數(shù)字調(diào)頻功放管BLF188XR的特性與維修

劉學(xué)良

（東營(yíng)市廣播電視臺(tái)，山東 東營(yíng) 257091）

1 CDR數(shù)字音頻廣播概述

調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播（China Digital Radio，CDR）工作在現(xiàn)有的FM模擬發(fā)射的頻率上，地面覆蓋網(wǎng)絡(luò)使用同一個(gè)調(diào)頻廣播頻率，以模擬和數(shù)字同時(shí)播出的方式進(jìn)行傳輸覆蓋。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)頻廣播、FM-CDR全數(shù)字廣播、模擬調(diào)頻和數(shù)字同播三種工作模式。模數(shù)同播時(shí)，可以調(diào)整模數(shù)功率比來(lái)設(shè)置模擬調(diào)頻廣播和數(shù)字廣播的發(fā)射功率。在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，CDR數(shù)字廣播信號(hào)將會(huì)與模擬廣播信號(hào)共存同播，例如現(xiàn)有的中國(guó)之聲模擬調(diào)頻廣播頻率安裝一套調(diào)頻頻段數(shù)字音頻廣播發(fā)射系統(tǒng)，同時(shí)播出一套模擬調(diào)頻廣播節(jié)目和3套數(shù)字音頻廣播節(jié)目[1]。

2 CDR廣播發(fā)射機(jī)功放單元的組成

CDR發(fā)射機(jī)與傳統(tǒng)的模擬廣播發(fā)射機(jī)組成基本相同，是由電源、功率放大器、激勵(lì)器、控制系統(tǒng)和合成分配網(wǎng)絡(luò)組成。來(lái)自系統(tǒng)控制器的RF信號(hào)經(jīng)分配器分別送到兩個(gè)功放單元。進(jìn)入功放單元后，先是經(jīng)過(guò)一級(jí)前置放大器，提升射頻信號(hào)電平，然后經(jīng)過(guò)分配器，分為4路信號(hào)，分別饋送到4個(gè)BLF188XR功放模塊，經(jīng)功率放大器放大后再送入合成器和定向耦合器后輸出。功放模塊核心部件由一個(gè)BLF188XR及其外圍電路組成。如圖1所示。

圖1 P1000 FM BLF188XR調(diào)頻功放板

BLF188XR為荷蘭恩智浦半導(dǎo)體公司研發(fā)的新型“超耐用系列”功放管，其XR系列“超耐用”LDMOS射頻功率晶體管，最高可輸出1 600 W峰值功率，耐用性更強(qiáng)。整個(gè)功放模塊電路并不是很復(fù)雜，模塊與外圍電路相連接的部分不多，主要有RF INPUT（射頻輸入），RF OUT（射頻輸出），電源電壓VCC和柵極電壓[2]。BLF188XR功放單元電工圖如圖2所示，整個(gè)功放單元中，功放管是最為重要的核心部件，也是最容易損壞的部件。

圖2 BLF188XR功放板電工圖

在實(shí)際工作中，功放模塊的壽命受到很多因素的影響，比如工作環(huán)境、焊接工藝、工作溫度以及功放管本身質(zhì)量等等。東營(yíng)市廣播電視臺(tái)的CDR發(fā)射機(jī)大概從工作三年后開(kāi)始出現(xiàn)功放模塊故障，陸續(xù)出現(xiàn)幾次，都是因BLF188XR功放管損壞造成的。因此，技術(shù)人員積累了一些維修經(jīng)驗(yàn)，并且儲(chǔ)備了一批配件，能夠及時(shí)進(jìn)行維修。

3 功放管好壞的判斷

在日常的巡機(jī)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)某只功放管的電流突然變小或者直接為零，就要根據(jù)功放管工作的時(shí)間、近期的工作電流變化情況進(jìn)行判斷，判斷功放管是否發(fā)生了問(wèn)題。技術(shù)人員在維修的時(shí)候，打開(kāi)功放單元后，首先會(huì)測(cè)量功放管各個(gè)管腳的對(duì)地電阻，特別是柵極對(duì)地阻值。通常來(lái)說(shuō)，功放管BLF188XR的柵極對(duì)地阻值一般在8.7 kΩ左右，每個(gè)功放管會(huì)略有不同。偏離8.7 kΩ較多時(shí)，功放管損壞的可能性很大。如果功放管管腳阻值在正常范圍內(nèi)，可以在功放單元的輸入和輸出端都接上假負(fù)載，然后加電測(cè)量功放管的靜態(tài)工作點(diǎn)[3]。如果靜態(tài)工作電壓沒(méi)有問(wèn)題，但工作電流明顯異常，再與柵極對(duì)地阻值的變化進(jìn)行對(duì)比，基本上可以確定功放管的好壞。如果想精確判斷一只功放管的好壞，還有一種簡(jiǎn)便的測(cè)量方法，具體步驟如下。

（1）找一臺(tái)+24 V具有電流顯示功能的可調(diào)式直流穩(wěn)壓電源，準(zhǔn)備一個(gè)10 kΩ/1 W的電阻R。

（2）將直流電源打開(kāi)，輸出電壓調(diào)整為20 V，然后關(guān)閉電源。

（3）電源正極連接到管子的漏極D端，負(fù)極連接到管子的源極S端，在漏極D與源極G之間連接10 kΩ/1 W的電阻R。

（4）將直流電源開(kāi)啟，使其顯示直流電流。如果表上有電流顯示（經(jīng)驗(yàn)值為1.6 A左右），則管子良好；如果沒(méi)有電流，則判斷為管子損壞[4]。

4 功放管的更換

功放管更換對(duì)于技術(shù)人員的要求比較高，稍有不慎就會(huì)損壞功放管。特別是長(zhǎng)時(shí)間的焊接、靜電、功放板底板導(dǎo)熱硅脂的涂抹，都會(huì)對(duì)功放管的壽命造成很大的影響。對(duì)于一般的LDMOS管，更換步驟如下。

（1）首先將功放板的電源電壓VCC和柵極電壓接線用電烙鐵從主板取下，將射頻輸入、輸出接線從功放模塊焊開(kāi)，取下功放板，將功放板背面的殘留導(dǎo)熱硅脂清理干凈。

（2）取下壞管子輸入端和輸出端表面安裝的電容電阻，并記下其安裝位置，將功放管安裝位置的殘留導(dǎo)熱硅脂清除干凈。

（3）將準(zhǔn)備好的備用功放管安裝面均勻涂抹上薄薄一層導(dǎo)熱硅脂，以便其緊密固定在散熱片上。導(dǎo)熱硅脂不宜太多，硅脂層太厚會(huì)影響散熱。用螺絲將功放管固定好，然后進(jìn)行焊接。

（4）焊接時(shí)要選擇功率合適的電烙鐵。建議選擇60～80 W大功率內(nèi)熱式烙鐵，在極短的時(shí)間（5 s）內(nèi)將管子的電極焊牢，使電極完全被焊錫覆蓋住為止。如果一次不能完成，再次焊接時(shí)，每次焊接至少要有10 s左右的間隔，以防止焊接部位及周邊過(guò)熱，損壞印刷線路板[5]。

（5）將取下的電容和電阻重新按照原位置安裝好。

（6）調(diào)整偏置。BLF188XR焊接好以后，不能立即開(kāi)機(jī)，要先用萬(wàn)用表測(cè)一下功放管的管腳阻值，特別是柵極對(duì)地電阻。阻值一般在8.7 kΩ左右。為避免開(kāi)機(jī)瞬間柵極電壓過(guò)高，保險(xiǎn)起見(jiàn)，可以將柵極對(duì)地電阻適當(dāng)降低到8.2 kΩ，再根據(jù)功放電流的大小進(jìn)行調(diào)整。

（7）將功放單元放在發(fā)射機(jī)旁邊高度合適的小桌上，輸入端接負(fù)載，輸出端連接到發(fā)射機(jī)，串口線連接到控制單元，檢查無(wú)誤后加電開(kāi)機(jī)。

（8）開(kāi)機(jī)后先測(cè)一下柵極電壓，如果在1.8 V左右，可以先不進(jìn)行調(diào)整。此時(shí)該功放管的功放電流大約在1 A左右。如果電壓偏高，控制單元顯示的功放電流過(guò)大，則適當(dāng)降低偏置電壓。

（9）靜態(tài)預(yù)熱30 min，在預(yù)熱過(guò)程中要注意觀察功放電流的變化。預(yù)熱30 min后，對(duì)偏置電壓進(jìn)行微調(diào)，將靜態(tài)功放電流穩(wěn)定在1 A，再觀察一會(huì)，看功放電流是否穩(wěn)定[6]。

（10）將整個(gè)功放安裝到位，開(kāi)機(jī)慢慢提升功率，直到額定功率值。此過(guò)程中，要不斷觀察功放電流。

5 結(jié) 語(yǔ)

在拆功放管時(shí)很容易造成功放管損壞，還有可能造成印刷線路板的損傷甚至報(bào)廢。因?yàn)锽LF188XR是大功率功放管，管腳電極的銅片比BLF861A等功放管的電極要厚一些，在焊接過(guò)程中把焊錫燙化后，不要用力撬動(dòng)該銅片，否則很容易把印刷底板上的銅箔掀起來(lái)，造成功放板基板的損壞。筆者根據(jù)多年的維修過(guò)程總結(jié)出一個(gè)拆功放管比較好的辦法。在確認(rèn)功放管損壞后，首先把外圍元件取下，找一條鋸條，掰成15 cm長(zhǎng)，用鋸條輕輕地將電極銅片從功放管主體根部鋸下來(lái)，將電極和管體分離，然后卸掉管子兩頭的螺絲，管體就可輕松取下來(lái)。管子取下來(lái)后就剩下四個(gè)電極銅片，用烙鐵稍微一燙就可將銅片取下，不會(huì)損傷印刷線路板。