进口电视发射机控制单元技术改造

2011-03-15杨青坡

电视技术 2011年14期

杨青坡，袁博，袁军

（河南省广播电视发射台，河南郑州 450003）

1 电视发射机系统简介

河南省广播电视发射台电视发射机房担负着5个频道的播出任务，每个频道都有主机和备机，其中9频道主播设备是一部意大利泰克诺公司生产的10 kW双通道电视发射机，它由双激励器、8个图像功率放大盘、2个伴音功率放大盘、中央控制单元等组成。系统方框图如图1所示。

图1 发射机系统方框图

激励器将图像和伴音信号分别调制到发射机的载频上，9频道的图像载频是192.25 MHz，伴音载频是198.75 MHz，然后图像和伴音信号分别通过图像和伴音功率放大模块进行放大，最后经带通滤波器在双工器合成，输出至馈管上天线发射。中央控制单元功能是负责整部发射机的开关机控制、参数监测、预告警、工作指标的显示[1-2]。

2 发射机故障概述

该发射机工作时突然出现自动闪断，射频信号无功率输出，瞬间机器又恢复正常的现象，该机为9频道河南5套主播设备，它的不稳定运行对电视节目的安全播出造成了直接影响。立即组织人员检查控制系统，从中央控制单元监测面板的菜单显示屏上只发现曾出现过interlock open（连锁断开）的情况，即连锁回路断开，但查遍该回路接点，未发现异常。

3 故障检修与排除

这种状况持续大概有一个月，这部进口全固态发射机再次出现这种现象后没有自动恢复，工作人员立即倒换至电子管发射机播出，同时，对全固态机器进行测试和观察。检查机器中央控制单元的电脑监测部分，查看历史记录，进入机器alarm（报警）这一项，发现记录是Rack 1 interlock open（模块1连锁断开），RF out low（射频输出低），这说明由于控制回路连锁点断开，发射机无法正常工作，造成发射机无功率输出。怀疑是中央控制单元部分传送连锁信号的插头松动造成，把传送连锁信号的插头J4拔掉，用酒精清洗插座和插头，重新插上，开机用假负载测试机器一段时间后，恢复正常。

过了一段时间，9频道全固态发射机又突然出现无功率输出，立即倒换至电子管发射机播出的同时，重新插拔J4，机器仍旧不能开机，这次问题比较严重，检查机器中央控制单元的电脑监测部分，查看历史记录，按F3进入机器工作状态这一项，发现interlocks（连锁）这一项显示是open，正常工作状态应该是closed，这说明电视发射机的连锁回路某处是断开的，进入alarm这一项，发现记录是“Rack 1 interlock open，RF out low”，这说明由于机器连锁回路断开，发射机无法正常工作，造成发射机无功率输出。

究竟是什么原因造成发射机连锁点断开呢？分析中央控制单元后面板的接口板部分，接口分布如图2所示。

图2 中央控制单元后面板的接口分布

J1接口是负责传送激励器信号，J4接口是负责传送连锁是否闭合，J11接口是多用表头功率监测部分，J3是使能端接口，J10是发射机的远程监控接口，可由远程计算机遥控设备的开关机和参数监测。

根据各接口的功能，主要分析了J3和J4接口：首先怀疑是由于与中央控制单元传送连锁点信号J4这一插头松动造成的，拔掉J4插头重新插上，开机检查电脑监测显示面板interlocks这一项仍然是open，说明不是由于插头松动造成的。造成机器连锁点断开有两种情况，一种是发射机的外部某处连锁点断开，一种是发射机自身某处连锁点断开。把发射机与假负载连接的连锁点短接，让发射机自身形成连锁闭合，加电试机后，发现interlocks这一项显示open，发射机仍然无法开机，没有功率输出，排除了发射机外部连锁点断开的假设，说明发射机自身某处连锁回路是断开的，查阅该发射机中央控制单元这一模块的原版英文电路图，找到与J4接口连锁点信号相关的这一部分电路，如图3所示。

本发射机主要使用了interlock1的控制回路，当外部的假负载或同轴开关的连锁点闭合后，J4接口的1脚接地，则形成了+12 V的闭合回路，SFH610光耦器件导通，使+24 V回路闭合，J13的10C脚变为低电平，中央控制系统确认连锁回路闭合，送出使能信号，设备可正常开机。

用万用表测量电路图中J4的1端与J13的10C端对地的电压，无论开机与否，+12 V和+24 V电压始终存在，这说明这部分线路中有断路，即使外部连锁正常，但该电路没有工作，中央控制处理器仍然未能接收到正确的低电平信号。取下中央控制单元的集成板线路，仔细观察线路板的这一部分线路，发现其中有几处连接线锈蚀得特别厉害，怀疑线路可能会有断点。用万用表对电路板上的连线逐一测量，确实找到了2处断点，由于线路板连接铜线特别细，而且断点处锈蚀比较严重，用电烙铁不容易焊接，就找来细铜线分别焊接在2个断点处，用万用表测量电路正常，上机测试，接口J13的10C端电压在连锁断开时为+24 V，在外部连锁正常闭合时为0 V。说明先前的电路分析正确，故障得以排除。设备几个月以来运行稳定。

4 应急短路子的创新与实施方法

这种集成线路板由于长时间堆积灰尘多，再加上环境潮湿就容易把线路锈蚀断。这次虽然暂时排除了故障，但由于设备工作外部环境所限，这种线路板锈蚀断现象在以后机器运行中出现的可能性非常大，如果再出现由于连锁点断开而其他如风冷、同轴开关、电流、温度、电源等都正常情况下，造成发射机使能信号不能送出，无法开机正常工作[3-5]。根据前面的分析，可以直接将J13接口的10C管脚接地，向中央控制电路送低电平，则能应急开机。由这个思路可以想到，整部发射机的激励、功放等有源部件均为备份冗余设计，即使部分出现问题，不会导致停机，唯独中央控制单元是单一的，一旦出现故障，就会造成整机无法开启，严重威胁安全播出。所以若单纯因中央控制单元的线路或器件故障而导致发射机不能工作，则需采取非常手段，将整个中央控制单元甩开，直接强制开机，在修复中央控制单元的同时仍能保持发射机的正常工作。仔细分析电脑监测板接口部分的原版英文电路图，发现发射机能否开机正常工作，主要由J3和J4接口决定，J4主要是连锁信号，J3主要是开机指令和使能信号，相关部分的逻辑简图如图4所示。

图4 J3和J4接口相关部分的逻辑简图

经分析原版电路图，J3接口的主要功能是由管脚1和2决定的，管脚1负责开机，管脚2主要接收来自继电器组和中央控制处理板传送来的连锁、风冷等信号，当这些信号都处于正常工作状态，开机键也按下，也就是说脚1和2均为低电平时，机器才能正常开机工作，用万用表测量此时管脚1对地电压为+0.7 V，管脚2电压为0 V，如果管脚1对地电压不为0 V，或者这时管脚2电压不为0 V，J3使能端是不能作用的，机器不能开机。怎样才能做到应急开机呢？从电路图中分析，只要管脚1对地电压为+0.7 V，让管脚2直接接地，就能做到这一点。于是在与计算机监测部分J3接口处相连的排线端直接做了个短路子，在保持原有电路不变的情况下，管脚1与1个二极管串联后接地，让管脚2直接接地，管脚9为接地端。短路子如图5所示。

图5 短路子示意图

经测试，在关机状态下，拔掉与J3接口相连的原有插头，把短路子插在原插头处，机器立即开启，用万用表测量，管脚1电压为+0.7 V，管脚2电压为0 V，设备正常工作，进一步测试表明，即使将整个中央控制单元甩开，并将其断电，只要将短路子插在J3相应的外部连线插头上，就能实现应急开机。说明这种做法是成功的，即使再出现这种由于中央控制单元部分线路锈蚀断或内部器件故障，使控制系统无法工作，造成发射机不能正常开机，而在整机的风冷、天馈系统、电流、温度、电源等都正常情况下，也能采用这种应急手段，实现强制开机，排除了中央控制单元故障，保证了电视节目的安全正常播出。