全固态电视发射机故障分析处理与日常维护
2013-04-23山西省广播电视局老军营发射中心齐爱梅
山西省广播电视局老军营发射中心 齐爱梅
1.UHF10KW全固态电视发射机组成及特点
全固态合放式电视发射机主要由激励器、功率放大器、无源部件（包括分配器、合成器、带通滤波器、定向耦合器等）、主控单元、电源及配电电控单元和风冷系统组成。
整机特点：(1)整机采用单通道，图像伴音合放式。(2)备份冗余设计，可实现零停播率。(3)可实现智能化网络化，可通过PC机接口由监控计算机进行遥测遥控。(4)完善的保护措施，减少设备在特殊环境中的损坏。(5)独特的结构设计，调试、维护、运输方便。(6)电源均为质量可靠、稳定性高的开关电源；效率高，稳压性能好、适应外电变化能力强。(7)冷却方式采用低压离心风机强迫风冷。
2.整机工作状态的观察及异常时的分析和判断
2.1 观察、分析和判断的主要内容
主控单元LED表：TX输出功率、反射功率大小
EX的LED表：EX输出功率(归一化值)
EX-VALC值：环路自动控制电平
2.2 三个主要观测量的说明
2.2.1 TX输出功率：RF输出经过定向耦合器正反向耦合，去主控单元接口电路板，经过检波放大的直流量分送3路：1）送主控制板，经过A/D转换去LCD显示输出功率和VSWR，也供主控Pa-VALC的记忆存储。2）去主控盒LED表，显示输出功率和反射功率。3）去EX，作为大环PAALC调整和高驻波比保护参考值。
2.2.2 EX输出功率：在切换盒中将RF-OUT耦合检波，去LED显示EX输出功率。
2.2.3 VALC自动电平控制：在EX控制板上形成，改变变频器电调谐衰减量，以控制变频器RF输出电平。VALC为3V左右时，变频器输出电平0-7dBm。
上述三个观测量反映了发射机正常时RF通道中各级放大器增益和匹配间的关系，如果某级放大器增益和匹配发生变化，影响本级的输出电平，使三个观测量读数较大偏离“数据报表”值就出现工作状态异常。
2.3 工作状态异常的分析和判断
现象一：输出功率指示不变，而EXRFOUT指示和PA-VALC值有较大同步降低。
分析：TX耦合检波的直流电平增高，在大环ALC作用下，降低TX输出功率，保持原大环ALC记忆电平。
判断：输出耦合RF检波放大系统可能出现问题，引起检波直流电平增高。但此时TX输出功率指示高于实际的输出功率。功放级增益增大引起检波电平增高，这种可能性很小。
现象二：输出功率指示不变，而EXRFOUT指示和PA-VALC值有较大同步增大。
分析：TX耦合检波的直流电平降低，在大环ALC作用下，增大输出功率，保持原大环ALC的记忆电平。
判断：输出耦合RF检波放大系统可能出现问题，引起检波直流电平降低。但此时TX输出功率指示低于实际的输出功率。检查耦合头和检波电路的衰减电阻、检波二极管及放大电路。
末级增益降低：分配、合成、滤波器等无源器件特性变化，级间接触不良，匹配变坏等原因造成。检查PA增益是否降低？PA供电电压是否正常？功放管是否损坏？PA盒后面的微动开关是否损坏？
检查功放链中无源器件和各接头是否接触良好，手感器件的表面温度变化。
现象三：功率下降半功率左右，缓慢上升到临界不保护的状态，此时输出功率指示小于发射机额定功率。
分析：主控单元接收有关报警，下达保护指令。TX处在故障保护状态。
判断：激励器前面板“VIDIO OFF”“HIGH VSWR”，PA前面板“OVER LOAD”“OVER DRIVE”“OVER HEAT”某一出现红灯报警。出现红灯报警时，TX、EX、VALC三者下降是同步的，首先下降3dB，故障恢复，TX恢复额定输出(过载除外)。根据报警，做相应的故障处理。
现象四：输出功率指示降低，TX不能工作在大环状态，由“ALC-PA”跳到“安全状态”又转到“ALC-EX”工作，功率降为75%。
分析：当EX VALC>3.7V时超过上限，TX由“ALC-PA”跳到“ALC-EX”工作，功率降为75%。
判断：A、功放链路中某一功放增益降低或无源件插损大，在大环ALC作用下VALC上升，当>3.7V时出现超上限保护。B、互调校正盒中频输出正常为-17dBm，检查是否过小。C、L O输出正常为3-5dBm，用频谱仪检查。D、输出正常为0-7dBm，过小，检查输入、输出滤波器等是否插损大。E、检查1W功放增益是否降低。F、检查PA功放增益或无源件插损情况。G、检查EX是否接收到来自主控单元的大环检波电压，检测EX控制板J10-1为1.5-2.0V。
3.常见故障现象分析与维修
3.1 整机过载
典型现象：发射机输出功率先下降到1/2额定功率左右，再缓慢回升到临界过载状态，此时输出功率小于额定功率。
故障分析：发射机反射功率取样定向耦合器的耦合度：1KW发射机为40dB，1kw以上的发射机为50dB；方向性：大于30dB。
整机过载保护设定为：VSWR〉1.5。对应的反射功率=额定输出功率-14dB。
反射功率经检波放大后送监控板。
维修方法：
检查发射机的输出端与天馈系统之间的连接是否良好。
测量天馈线驻波是否小于1.5。
检查滤波器的输入输出接头和通过特性。
检查主控单元中检波电路和放大电路是否正常。
检查发射机的本振是否锁定在需要的频率。
3.2 无视频保护
典型现象：激励器面板的video off和fault指示红灯亮。图像连续缺失3秒后，如发射机工作在大环，发射机自动降半功率工作；如发射机工作在小环，转安全模式工作。
视频信号恢复后，如发射机工作在大环，会自动调整到正常状态。
维修方法：
（1）检查视频信号源输出是否正常，检查视频信号源到激励器视频输入口的连接电缆是否正常，可以使用示波器或电视机的AV通道进行检查。
（2）检查视频信号的质量，注意同步头的幅度不得小于标准的20%，视频幅度必须在700mv-1400mv之间，否则均视为无信号。
（3）视中调输入端M51489L可能损坏：使用数字表检查其各管脚的电压是否和图纸标定的电压一致；使用示波器检查其输入脚（1脚）和输出脚（13脚）波形情况。如果M51489L损坏，使用导线短接此集成块，可以暂时工作。
（4）同步分离集成块EL4583L损坏：使用示波器检查3脚同步头输出是否正常；10脚没有视频输入时，应有5V的电压输出，有视频输入时，没有电压输出。
3.3 本振失锁
典型现象：激励器前面板的unlock和fault指示红灯亮，发射机待机红灯亮，发射机没有功率输出，如双激励器工作，自动转换到备激励器工作。
故障检查：检查激励器本振模块盒中的指示灯工作情况，如本振失锁，指示灯为红灯；锁定时，指示灯不亮。
维修方法：
（1）检查本振模块和控制板之间的连接线是否正常。
（2）检查本振模块中TP3测试点的电压，正常应在2.5V～3V之间，如超过此范围，用无感改锥调整电感L1的电感量。
（3）可以轻微调整输出滤波器的电感量。
3.4 功放过载保护
典型现象：主控单元LCD显示：PAX OVERLOAD！对应功放出现红灯告警。如发射机工作在大环，此时激励器输出功率上升，整机输出功率恢复正常。
故障分析：
当功放输出端口的VSWR大于1.5以上，功放过载保护启动。功放内部输出电路反射增大或后续系统的反射过大。
分析和处理
（1）检查功放合成器和射频输出头之间焊接是否牢靠。
（2）检查功放中用于反射功率检测的检波电路是否有损坏的器件。
（3）激励器的38MHz频率失锁，发射频率偏到输出滤波器阻带，发射功率被滤波器阻带反射。
（4）检查功放到合成器之间的射频连接线是否有损坏的迹象。
（5）检查合成器输入口的驻波反射情况，在使用频道内，驻波比不大于1.1，如不正常则检查吸收负载是否损坏。
（6）检查合成器、滤波器、转接器、馈管等无源部件是否有明显的温度偏高的地方。
3.5 功放过激励
典型现象：主控单元LCD显示：PAX OVERDRIVE！。对应功放出现红灯告警。此时激励器自动进行调整，发射机降半功率输出，如过激励报警解除，功率恢复正常。如发射机双激励器工作，则切换到备用激励器。
故障分析：
由于功放环路增益发生变化，激励器输出端后面的射频通路出现异常从而造成ALC控制环路的检波电压发生变化使激励器的输出功率增大，功放出现过激励保护。因此，建议将发射机改为手动控制(MLC)后，检查激励器后续射频通路的增益。
分析和处理：
（1）部分稳压电源损坏，不工作，仍在工作的电源输出电流能力不够，进入限流降压状态，从而使功放的增益降低。测量稳压电源的输出电压是否正常，即可作出判断。
（2）某一功放输出功率变小，造成激励器输出功率升高，功放出现过激励保护，功放输出功率变小原因主要有以下几个：
a.功放栅压指示灯不亮：调整功放微动开关的位置，可以排除此现象。
b.功放栅压为零：使用手接触微动开关簧片，应有明显的弹性，否则进行更换。
c.功放管损坏：用计算机检查功放的各管的工作电流，找出损坏的功率管，更换成好管。
d.功放输入端的衰减器损坏：使用扫频仪检查功放的增益或用数字表测量衰减器的电阻阻值。
（3）合成器或无源部件的插损变大，造成功放链路增益下降。
（4）定向耦合器或主控单元的检波电路出现问题，造成检波电压变小，激励器的功率升高。
3.6 功放过热
典型现象与快速处理：主控单元LCD显示：PAX OVERHEAT！对应功放出现红灯告警，输出功率立即减半，如过热撤消，功率将小幅度逐渐上调，调整时间约2分钟。按激励器的RESET键，功率将快速恢复到正常。
故障分析：
功放内部热继电器损坏、或功放的功率不能正常输出到合成器、或整机冷却系统出现故障等，造成过热继电器启动，功放保护。
表1 环路参数与调整
表2 电视发射机应急处理
维修方法：
（1）检查风机和风道的运行情况：风机转速减慢或风机反转造成风压减小。风机进风口灰尘堵塞或风机房的进风量不够等原因。
（2）过热继电器参数发生变化，在温度没有达到设计温度（设计温度68度保护），提前启动。
（3）功放内部合成器损坏，功放管的功率不能通过电桥进行功率合成，造成过热。
（4）功放后续合成器反射比较大，功放的功率不能正常输出。
（5）散热器外表面的灰尘太多，影响散热效果。
（6）如功放前面板的overheat指示灯不亮，主控单元显示功放过热保护，一般为软件出现问题。
3.7 环路失控
典型现象：发射机激励器环路从大环转小环，整机功率下降到整机功率的75%左右。
IFALC：中频ALC（在互调小盒中）
MLC：手动增益控制
ALC-EX：激励器功放取样（小环）
ALC-PA：高功放输出取样（大环）
SAFE MODE：安全模式
环路检查：
检查的顺序：待机、下限、上限、安全
检查的方法：
待机：打开激励器的开关，激励器工作稳定后，此时表头的读数为待机数值。
下限：激励器工作在手动（MLC），调整MLC的下键，表头不再变化，此时读数为下限数值。
上限：激励器工作在手动（MLC），调整MLC的上键，表头不再变化，此时读数为上限数值。
安全：打开激励器的上盖，将短路子由自动转到安全的位置，此时表头的读数为安全数值。
环路参数与调整见表1。
大环跳小环：
分析：发射机环路从ALC-PA转ALCEX根本原因为上变频器控制电压达到或超过上限。
现象：
（1）激励器的输出功率指示没有明显变化，ALC电压升高到上限电压。
（2）激励器的输出功率指示有明显变化，ALC电压上升到上限电压。
如果激励器的输出功率指示没有明显的变化，原因可能是：
（1）激励器中频输出不正常（检查中频ALC控制电压）
（2）激励器本振、上变频器、1W功放输出电平不稳定。（在小环状态下检查ALC电压和表头之间的关系）
检查本振：可以使用频谱仪测量，正常输出电平大于2dBm，如本振电平低，上变频器输出电平降低。
如果检查发现上变频器输出输入滤波器内部出现问题，请予更换。
激励器功放的检查方法：功放的RF通道中匹配电容是否有损坏，功率管的电流是否正常下降，输入衰减器是否虚焊等。
如果激励器的输出功率指示有明显变化，可能原因有：
（1）环路ALC-PA的取样检波器（在主控单元中）发生变化，检波电压降低，使激励器输出功率变大，ALC电压升高。
检查方法：检查每功放的输出功率，应比正常功率输出大。
（2）环路ALC-PA的定向耦合器的耦合量变小，造成输出检波电压变小，使激励器输出功率变大，ALC电压升高。
检查方法：由于每台发射机有两个正向的定向耦合器，可以更换另外一个定向耦合器进行比较。
（3）激励器的ALC-PA没有收到大环检波电压。
检查方法：主控单元检波电压和通讯连接线是否正常连接。
（4）功放链路增益下降。
功放增益下降的原因主要有以下可能：
功放管损坏：表现为不平衡功率升高、功放输出功率小于其它功放、功放管的电流过大或过小。
功放微动开关没有工作：电流6为0A、功放无输出。
合成器及转接器损坏或接触不良，此时合成器或转接器的温度明显比正常温度高。
部分开关电源损坏，稳压电源的供电能力不够，限流降压工作，导致功放的供电电压不足，增益下降。
4.发射机日常维护注意事项
发射机维护工作是保证发射机正常运行关键，根据全固态发射机的特点，在维护过程中，重点从以下几个方面进行维护：
4.1 激励器部分
1）激励器中频ALC工作状态。
2）激励器环路工作状态。
3）激励器风机运行情况。
4）激励器面板按键情况。
5）注意机房温度、湿度。注意内部清洁，定期将内部灰尘去除干净，特别是风机处。
4.2 功率放大器链路部分
1）各功率放大器的运行的数据情况。
2）功率放大器的散热片清洁情况。
3）功率放大器内部灰尘情况。
4）功率放大器接插件情况。
5）功率合成器、吸收负载、陷波器的温度情况。
4.3 控制、冷却系统部分
1）手动开机情况。
2）自动开机情况。
3）交流接触器、空气开关接线是否良好。
4）风机运行情况。
5）风道、滤尘网清洗工作。
