將輸出高電平。該高電平“欠激勵故障高電平”信號并通過禁止門送到欠激勵控制邏輯電路。

圖1 過流故障邏輯檢測及顯示原理
1.2 欠激勵禁止A/B邏輯指令
欠激勵禁止A/B邏輯指令用于發射機開機期間直流供電未穩定之前禁止欠激勵故障檢測其參考電壓因電容充電而開始增高。同時,射頻激勵也開始增大,從而盡量使比較器的同相端參考電壓低于反相端的樣值電壓,防止開機時的錯誤檢測。在發射機開機吸合時,“欠激勵禁止A”為低電平,將封鎖禁止門。“欠激勵禁止B”為高電平,從而盡量降低參考電壓。
1.3 供電電流過荷檢測電路
該電路見圖1,由N27A、N27B、N28C、N28D及N24D組成,它同時對供電電流的峰值電流和半均值電流進行檢測,當任一值過荷時,都將給出供電電流過荷故障信號。檢測電路的輸入信號來自開關儀表板(A31)的電流表的“+”、“一”兩端,即功放電源的負極和地之間,或者說是100A的“電源電流”儀表的并聯電阻兩端。差動放大器N27B的輸入電壓很小,50 mV時相當于供電電流100A。
比較器N28C組成峰值電流檢測電路,它的參考電壓由+15VDC通過分壓器R97、R98得到,其設定值為11.85 V。正常情況下,比較器輸出低電平,如果調制電流峰值過限,則比較器輸出高電平,該高電平由或門N24D送到供電電流過荷邏輯電路。
比較器N28D和電壓跟隨器N27A組成電流平均值檢測電路,差動放大器N27B的輸出信號經由R76、C35組成的低通濾波器,消除來自信號源電壓取樣信號上的音頻分量,在電容C35上得到一個平均值電壓信號,該信號一路送到對外接口板用于外部測量,一路送到平均值比較器N28D的同相輸入端,N28D的反響輸入端按參考電壓,該電壓由+15VDC經分壓器R101、R102活的,作為平均值電流檢測的門限電壓,比較器N28D輸出為高電平。該高電平也由或門N24D送到供電電流過荷邏輯電路N32A、N32D、N35B及過流故障驅動顯示電路。
造成過流過載的可能因素如下。
2.1 音頻信號部分的故障
若發射機音頻部分出故障,則可能引起峰值電流過載。這種情況一般是由機器過調或竄入亞音頻信號引起的。此時,請檢查調制電平,如果最近校準過調制監控器,請檢查它的標定。可能監控器的讀數不高,但實際上機器已經處于過調狀態。
若調制電平正常,那么故障就可能是由竄入發射機的亞音頻信號造成的,DX系列發射機及一些高級的音頻設備都可以旁路亞音頻信號,過載情況可能是由于某種特殊的音源引起的。轉播機的噪音,尤其是當開機噪聲大到一定程度時,就可能造成過流過載,這種情況只要在節目線上裝一個濾波器即可解決,某些音頻處理器上還裝有轉換式低頻關斷濾波器,能濾除亞音頻信號,但將會造成廣播音量降低。
在亞音頻或低頻下,某些音頻處理器的直流偏置可隨調制信號的變化而變化,偏置電壓的變化會造成載波的變化,如果偏置朝正方向變動而同時調制信號的正峰值到來,那么就會發生直流過載,此類問題通常是由直流偏置的變動過大造成的,而此偏置來自節目源。直流偏置變動的另一表現是調制部分的功率輸出大幅擺動,哪怕一個僅10 mV的直流變動也會造成很可觀的載波變化。
檢測以上項目前切勿調整過流過載的設置,因為如果設置不當,可能損壞發射機。
2.2 單音調制引發的故障
若用一個單音調制信號測試發射機,高電平的低頻信號就可能引發過流過載故障。有許多音頻測試發生器都會在換頻是產生帶直流偏置電壓的輸出,這個偏置可能造成過流。當音頻輸入端的信號是一個高電平的低頻單音信號時,若發射機開機,那么處在全調制狀態的發射機將迅速升到額定功率,并產生浪涌電流,造成過載。
2.3 開機時的電源電流過載
一般來說,若發射機在開機時就出現過流過載故障,那么極可能是因為供給發射機的是幅度較大的低頻調制信號,因此,需要在開機前先降低調制信號的電平。另一種可能是電源控制電路有問題,即當發射機的高壓上升時,發射機輸出功率的同時電源電容還在充電。這個故障可能出自控制器板或音頻輸入板。此類故障的另一現象是:過載前,功放電流指針指向高端的速度比正常情況要快。
若由于過載發射機無法工作,那么將“功放關斷”開關扳至“關”。若在高壓接通時,功放電流繼續增加,那么問題很可能出自電源。
注:若高壓源直流短路(如高壓短路開關質量不好),那么發射機就不會指示過流過載,而可能指示欠激。這是因為由于短接不良,高壓沒有上升,激勵器的電源無法達到額定值,從而首先監測到得就是欠激。
除了上述硬件原因外,啟動邏輯不正常也會造成“過流”故障。交流接觸器K1、K2的吸合與釋放都受時序信號的嚴格控制,其正常的啟動邏輯:有任一開機鍵按下時,K1首先吸合,并保持1.6 s,然后K1釋放。自K1吸合起1.1 s后K2吸合,并由一個+22 V電壓使K2保持吸合狀態。K1經1.6 s后釋放。若時序元件失效可能使K1吸合時間太短,K2尚未吸合K1就已釋放,從而接通高壓泄放電流,造成過流。若開機后發現K1吸合時間太短,應查控制板上時序電路元件是否失效。交流接觸器電路見圖2。

圖2 交流接觸器電路
2.4 峰值電流門限故障
如果A32板上的峰值電流門限R98和平均值電流門限R102調整不當也會造成過流故障,可參考廠家調整值正確設置門限值。
本文通過對DAM10 kW全固態中波發射機中過流故障的分析和處理。分析處理,使我們認識到雖然DAM全固態中波發射機整機效率高、電聲指標好、工作穩定可靠,但是故障的分析與處理是有一定難度的。這就要求我們維護人員要具備一定的專業理論基礎,同時還要熟悉發射機的原理。只有這樣,才能在分析判斷故障時,能迅速應對,縮短故障處理時間。隨著發射機的老化,接觸不良現象會時有發生,因此,應注重平時的保養和維護,注意防塵、降低故障率。確保發射機的穩定運行。
參考文獻:
[1]莊濤.中波廣播發射臺理論基礎與實踐技術手冊[M].北京:光明日報出版社,2014
[2]張丕灶,等.數字式調幅中波發射機[M].廈門:廈門大學出版社,2000.
[3]陳曉衛.全固態中波廣播發射機使用與維護[M].北京:中國廣播電視出版社,2002.
[4]劉洪才,等.廣播發射與衛星傳輸理論基礎[M].北京:中國廣播電視出版社,2002.
[5]劉吉坤,等.數字調幅中波廣播發射機的原理與維護[S].湖北荊州中波臺培訓教材,2001.
作者簡介:張雪(1968-),女,貴州凱里人,工程師,研究方向:機房技術工作。