DCM10 kW中波发射机母板故障分析与处理

2015-02-25唐鹏

西部广播电视 2015年12期

关键词：原理故障

唐鹏

（作者单位：中山中波转播台）

DCM10 kW中波发射机母板故障分析与处理

唐鹏

（作者单位：中山中波转播台）

摘要：本文介绍了哈尔滨广播器材有限公司生产的DCM10 kW数字中波广播发射机二进制功率合成母板的原理，以及在设备运行中遇到故障的处理方法。

关键词：DCM；二进制功率合成母板；原理；故障

中波广播是一种以地面波的绕射传播为主、电离层的反射波传输为辅的区域广播方式，中波广播信号较为稳定，而且解调简单容易实现，接收机成本低，便于普及和运用。

中山中波转播台引进了4台10 kW发射机，从发射机运行情况看，三大指标稳定，故障率低。但随着发射机长期运行工作、元件老化，时常出现各种故障隐患。现根据发射机工作原理，结合台在发射机使用过程中出现的问题，对故障进行分析及处理。

1 工作原理

1.1 功率合成器工作原理

射频功率放大器中的48路RF放大器模块的输出信号是在功率合成器上进行电压合成的。它是一个射频功率合成变压器。其初级线圈就是各块功率放大器的输出线圈，次级是用一根铜棒穿过各块功率放大器输出线圈的磁芯来耦合的，负载阻抗为4 Ω

每一个射频放大器的输出均联接到铁氧体磁环变压器上。一个磁芯的基本原理是导体每穿过磁环的中心或内部一次，它就算作一匝。射频变压器的所有次级都通过一个连续的导体（一根铜棒）串联在一起。根据一个“绕组”或“匝”穿过磁环的中心的基本原理，用一根铜棒或铜管作为次级导体，即所有射频变压器的次级串联，且它们的匝数都是一圈。

合成变压器次级（铜棒）可分为几段，并通过螺钉连到一起，这样有利于安装和拆卸。每块母板上有16个磁环变压器和16块射频放大器模块，它们排成两排，每排8个。

所有的“大台阶”射频放大器（42块）都有一个匝数比为18∶1的变压器，即初级绕组18匝，次级绕组1匝。二进制（小台阶）放大器是用“大台阶”放大器加不同电源电压和变压器匝数比的合成来得到的二进制加权。

射频激励信号分配和射频功率合成网络图如图1所示。

图1　射频激励信号分配和射频功率合成网络图

1.2 功率合成器电路介绍

功率合成器由两块主功率合成母板和一块二进制功率合成母板组成。二进制功率合成母板上装有16只功率放大板插座J1～J16，其中J1～J6为六只二进制小台阶功放板插座，依次为1/2、1/4、1/8、1/16、1/32、1/64台阶。其余J7～J16为10只大台阶功率放大板插座，每个功放板的输出端连接磁环功率合成变压器的初级绕组和效率线圈。

无论二进制小台阶放大器还是大台阶放大器，其功放板都是一样的，不同在于功放板的工作电压及其负载合成变压器初级绕组的圈数。

大台阶的合成变压器初级绕组的圈数都是相同的，而在二进制台阶中，台阶越小，磁环初级绕组的圈数就越多。J30~J33四个跳线插用来改变高四位二进制台阶初级绕组的抽头，改变抽头位置可调整二进制台阶射频输出电压大小，抽头位置与工作的频率有关。在每个合成变压器的初级绕组上并联有一个效率电感器，这是一个可改变抽头位置的空心线圈。改变抽头可调整放大器的输出相位，抽头位置也由工作频率决定。

母板上的16个功率放大板的射频激励信号在J17～J20进入。每一功放板接到两个射频激励信号。射频激励信号来自于射频分配器，所有的射频激励电缆长度相等，所以所有的射频激励信号相位相同。来自循环调制编码板的调制编码控制信号，则通过J21～J24送到每块功率放大板上。

2 故障分析与处理

2.1 故障现象

DCM10 kW发射机在播时，突然传来爆炸声，接着功率下降，随后故障报警声响起，自动化系统自动切换备机播出。打开故障发射机面板，发现功率放大板有灼烧痕迹，将功放板从合成母板的插座抽离，灼烧是从槽路烧起的。

2.2 故障分析

故障发生在二进制功率合成母板J16插座上，J16是工作在大台阶的功率放大器插座，而插座31、35、37管脚均发生过灼烧。初步判断故障由这3个管脚引发。

图2　功放模块连锁电路原理图

如图2所示，35、37管脚用于功放模块的联锁电路，作用是确认功放板都到位后让发射机正常工作。当功率合成母板中有任一块功率放大板没有安装到位，控制电路均能发现并关闭所有功率放大器，并产生“联锁故障—L”的信号输入到控制面板，同时让调制编码板清零，以确保缺位功放处的合成变压器磁环的安全。由于发射机之前都工作正常，故排除了是35、37管脚引起的故障。