10KW全固态FM广播发射机改频的技术实践

梁继芬 张常丽

【摘 要】将一部FM103S-Ⅰ型10KW全固态调频广播发射机，原机发射频率102.1MHz，改为发射频率为93.9MHz，采取同相位功率合成技术措施，取得了明显效果。

【关键词】改频；同相位；功率调整

2008年，我台接到了一部由省电台使用过的陕西762厂于2002年6月份生产的FM103S-Ⅰ型10KW全固态调频广播发射机一部，原机发射频率为102.1MHz，用于转播省交通台节目，发射频率为93.9MHz，由于FM广播发射机直接改频相差了8.2MHz，设备无法工作，我们采取以下技术措施，取得了明显效果。

分析：

电路分析FM103S-1型10KW全固态调频广播发射机整机组成，请看图1。

由意大利RVR公司生产的PTX-30W进口激励器，输出经两功分器送到四分配器后，分别传送到两个5KW发射单元，5KW发射单元由四个1.3KW的功率放大器组成。左、右5KW功率放大器经过合成器送到输出负载上。设备准备开机，在PTX-30W激励器上设定输出频率为93.9MHz，激励功率开到50%，这时激励器有15W功率输出，经功分器后两路输出7.5W功率分别送入推动级。这时，左机箱5KW发送单元输出功率3.4KW，右机箱5KW发送单元输出功率3.9KW，总输出功率5.3KW，发现左右输出功率不平衡，相差500W，未级输出合成器隔离平衡吸收负载右侧过热，接近75℃告警状态；加大激励功率到60%，输出无明显变化，左机箱Ⅰ输出正常，右机箱Ⅱ输出告警，输出功率不足，同时末级隔离平衡吸收负载告警灯亮，负载温度超限，发射机无法进入正常工作状态。

降低激励输出功率到50%，用美国泰克TDS3012B双综示波器测量左、右机箱5KW功放中共8个1.3KW功放的相位，仪器连接如图2。

用两根专用等长度的测试线与左机箱5KW发射单元内的4个1.3KW功放面板检测口相连，1号和2号为一组，3号机和4号机为另一组，用TDS3012B双综示波器送1V峰-峰值电压，观察到1号、2号功放板输出相位偏差过大，两条正弦波形不重合，不在同相位上，如图3所示，根据厂方对发射机的设计为同相位功率合成，正常5KW功率放大器的4个功放单元应当在同相位上，波形应重合，输出功率为最大。

产生左右机箱输出功率不平衡和总输出功率上不去的原因：第一，FM103S-Ⅰ型10KW全固态广播发射机出厂前是按省电台提供的102.1MHz频率生产的，8个1.3KW功放是按这个频率调试的。按照厂方提供的资料：在3MHz频率范围内，对发射机改变频率影响不大，超过5MHz频率范围，发射机要进行重新调试。现在改变频率后相差8.2MHz，发射机无法进入正常工作状态；第二，由于发射机频率的改变幅度过大，引起了8个功放模块相位的变化，1.3KW功率放大器组合后不在同相上工作，导致输出功率不平衡，部分功率经过吸收负载泄放，造成输出功率降低；第三，两个5KW功率放大器，通过合成器的吸收负载连接电缆因频率改变传输特性下降，高频信号通过四分之一传输电缆损耗过大，左右机箱末级合成器效率降低，需要改变四分一波长电缆长度，提高电缆传输特性。

综合上述原因，发射机在93.9MHz频率上工作，要对八个1.3KW功率放大器内部的六个250W功放板按照93.9MHz频率重新调整，六个250KW功放板输出功率尽量相等、相位相同，总装后要对左、右机箱5KW共八个1.3KW功率放大器进行一次同相位微调，最后改变未级合成器到左右平衡负载电缆的长度（频率93.9MHz波长的四分之一电缆长度），才能满足使用要求。

调试：

1.3KW功率放大器内六个250W功放板，每个功放板使用一支场效应BLF278对管，推挽方式工作，输入电路完成不平衡＼平衡转换和阻抗变换，将50?输入阻抗降至278输入阻抗值，RF信号分成相位为0度和180度的两路，分别加到两个栅级，可变电容器C1用于调整相位，使六个功放板相位相同，调整电位器RP1使功率相等，仪器与功放连接请看图4取出1.3KW功率放大器，打开面板，用100W电烙铁焊开输入连接线（激励器输出连接线与放大器输入端相联），BLF278场效应管输出端串接1KW通过式功率计，末端接5kW假负载。45V电源供电端的两根BVR4平方毫米铜塑线与1.3KW待调试功放相连接，推动级±12V控制电源用一根专用两端带插头的十芯电缆与发射机1.3KW面板插座相连，另一端与取下来待调试功放插座相连，断开其它五只250W功放供电。开机，发射机功放进入调试状态，请看上图。通过式功率计量程打500W档位。调整前我们对电路进行分析，BLF278场效应管增益18dB，工作偏压1-1.5V，工作电流5-8A，工作电压42V（带载），典型工作状态需要3.5-4W激励功率推动可以满足250W功率输出，（1）调试：激励送4W功率，这时93.9MHz功率输出210W、偏压0.9V，调整RP1-5K?多圈电位器使偏压上升到1.12V，电流7.2A，输出功率达到250W，调整时我们保证了功放板输入端反射最小，输出功率足够，漏极电流最小。（2）按同样方法对其他五个功放板进行调整，保证了每一个功放在同等的激励功率推动下输出功率为250W，工作电流、偏压在规定的范围内。（3）1.3KW整机调试，把六个功放断开的点全部连好，激励输出SYV-50-3连接电缆输出Q9接头重新与1.3KW功率放大器输入端相连，六个250W功放需要激励推动功率为6×4W=24W，PTX-30W激励器送24W激励功率，GH2462型双定向功率计量程打到1.5KW位置上，采用双综示波器方法监测正弦波相位，微调每两个功放C1电容器，使每一对功放波形重合，输出功率达到1.3KW，输出功率偏低，请看图5，调整BLF177场效应管推动级的RP2可调电位器，使输出功率达到1.3KW，用同样的方法对另外七个功率放大器进行了调试，经过精心调试，在同等激励功率推动下，其他功率放大器均达到1.3KW的输出功率。

更换合成器到隔离负载连接电缆

两组5KW功率合成器为同相合成，调节合成器到隔离器负载两端口之间的电缆长度，使在工作频率附近两端口之间隔离度大于40dB以上，合成器输入端、输出端的反射系数优于26dB，改进前两根隔离连接电缆是按102.1MHz频率的四分之一波长制作调好的，改变频率后，SYV-50-9聚四氟乙稀隔离电缆的长度应按93.9MHz频率的四分之一波长技术要求重新制作，要求高频反射损耗小，带内传输性能好，计算如下：

整机调试：开启PTX-30W激励器，步进功率50%为15W，左机箱输出功率4.8KW，右机箱输出功率4.6KW，不平衡功率相差200W，总输出功率9.2W，右机箱功率偏低，用双踪示波器对右机箱5号、6号功率放大器相位微调，调整1.3KW功放率放大器电容C5，使得左机箱5KW功放单元输出功率达到4.8KW，这时左右机箱输出功率保持一致，相位相同，重新开启整机发射机，左、右5KW功率放大器输出功率保持一致4.8KW。总的输出功率为9.5KW，反射功率30W。

结束语

通过技术改进，FM103S-1型10KW全固态调频广播发射机于2008年10月12日投入正常使用，设备运行4个月安全可靠，使用MD2000F调频音频综合测试仪、美国BIRD公司4802-200A通过式功率计对发射机各项技术指标进行测量，各项技术指标均达到甲级指标。通过以上技术实践取得明显效果，为单位节余改机费2万多元，并使本单位工程技术人员专业技能得到锻炼，为电台广播电视发送设备今后升级和技术改进奠定基础，以上调频广播发射机改频技术实践供同行参考借鉴。

技术参数请看下表1。

TF103S—I广播发射机检测技术参数表

参考文献：

[1]TF103S—I广播发射机说明书