全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)維護(hù)技術(shù)研究

趙麗雯

（內(nèi)蒙古自治區(qū)廣播電視局科左中787臺，內(nèi)蒙古 通遼 029300）

0 引 言

隨著社會發(fā)展進(jìn)程的不斷加快，新技術(shù)正在生活的各個(gè)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新和發(fā)展。發(fā)射機(jī)具有固態(tài)、易于維護(hù)、效率高、可靠性高以及技術(shù)含量高的特點(diǎn)。該種設(shè)備適合在中波頻段531～1 602 kHz中傳輸語音和音樂節(jié)目。當(dāng)模塊開啟時(shí)，每個(gè)功率放大器模塊的輸出電壓被疊加并合成，最終形成與音頻信號相同的包絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)幅度調(diào)制。例如，目前的10 kW全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)受控的最終功率放大器模塊包括42個(gè)具有相同輸出電壓的大型功率放大器和6個(gè)具有二進(jìn)制輸出電壓的小型功率放大器。因此，該調(diào)制方法也稱為量化幅度調(diào)制。

1 全固態(tài)中波發(fā)射機(jī)的物理工作原理

1.1 數(shù)字調(diào)頻

在對模擬音頻信號的幅度進(jìn)行調(diào)制之前，必須將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。在轉(zhuǎn)換兩個(gè)信號時(shí)，必須先對音頻信號進(jìn)行采樣然后量化[1]。音頻信號在時(shí)間軸上具有許多值，可以在特定時(shí)間段內(nèi)放大或隨時(shí)選擇作為音頻樣本。處理完音頻信號后，將重新分配樣本，以便可以形成離散的樣本信號[2]。流程如圖1所示。

圖1 數(shù)字調(diào)頻流程

1.2 功率放大器模塊

轉(zhuǎn)換器可以發(fā)送數(shù)字信號，其放大器模塊的開關(guān)由該數(shù)字信號控制。功率合成器可以合成和處理輸出電壓數(shù)據(jù)，這些過程都在功率放大器模塊中執(zhí)行[3]。此階段，在功率放大器的基本設(shè)置中主要使用功率放大器管，滿足在48個(gè)功率放大器之間自由轉(zhuǎn)換信號的需求，使傳輸平穩(wěn)進(jìn)行[4]。功率頻率場效應(yīng)流水線總共具有4個(gè)采用橋式連接方法，增添D型增益特性的NO通道。在特定功率放大器的工作過程中，模塊上的每個(gè)場效應(yīng)管一個(gè)接一個(gè)地工作，與RF控制信號形成180°的相位差。傳輸音頻信號時(shí)必須連接功率放大器的兩個(gè)部分[5]。測量功率放大器時(shí)，測量標(biāo)準(zhǔn)是場效應(yīng)管的過渡時(shí)間，如果場效應(yīng)管的頻率較高，而過渡區(qū)中的停留時(shí)間較短，則意味著在工作過程中將消耗較少的電能[6]。

2 全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的故障分析

所有固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)在操作過程中不可避免地會遇到某些錯(cuò)誤，并且這種類型的錯(cuò)誤是相對特定的，基本顯示在控制面板上。對全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的故障分析如下。

2.1 設(shè)備功率放大器的故障表現(xiàn)及其原因

設(shè)備功率放大器故障是所有固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)工作期間的常見故障類型。通常，此類設(shè)備主要由48個(gè)RF功率放大器板、3個(gè)功率合成模板以及RF功率合成器組成，所有功率放大器都使用相同的RF放大器模塊，在實(shí)際操作中可以更換[7]。正是由于功率放大器的功能可以在運(yùn)行期間進(jìn)行交換，所以該設(shè)備的功率放大器模塊經(jīng)常會發(fā)生故障。故障的主要類型是損壞功率放大器模塊的場效應(yīng)管。造成這種類型錯(cuò)誤的主要原因有兩個(gè)，一是驅(qū)動的幅度錯(cuò)誤，二是驅(qū)動信號的相位錯(cuò)誤[8]。

2.2 對發(fā)射天線和網(wǎng)絡(luò)組件進(jìn)行故障排除

發(fā)射天線和網(wǎng)絡(luò)組件流程如圖2所示。其中的故障通常發(fā)生在發(fā)送過程中，一旦發(fā)生錯(cuò)誤就會影響天線的正反射。可以使用以下策略來處理這種類型的錯(cuò)誤。首先，檢查天線幅度調(diào)制和網(wǎng)絡(luò)反饋電路。檢查時(shí)先將發(fā)射機(jī)設(shè)置為虛擬負(fù)載狀態(tài)，并觀察在特定頻率下無線電波的傳輸是否正常[9]。其次，在對發(fā)射機(jī)進(jìn)行調(diào)諧之后，檢查發(fā)射機(jī)的單頻信號和信號傳輸功率，看兩者是否發(fā)生了顯著變化。最后，在變送器運(yùn)行時(shí)有必要檢查其網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。觀察在變送器內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的相線和中性線之間形成的非線性負(fù)載的三次諧波，以便可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除誤差。

圖2 發(fā)射天線和網(wǎng)絡(luò)組件流程

2.3 設(shè)備告警異常情況及其原因

通常，固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)一旦發(fā)生錯(cuò)誤，設(shè)備警報(bào)系統(tǒng)將立即發(fā)出警報(bào)，但在實(shí)際操作過程中經(jīng)常發(fā)生設(shè)備異常警報(bào)之類的錯(cuò)誤。設(shè)備異常告警的主要現(xiàn)象是設(shè)備零位發(fā)生異常變化，反射信號不正常，此問題的主要原因是反饋線或網(wǎng)絡(luò)線損壞。在解決此類問題時(shí)，也應(yīng)從這一方面入手[10]。

2.4 異常輸出和處理

當(dāng)發(fā)射機(jī)工作時(shí)，如果輸出功率異常，數(shù)字調(diào)制將受到影響。正常情況下，當(dāng)數(shù)據(jù)信號處于工作狀態(tài)時(shí)，代碼被屏蔽，該階段的閉合信號數(shù)據(jù)也受采樣頻率的影響。當(dāng)發(fā)射器處理輸出信號時(shí)，它會通過換能器對頻率進(jìn)行分頻，然后發(fā)出相應(yīng)的高頻信號使電波上升。這主要是因?yàn)樵谔囟ǖ膫鞑ミ^程中，采樣頻率與實(shí)際頻率不匹配，并且采樣信號失真會影響編碼器的工作狀態(tài)。一旦在模塊中輸入了不正確的代碼，輸出信號也不正確，這也會影響功率放大器的功能并導(dǎo)致開關(guān)故障。對于這種類型的故障，必須在檢測模塊中放入云母片和較大電容的金屬箔，以便可以構(gòu)建消除信號干擾的電容器，確保發(fā)射機(jī)可以繼續(xù)正常工作。

2.5 設(shè)備同一位置保險(xiǎn)絲燒斷多次的故障表現(xiàn)及其原因

固態(tài)中波無線電發(fā)射器上同一位置保險(xiǎn)絲燒斷多次是當(dāng)前廣播電臺和電視臺廣播信號傳輸中最常見的錯(cuò)誤類型。發(fā)生這種類型故障的主要原因是功率合成器的位置靠近全固態(tài)中波廣播傳輸?shù)牡鼐€，這很容易導(dǎo)致合成器內(nèi)部電容器中的空氣阻力過大，從而出現(xiàn)短路。

3 全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的維護(hù)

3.1 變送器控制單元的維護(hù)

在變送器運(yùn)行期間，控制單元的維護(hù)非常重要。正常情況下，除塵和觸點(diǎn)維護(hù)是固態(tài)廣播發(fā)射機(jī)控制部分例行維護(hù)的主要方面，每周至少對控制單元進(jìn)行一次大修。首先使用高壓氣槍清除灰塵，其次仔細(xì)檢查控制單元上的各個(gè)觸點(diǎn)，以查看每個(gè)觸點(diǎn)之間的連接是否松動，如果控制單元的觸點(diǎn)松動則應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理和糾正，最后仔細(xì)檢查各種控制電纜和電源線是否損壞，適當(dāng)更換或處理，以確保控制單元的穩(wěn)定性和健康運(yùn)行。

3.2 維護(hù)變送器冷卻單元

冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行是全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)正常運(yùn)行的保證，因此增加冷卻系統(tǒng)的維護(hù)非常重要。除塵是冷卻系統(tǒng)日常維護(hù)的主要方法，人員應(yīng)經(jīng)常檢查防塵網(wǎng)表面的灰塵及時(shí)清除，并定期更換。如果在空氣相對質(zhì)量差的環(huán)境中使用變送器，則應(yīng)更頻繁地清潔防塵網(wǎng)，以確保防塵網(wǎng)清潔且冷卻單元通風(fēng)良好。

3.3 增加對變送器工作溫度的維護(hù)

在全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)的工作中，為了提高散熱效率，可以調(diào)節(jié)功率放大器的工作條件。提高功率放大器的輸出效率，可以從功率放大器管中散發(fā)熱量。散熱器接觸良好，可以減小外殼和散熱器之間的熱阻。此外，對于機(jī)器內(nèi)部零件密集的房間，必須定期清除周圍的灰塵。

4 結(jié) 論

受各種因素的影響，全固態(tài)中波廣播發(fā)射機(jī)在運(yùn)行過程中可能會發(fā)生各種錯(cuò)誤，故必須采取有效措施及時(shí)糾正，保持發(fā)射機(jī)的正常運(yùn)行，確保無線電節(jié)目的順利傳輸。同時(shí)，要做好發(fā)射機(jī)的日常維護(hù)工作，加強(qiáng)對維護(hù)人員的培訓(xùn)，提高他們的責(zé)任心，從而提高維護(hù)質(zhì)量。