R&S電臺自主維修經驗心得分享

張宇航

近年來，隨著中國經濟的迅速發(fā)展，航班量逐年增加。從2020年開始，民航業(yè)雖受到了疫情的沖擊但總體仍處于上升階段，然而設備的配置和更新往往跟不上行業(yè)的發(fā)展，在尤為重視安全穩(wěn)定的空管系統(tǒng)內更是如此，設備迭代周期過長，現役設備老化嚴重，電臺超期服役導致設備故障頻發(fā)，這給技術保障人員在甚高頻電臺維護方面的工作增加了很大的壓力。為了落實習近平總書記提出的“安全隱患零容忍”原則，老化電臺的及時維修也至關重要，而這些老舊電臺早已過了廠家保修期限，考慮到進口設備維修周期過長和維修成本過高，依靠技術保障人員自主維修仍是保障這些老舊設備正常運行的重要手段之一。本文將針對R&S電臺的一些常見故障進行邏輯電路分析以及維修過程中的經驗分享。

一、收發(fā)一體機R&S XU251電臺TEST燈不亮

（一）故障現象

R&S XU251電臺TEST燈熄滅，無法正常發(fā)射。重啟電臺現象依舊。切換到備機使用正常。

（二）維修分析

TEST燈不亮是由于CBIT（continuous built-in test）自檢檢查未通過，CBIT負責連續(xù)檢測第一和第二級振蕩器、頻率合成器、中頻等。這些模塊都會對自檢結果產生影響。結合發(fā)射機無法發(fā)射的現象，首先考慮頻率合成模塊是否存在故障。

首先將電臺打到本地狀態(tài)，打開設備頂蓋，發(fā)現頻率合成模塊的調諧指示燈不亮，判斷此時電臺處于失諧狀態(tài)。頻率合成器包括三個低噪聲壓控振蕩器（VCOs）。這些振蕩器通過鎖相環(huán)（PLL）進行同步。合成模塊將溫度補償振蕩器產生10MHz的頻率分離后即可得到電臺的頻率，若調諧正確，則壓控振蕩器可輸出穩(wěn)定的載波頻率。根據調諧電容C33作用，調整C33將電臺恢復到諧振狀態(tài)，重啟電臺，但故障現象依舊。

R&S的各個模塊通過連接器（connector）相連，這些連接器也可以作為測試接口，如圖1。每個接口的每個針腳都有額定電壓，維修人員可通過對比額定電壓值定位故障點。

結合R&S XU251電臺維修手冊指導，排查思路如表1。

由于R&S200系列各個單元均采用模塊化設計，為用戶提供了模塊互換操作的便利性。結合上述排查思路表和電臺的模塊互換特性，使用模塊代替法可以實現快速的故障定位。在依次更換電壓調整模塊（Regulator）、調制器（Modulator）GM201、射頻放大模塊（VHF-Amplifier）VU251V后，發(fā)現將GM201更換備件后，電臺TEST燈正常亮起，且電臺發(fā)射恢復正常，由此判斷故障點位于電壓調整模塊（Regulator）。

故障定位到該模塊后，對模塊內的X31各針腳電壓進行測量，對比標稱值發(fā)現15腳的電壓為-7.8V，不符合規(guī)定的標稱值規(guī)定的-9V至-11V的范圍。

與15針針腳相關的電路如圖2所示，15針電壓主要由開關電容電壓轉換器N6（LT1054）控制。進一步測量時發(fā)現，N6的輸入電壓為18V，而輸出電壓卻為0V，由此可將故障范圍縮小到N6轉換器。考慮到設備長時間不間斷運行對對電容影響較大，且從以往的經驗來看，因電容容量不足而導致的故障時有發(fā)生，所以首先測量C13和C15的電容值。使用電容表測量C13發(fā)現電容值正常，排除C13短路接地導致無輸出的可能。N6的輸出負載能力由LT1054的6針腳即C15決定，且測量C15的電容值后發(fā)現其電容僅為6μF，查詢手冊該電容參數為10μ50V，更換相同規(guī)格的電容后發(fā)射即TEST燈狀態(tài)恢復正常，且經測試各項指標均達標。

（三）經驗和思考

后續(xù)又陸續(xù)出現XU251電臺TEST燈不亮的情況，經過分析檢測發(fā)現問題多在于C15電容。由此可見C15電容的故障率較高，未來排故中可首先考慮測量電容容量是否符合標稱值，通過更換同型號的電容排除故障。

二、R&S EU230接收機無接收

（一）故障現象

R&S EU230接收機無接收話音，無靜噪信號，且設備無告警信息和異常狀態(tài)顯示。

（二）維修分析

發(fā)現電臺無接收無靜噪時，可首先查看靜噪控制（Squelch Control）電路，其相關電路如圖3所示。R&S電臺的靜噪設計為可根據用戶需要，將SQ1和SQ2設置成三種不同的靜噪方式：SQ1和SQ2通過X2.B5和X2.B6連接;SQ1接地;SQ1通過1K歐姆的電阻連接到13.5VDC電壓。即放空、接地、+12V三種模式。

如圖3所示，數字信號處理部分DSP輸出的SQ_REL信號通過D25傳送到V85的基極，用于控制SQ1和SQ2是否連接;通過I2C總線將SQ_12V信號傳輸給晶體管V80時，V82導通V84截止，為SQ1和SQ2提供電壓;將SQ_GND信號傳輸給V84時，V82截止，SQL信號對地。電臺無接收時，繼電器K1的1腳和5腳吸合，此時SQ2無電壓。接收信號接入時，數字信號處理DSP產生高電平，SQ_REL信號使晶體管V85導通，繼電器K1的5腳和10腳吸合導通，為SQ2提供電壓。

實際測量時發(fā)現，SQ1處有穩(wěn)定的12.7V的電壓，數值符合標稱值，但SQ2處的電壓卻為2V，大大偏離標稱值。繼續(xù)向前端測量電壓發(fā)現K1繼電器的10腳電壓正常，但5腳輸出電壓值過低，由此判斷故障點為繼電器K1工作異常。將其拆下，發(fā)現K1的10腳和1腳短路。查閱手冊確定K1型號和參數，采購了替代元器件。

實際更換過程中，由于繼電器K1的位置過于靠近板卡邊界，常備的普通電烙鐵頭難以接近焊點，極易燙傷電路板，引發(fā)其他故障或留下隱患。經過多方查找，購得如圖4所示的特殊烙鐵頭等工具。使用之前需將購買的烙鐵頭彎出合適的角度，以便在不傷害周圍電路的情況下接觸焊點，更換K1繼電器。

替換繼電器后，電臺接收功能恢復，SQL輸出正常，經過測試電臺各項指標均達標。在后續(xù)保障中，其他R&S EU230接收機又陸續(xù)出現類似故障，主要表現為SQ2電壓為0v或7.5v-8.7v之間波動，均通過更換K1繼電器排除故障。

三、總結和展望

本文針對R&S電臺的常見發(fā)射和接收故障維修進行了分析和分享，涉及到的故障發(fā)生概率較高且故障點集中。希望本文能夠提供一些排故思路和參考，為甚高頻電臺的自主維修和運行保障，為管制提供優(yōu)質可靠的地空通信服務貢獻一份力量。