全固態PDM中波發射機監控系統一例故障分析

蔡佳祥

（作者單位：福建省廣播電視傳輸發射中心401臺）

1 研究背景

全固態PDM發射機因具有雜音電平、失真度和頻率響應等指標好、保護功能齊全、操作簡單靈活方便、可靠性好等優點而得到廣泛應用。特別是上海明珠廣播電視科技有限公司生產的TS-03C 3kW 全固態PDM中波廣播發射機，其高頻振蕩器、中間放大器、調制推動器、低壓電源均配備主備用兩套插拔小盒，當主用故障時能自動切換到備用，如此配置，對降低停播率十分有利。2004年配備的 6部TS-03C 3kW 全固態PDM中波廣播發射機，運行10多年來，不可避免地出現故障，并由調制/高頻功率放大器、調制推動器等“外圍”部件延伸到控制監測系統這一“大腦”。

控制監測系統包括配電、程序控制、超限調控和安全保護電路。其主要功能就是管理發射機的運行，對發射機的工作狀態、電壓、電流、音頻信號、射頻信號等技術參數進行連續監測，對正常的工作狀態給出明確指示；在發射機發生越限、過載和各個功能模塊故障等問題時，發出相應的保護指令，封鎖其輸出且切換備用設備，或者關閉發射機，并給出報警指示，保證設備安全。本文闡述一例監控系統故障的判斷處理過程，供同行參考，希望能起到拋磚引玉的作用。

2 故障現象

打開發射機低壓開關，機器正常；合“主電源”及“播出”開關，“控制顯示”面板上“中間放大A”及“中間放大B”同時亮紅燈，發射機無輸出。

3 故障處理思路與過程

由控制面板顯示結合中間放大器電路原理圖，初步判斷故障原因為：中間放大器小盒故障和外部引發中放禁止電路動作。

3.1 中放小盒的檢查

首先查中間放大器小盒的直流電源，分別測量主電源-140 V和低壓+18 V，測試正常（小盒上有“主電源”直觀指示）。檢查高頻激勵輸入正常，各主要元器件無損壞，排除之。

3.2 中放禁止電路的檢查

由中間放大器電路原理圖的左下部分可以看出，中放禁止電路有4個接入端口，分別是（8）、（6）、（16）、（7）。中放禁止電路4個接入端口性質如下。

（8）腳端口接主整二擋K2輔助使能信號，K2沒合上之前，呈開路狀態，+15V電壓，經R20、R22與R27分壓到V2，V2導通，將其高頻激勵信號接地，禁止中放工作；當K2合上，（8）腳端口為低電平（接地），禁止解除。開機過程K2動作正常，測試（8）腳端口為低電平，排除之。

圖1 中間放大器交換電路圖

（6）腳和（16）腳端口接連鎖禁止信號。其作用是連鎖禁止，保證只有1個中放小盒工作。連鎖原理如圖1所示，為中間放大器交換電路，當中放A工作正常，控制信號為高電平，中放A（6）腳端口的高電平使得V1導通，V2截止，禁止電路不動作，同時交換繼電器不吸合，輸出通過常閉點送到調諧回路；中放B（16）腳端口的高電平使得中放B的VD6方向偏置+15V通過R21、R25、VD5與R27分壓供給V2，V2導通，禁止電路動作，中放B的射頻激勵信號通地，中放B無輸出。當中放A故障，控制信號送低電平，根據中間放大器電路原理圖同理可以得出中放A禁止電路動作，無輸出；中放B正常工作，同時交換繼電器吸合，中放B輸出通過常開點送到調諧回路；切換完成。根據工作原理結合實踐經驗，如果繼電器出故障，才可能中放A、B同時顯示故障，檢查繼電器正常，排除之。

（7）腳端口接控制系統的中放禁止信號。禁止信號為高電平時，VD7導通，V2得電導通，禁止電路動作，中放A及中放B同時無輸出。測量（7）腳端口電壓約15V，顯然故障原因是控制系統故障，導致中放禁止信號錯誤輸出高電平，封鎖中放輸出。

圖2 控制器電路簡化圖

2.4控制系統故障的排除。通過對控制器電原理圖有關中放禁止信號的局部圖的仔細推敲，畫出簡化圖（見圖2）以利分析。可以看出，“中放禁止信號”與“高頻推動控制-AB”封鎖信號、“功放故障信號”以及“調制推動監測信號”有關。

“高頻推動控制-AB”封鎖信號在主電源正常時輸出高電平；當主電源故障時輸出低電平，低電平輸入到U207B（CD4081）⑤腳，CD4081是“四-2輸入與門”，U207B④腳輸出依然是低電平，低電平信號接入U218D（CD4069）⑨腳，CD069是“六反相器”，U217D⑧腳輸出高電平，送出“中放禁止信號”高電平，封鎖兩個中放小盒。

“功放故障信號”：功放小盒正常工作時輸出低電平，當4個功放小盒中任一個發生故障，產生一個高電平信號，接入U217A（CD071）①腳，CD4071是“四-2輸入或門”，③腳輸出高電平送 入 U220A（CD4098） ④ 腳，CD4098是“雙可再觸發單穩態觸發器”，觸發U220A，U220A⑦腳輸出低電平，送入U207B⑥腳，最后輸出“中放禁止信號”高電平，封鎖兩個中放小盒。“調制推動監測信號”同樣的工作原理。

至此，處理思路十分清晰了。檢測“高頻推動控制-AB”封鎖信號正常（高電平）→“功放故障信號正常”（低電平）→“調制推動監測信號”正常（低電平）→U207B⑤腳、⑥腳正常（高電平）→U207B④腳正常（高電平）→U217D⑨腳正常（高電平）→U217D⑧腳錯誤（高電平），結論是U217損壞，更換同型號集成塊CD4069，開機正常，故障排除。