UHF 10kW電視發(fā)射機(jī)功放原理介紹及維修

楊志義+王劍新

摘 要： 本文介紹了我臺(tái)使用的成都凱騰四方公司生產(chǎn)的UHF 10kW電視發(fā)射機(jī)功放原理、維修方法，結(jié)合故障案列進(jìn)行分析，希望可以為廣大廣電技術(shù)人員在實(shí)際操作與維護(hù)工作中提供參考。

關(guān)鍵詞： 功率放大器；末級(jí)功放管；BLF861A

一、引言

由于全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)功放單元和供電單元采用了積木化、冗余化設(shè)計(jì)，當(dāng)某個(gè)電源或功放出現(xiàn)故障時(shí)，其他功放仍能正常工作，不會(huì)造成停播；雙激勵(lì)器配置，可實(shí)現(xiàn)主/備激勵(lì)器的自動(dòng)和人工切換；狀態(tài)指示、故障告警保護(hù)功能完善，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)，這就決定了現(xiàn)今電視發(fā)射機(jī)的維護(hù)理念和維護(hù)方式發(fā)生了改變，使得發(fā)射機(jī)功率放大模塊成為發(fā)射機(jī)主要的維護(hù)對(duì)象，下面將通過(guò)我臺(tái)使用的成都凱騰四方UHF 10kW電視發(fā)射機(jī)功放的介紹來(lái)分析發(fā)射機(jī)功率放大模塊的維修。

二、800W功率放大器

800W功率放大器安裝在一塊大的散熱器上，最大輸出功率800W，增益40dB。該放大器前級(jí)是30W和100W兩級(jí)放大，后級(jí)共有四個(gè)200W放大器合成。

1、30W前級(jí)功放模塊：

工作帶寬470MHz～860MHz，功放管1只，型號(hào)為MRF9030，可提供30W的同步頂線性功率。該模塊射頻輸入、輸出均采用巴倫（平衡不平衡轉(zhuǎn)換）網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)稱(chēng)阻抗50Ω，供電28V，AB類(lèi)工作，其漏級(jí)工作電壓：VD=28V，柵級(jí)對(duì)地電壓：VG=2.8～3.6V，靜態(tài)工作電流：I=2～400mA左右。

該級(jí)功率小，在實(shí)際工作過(guò)中幾乎不出問(wèn)題。

2、UHF100W功放模塊

UHF100W功放模塊原理：UHF100W功放模塊是按電視小型化集成要求而設(shè)計(jì)的線性放大器，適用UHF波段射頻放大，工作帶寬470MHz～860MHz，功放管用量1只，管型為橫向擴(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（LDMOS）BLF861A，可提供100W的同步頂線性功率。

該模塊射頻輸入、輸出均采用巴倫（平衡不平衡轉(zhuǎn)換）網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)稱(chēng)阻抗50Ω，供電32V，AB類(lèi)工作，推挽式放大，靜態(tài)電流2×0.5A，增益為14dB，三音互調(diào)失真-52dBc，諧波輸出-30dBc，最大電流消耗10A，最大基板工作溫度+70℃，允許負(fù)載失配值10︰1（2秒鐘）。

該前級(jí)在實(shí)際工作中出問(wèn)題也是極少。

3、UHF200W功放模塊

UHF200W功放模塊原理：UHF200W功放模塊是按電視小型化集成要求而設(shè)計(jì)的線性放大器，適用UHF波段射頻放大，工作帶寬470MHz～860MHz，功放管用量2只，管型為橫向擴(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管（LDMOS）BLF861A，可提供200W的同步頂線性功率。該模塊基本電路形式是兩個(gè)100W功放模塊電路的組合，其輸入、輸出信號(hào)通過(guò)3dB耦合器實(shí)現(xiàn)分配與合成，級(jí)間隔離度好，便于同外部電路連接。該模塊輸入、輸出標(biāo)稱(chēng)阻抗50Ω，供電32V，AB類(lèi)工作，推挽放大，共源方式，單管靜態(tài)電流2×0.5A，模塊總靜態(tài)電流2A，增益13dB，三音互調(diào)失真-50dBc，諧波輸出-30 dBc，最大電流消耗20A，最大基板工作溫度+70℃，允許負(fù)載失配值10︰1（2秒鐘）。

實(shí)際使用工程中，故障主要出在該末級(jí)功放模塊。

三、末級(jí)功放管

UHF波段功放單元采用橫向擴(kuò)散金屬氧化半導(dǎo)體硅場(chǎng)效應(yīng)管（LDMOS）BLF861A，其漏級(jí)工作電壓VD=32V，柵級(jí)對(duì)地電壓VG=4.6～5.3V，靜態(tài)工作電流I=600～1000mA，取樣電阻0.05Ω兩端電壓應(yīng)在30～60mV左右。

1、場(chǎng)效應(yīng)管BLF861A實(shí)物（圖4）和外形圖（圖5）：

3、BLF861A管腳與電極對(duì)應(yīng)關(guān)系

表1 BLF861A管腳與電極對(duì)應(yīng)關(guān)系

4、BLF861A管腳阻值

5、BLF861A供電電路圖

四、800W功放出現(xiàn)故障時(shí)檢查

對(duì)功放模塊進(jìn)行靜態(tài)檢查時(shí)，應(yīng)用原配型號(hào)規(guī)格的電源供電，連線關(guān)系一定不要搞錯(cuò)，否則，會(huì)造成功率管的損壞。在輸出端口應(yīng)接上一個(gè)50W/50Ω的負(fù)載，以防止功率放大器自激振蕩，損壞功放管。

1、前級(jí)功放管型號(hào)為MRF9030，其漏級(jí)工作電壓：VD=28V，柵級(jí)對(duì)地電壓：VG=2.8～3.6V，靜態(tài)工作電流：I=2～400mA左右，取樣電阻兩端電壓應(yīng)在1～2V左右，用三用表電阻檔檢查柵級(jí)對(duì)地電阻，應(yīng)為1.6kΩ左右。

2、末級(jí)功放管型號(hào)為BLF861A，其漏級(jí)工作電壓VD=32V，柵級(jí)對(duì)地電壓：VG=4.6～5.3V，靜態(tài)工作電流I=600～1000mA，取樣電阻0.05Ω兩端電壓應(yīng)在10～60mV左右。

3、功放管BLF861A、MRF9030的工作電壓、電流參數(shù)不正常時(shí)，應(yīng)分別檢查：

（1） 檢查開(kāi)關(guān)電源有無(wú)32V輸出，如不正常應(yīng)檢查供電通路中的電阻、電容、電感、連線等關(guān)聯(lián)器件有無(wú)損壞。

（2） 模塊不加電，用三用表電阻檔檢查柵級(jí)對(duì)地電阻應(yīng)為1.8kΩ左右.若柵源極間電阻為零，則柵源極間可能已被擊穿，應(yīng)對(duì)該管采取替換措施。

（3） 用三用表電壓檔檢測(cè)每只功放管對(duì)應(yīng)的取樣電阻（R1～R10）兩端的電壓，若無(wú)電壓，則說(shuō)明該管無(wú)工作電流，取樣電阻或功放管可能已損壞。

（4）用三用表電壓檔檢測(cè)三端穩(wěn)壓器LM7808的輸出端有無(wú)8V的電壓，該電壓經(jīng)分壓后給場(chǎng)效應(yīng)管BLF861A提供VG控制電壓、偏高或偏低較多時(shí)，應(yīng)更換三端穩(wěn)壓塊器LM7808。

（5）用三用表電阻檔檢查MRF9030漏極與32V電壓輸入間的降壓電阻是否燒毀開(kāi)路。

4、某只功放管無(wú)工作電流顯示，除無(wú)工作電壓、功放管損壞或取樣電阻燒毀開(kāi)路的原因之外，還應(yīng)檢查采樣電路板中與之相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器LM385的①、③、⑦腳電壓，模塊不加推動(dòng)功率時(shí)，用三用表直流電壓檔檢測(cè)①腳電壓V1=1.5V，③腳電壓V3=1.0V，⑦腳電壓V7=2.5V左右，如果偏離太大，可更換運(yùn)算放大器LM3580。

5、功放模塊有推動(dòng)功率，正常工作狀態(tài)下，功放管過(guò)熱（用手觸摸各功放管表面進(jìn)行比較），通常是由于高頻信號(hào)通路中耦合電容存在漏電，擊穿短路或燒毀開(kāi)路，微帶合成器存在功率失配的故障，應(yīng)分別檢查排除。

6、功放模塊有推動(dòng)功率，正常工作狀態(tài)下，功率匹配吸收電阻片過(guò)熱，表明該功放模塊存在功率失配的情況，檢修方法如下：

（1） 功放模塊不加電，將吸收電阻片的焊接端挑開(kāi)，用三用表電阻檔檢查其它電阻值與標(biāo)稱(chēng)的阻值相符，通常是100Ω或是50Ω。當(dāng)偏差>15%時(shí)，應(yīng)更換該只功率匹配吸收電阻。

（2）挑開(kāi)3dB分配器，合成器的焊接端，用三用表電阻檔檢查耦合微帶線是否斷路，吸收匹配電阻是否為50Ω。

7、功放模塊面板上的液晶顯示不亮，應(yīng)檢查采樣處理電路板中的三端穩(wěn)壓器LM7824的輸出端有無(wú)24V電壓，LM7805的輸出端有無(wú)5V電壓。

8、當(dāng)顯示屏顯示的各功放管的電流不穩(wěn)定或偏離太大時(shí)，應(yīng)檢查與功放管相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算放大器5腳對(duì)地的電容（分別C15～C24，容量為0.1UF）有無(wú)漏電或變質(zhì)的情況。

9、一般情況下，功放模塊板中的數(shù)據(jù)處理電路所用的集成電路出故障的機(jī)率不多。當(dāng)出現(xiàn)顯示參數(shù)不準(zhǔn)或時(shí)有時(shí)無(wú)，的參數(shù)不顯示的情況時(shí)，用戶(hù)可用相同型號(hào)規(guī)格的器件進(jìn)行替換檢修。

10、對(duì)功放模塊進(jìn)行靜態(tài)檢查時(shí)，應(yīng)用原配型號(hào)規(guī)格的電源供電，接線關(guān)系一定不要搞錯(cuò)。否則，會(huì)造成功率管的損壞。在輸出端口應(yīng)接上一個(gè)50W/50Ω的負(fù)載，以防止功率放大器自激振蕩。拆卸功放管時(shí)，須用防靜電烙鐵，不允許用烙鐵頭帶電的烙鐵進(jìn)行拆焊操作。否則，易造成功放管的損壞。

五、維修案例

1、故障現(xiàn)象：

發(fā)射機(jī)整機(jī)功率下降，監(jiān)控系統(tǒng)指示7號(hào)功放輸出功率變小，為0.15kW。

2、故障分析：

UHF 10kW全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)由16個(gè)800W功放模塊插件組成，800W插件包含三級(jí)放大器，前級(jí)為雙管MRF9030模塊，末前級(jí)為雙管BLF861A模塊，末級(jí)為4個(gè)并聯(lián)的雙管BLF861A模塊，單個(gè)BLF861A場(chǎng)效應(yīng)管的靜態(tài)工作電流為0.5A，800W插件增益約40dB，供電為DC32V。故障現(xiàn)象表明該功放模塊內(nèi)有管子沒(méi)有工作或已經(jīng)損壞。

在智能化監(jiān)控單元中檢查到7號(hào)800W功放模塊中I5電流指示為0A，說(shuō)明該管子工作不正常。

3、故障修復(fù)：

前級(jí)功放管型號(hào)為MRF9030，其漏級(jí)工作電壓VD=28V，柵級(jí)對(duì)地電壓VG =2.8～3.6V，靜態(tài)工作電流I=20～400mA左右，取樣電阻兩端電壓應(yīng)在1～2V左右。在通電狀態(tài)下，用三用表檢查各工作電壓正常。用三用表電阻檔檢查MRF9030柵級(jí)對(duì)地電阻應(yīng)為1.6kΩ左右。檢查結(jié)果，前級(jí)功放正常。

末級(jí)功放管型號(hào)為BLF861A，其漏級(jí)工作電壓VD=32V，柵級(jí)對(duì)地電壓VG =4.6～5.3V，靜態(tài)工作電流I=600～1000mA，取樣電阻0.05Ω兩端電壓應(yīng)在30～60mV左右。用三用表電壓檔檢查取樣電阻兩端沒(méi)有電壓，VG =0，電壓不正常。用三用表電阻檔檢查BLF861A柵級(jí)對(duì)地電阻為0Ω。檢查結(jié)果表明該BLF861A功放管已經(jīng)損壞，更換同型號(hào)功放管后，發(fā)射機(jī)輸出功率正常，設(shè)備恢復(fù)正常播出。

4、檢修注意事項(xiàng)，

拆裝功放管，要采用防靜電烙鐵，防止對(duì)功放管造成損壞。更換完功放管后，要用三用表測(cè)量管子的GD和GS極間電阻，確認(rèn)功放模塊上的兩對(duì)管子各極間阻值彼此接近，數(shù)值正常。

試機(jī)前要在800W功放插件輸出端加上50W假負(fù)載，防止功率放大器自激振蕩。

六、結(jié)束語(yǔ)

發(fā)射機(jī)生產(chǎn)廠家很多，各有特點(diǎn)，功放采用的技術(shù)、功放管也不完全相同，筆者只是寫(xiě)了我臺(tái)所用設(shè)備中的一種，供大家參考。但發(fā)射設(shè)備總的原理基本一致，只要掌握了原理，就可以觸類(lèi)旁通，工作中再認(rèn)真總結(jié)，結(jié)合實(shí)際，認(rèn)真思考，靈活運(yùn)用所學(xué)，細(xì)心操作，就可以很好的完成廣播電視發(fā)射技術(shù)維護(hù)工作。限于本人水平有限，文中難免有些不足之處，望多多批評(píng)指正。■

參考文獻(xiàn)

[1]成都630廠 王志剛. 《電視與調(diào)頻廣播發(fā)射設(shè)備》[Z]，2007年.