ZT-G1KW-Ⅲ發(fā)射機PA盒調(diào)制電路故障檢修實例

馮小花 楊柳進

（廣西廣播電視技術中心玉林分中心）

一、前言

廣西廣播電視玉林二四一臺的ZT-G1KW-Ⅲ型全固化中波廣播發(fā)射機是哈爾濱正泰廣播設備有限公司設計、制造的一種采用脈沖寬度調(diào)制的中波廣播發(fā)射機。我臺共6個實驗頻率在用，一主一備，總計12臺。PA盒為整機的心臟部位，也是最容易出現(xiàn)故障的部位。由于機器普遍存在使用年限長、工作時間久、元器件老化等原因，故障時有發(fā)生。為日后遇到PA故障問題能快速找到問題點，現(xiàn)就實驗機1098kHz 1KW中波發(fā)射機的調(diào)制電路故障一例作分析。

二、故障現(xiàn)象

1098KHZ發(fā)射機在正常播出過程中，有掉功率現(xiàn)象且無法再次正常開機，換備機播出。關機時間對故障機試機，隨機出現(xiàn)以下兩種現(xiàn)象：

（一）能開機，功率低

1.正常開機4~5小時后，有較大幾率再次出現(xiàn)掉高壓現(xiàn)象；

2.此后立刻重開啟故障機，功率維持100W左右；

3.工作電流指示為1~2A,正常為14A左右。

（二）無法開機

1.按開機鍵，幾秒后發(fā)射機警告啟動；

2.面板功放故障和調(diào)制指示燈亮；

3.無功率無電流。

三、故障分析、判斷與處理

為方便后文的理解，先簡單說明開機系統(tǒng)執(zhí)行開機的大致過程。ZT-G1KW-Ⅲ型發(fā)射機全機共三個按鈕，分別為開機、關機 、過荷恢復。當整機的空氣開關接通后，輸出+24V控制電源，此時繼電器控制板待機工作。觸動開機按鈕后，繼電器控制板接通-72V電源向PA放大器供電。與此同時，激勵器、功率放大-72V與PA放大器同步供電。激勵器采用頻率合成技術,用來輸出Vp-p=12V,f為本機頻率的方波。此方波經(jīng)前置放大、激勵驅動電路后輸出射頻信號J1-7：Vp-p=80~100V，f為本機頻率的正弦波信號。電臺送過來的音頻信號經(jīng)過音頻處理器壓縮限幅之后，疊加一個直流電平再送到調(diào)制器板。調(diào)制器板由多路混合器，方波振蕩器，三角波發(fā)生器，脈寬發(fā)生器，故障封鎖電路等幾大部分組成，最后產(chǎn)生一個與音頻波形相對應的調(diào)制信號J1-4：Vpp=15V，脈沖寬度可變的方波信號。射頻信號和調(diào)制信號最后輸出到功率放大單元。該型號發(fā)射機功放盒有三個相同的功放單元，每個單元能提供450W的RF功率。PA盒由電平轉換、調(diào)制驅動、低通濾波器、RF功率放大、電流不平衡檢測、溫度越限保護等幾部分組成。當激勵驅動正常時，功率控制板上的調(diào)制關閉信號J2-4（高電平時封鎖，低電平時打開封鎖）由高電平變成低電平，封鎖門打開，發(fā)射機開始升功率。當射頻驅動輸出或取樣不足時，或者功放盒過熱（超過72°）時，發(fā)射機會啟動系統(tǒng)保護，功率控制電壓J2-1下降為0V,關閉調(diào)制信號或者關掉調(diào)制器輸出，從而達到封鎖的目的。同樣如果在播音過程中無功率輸出或功率輸出不足時，告警板也會啟動聲音報警。下圖1為PA盒工作的主要信號時序圖。

圖1 PA盒主要信號圖

（一）機器能開機，功率低

故障發(fā)生時，發(fā)射機工作電流較小為1~2A。下圖2為功率控制板。帶刻度的多圈電位器W4可調(diào)節(jié)功率控制電壓J2-1的大小，調(diào)節(jié)幅度為0~10V。功率控制電壓J2-1可改變發(fā)射機的工作電流：順時針旋轉W4，電壓增加，對應發(fā)射機的工作電流上升，逆時針旋轉則下降。試圖順時針旋轉功率控制板上的W4，以達到提升工作電流的目的，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)電流無太大變化。

圖2 功率控制板W4

（二）檢查PA盒

PA盒電路框圖如下圖3。

由圖3電路圖可看出，R1//R2、L1、C1、C2 構成一個串聯(lián)調(diào)諧選頻網(wǎng)絡,驅動放大器來的射頻驅動信號經(jīng)R1//R2緩沖，通過L1調(diào)諧到載頻，調(diào)諧后的載頻信號要求是幅度為80~100V，頻率對應本機頻率1098KHZ的正弦波信號。斷電后連接好示波器測量探頭，再通電開機發(fā)現(xiàn)，故障時的幅度僅為20~30V,頻率也非本機所需頻率，故懷疑是調(diào)諧電路有故障。

圖3 功放盒的原理框圖

斷電檢查功放盒時發(fā)現(xiàn)，圖功放盒上R1、R2電阻表面發(fā)燙，如圖4所示位置，紅外測溫儀測到電阻表面溫度高達70°，萬用表x100檔測量電阻的阻值已發(fā)生變化，電阻已損壞。

圖4 功放盒外箱局部圖

故障排除步驟如下：

1.初步懷疑該電阻損壞致調(diào)諧電路失諧。更換電阻之后開機，播出正常。開機一段時間后檢查此并聯(lián)電阻的溫度仍過高。開機2個小時后，機器掉功率現(xiàn)象依舊。拆下電阻測量阻值變?yōu)?0Ω左右?？梢婋娮璋l(fā)燙燒壞只是表象，不是導致發(fā)射機故障的根本原因。

2.用正常備機的整個功放盒替代試機播出，整機掉功率故障現(xiàn)象消失，故將故障鎖定在功放盒。更換功放盒內(nèi)的三塊功放單元后故障依舊，范圍縮小到固定在功放盒外箱上的元器件。

3.整個RLC串聯(lián)調(diào)諧網(wǎng)絡中，電阻R的大小不會影響諧振電路的固有頻率，僅起到限制和調(diào)節(jié)諧振時電流和電壓幅度的作用。諧振頻率改變的方法只有兩種，一種是線圈L1的電感量發(fā)生變化，另一種是電容器 C1、C2的容量發(fā)生變化。步驟2已經(jīng)排除三塊功放單元問題，由于C1、C2電容集成在功放單元板上，所以排除C1、C2。故可能性最大的就是線圈L1了。

L1為T網(wǎng)絡的主要部件，經(jīng)分析推測，疑似L1中心抽頭虛焊，諧振電路處于失諧狀態(tài)，反射嚴重，引起過流，電阻發(fā)燙，當內(nèi)部溫度升到72°時，觸發(fā)功率放大單元的溫度保護電路，導致熱敏常開開關接點閉合，從而引起繼電器控制板和功率控制板保護，切斷-72V電源并封鎖調(diào)制信號，保護機器。

4.將L1的調(diào)整端子（虛線框框）從1、2端改接成3、4端，開機試播恢復正常故障解決。如下圖5所示：

圖5

四、結束語

發(fā)射機發(fā)生故障時，故障指示燈和萬用表檢測出來的異常數(shù)據(jù)很多時候能夠幫助我們確定故障范圍。結合發(fā)射機工作原理分析，進一步確定故障所在。條件允許的情況下可借助示波器、頻譜分析儀等工具排除故障。為了降低機器故障率，在平常的日常維護中，也要特別注意檢查發(fā)射機發(fā)熱量大的器件及電路板是否有出現(xiàn)異常、發(fā)黃或者出現(xiàn)虛焊、接觸不良等現(xiàn)象。