浅析DX200中波发射机VSWR TEST故障

杨保志 滕伟 江苏省广播电视总台



浅析DX200中波发射机VSWR TEST故障

杨保志 滕伟 江苏省广播电视总台

【摘 要】本文分析了DX200中波发射机VSWR检测原理，引起VSWR TEST的故障原因分析，以便于维护和检修。

【关键词】DX200 中波发射机 VSWR VSWR TEST匹配输出网络

一、概述

DX200中波发射机是美国哈里斯公司生产的全固态数字调幅中波广播发射机，其效率高，性能好，保护功能完善，是当今比较先进的新型发射机。由于其保护功能强大，因此发射机在实际运行中，会经常发生VSWR保护，即驻波比故障，通过射频封锁，降功率或关机达到保护发射机的目的。发射机在工作时，由于天气的原因（比如雷、雨等）、网络失谐、馈线短路、放电打火、升/降功率等情况发生时，发射机会在瞬间产生VSWR保护，控制系统会发出射频封锁指令。发射机瞬间输出功率为零，在LED指示板上VSWR TEST故障指示亮红灯。

二、 VSWR检测电路工作原理

电压VSWR是行波系数的倒数，电压VSWR的值在1到无穷大之间，当VSWR为1时，此时网络完全匹配，当VSWR大于1时，网络则处于不匹配状态。VSWR反映的是馈线与天线匹配情况。只有阻抗完全匹配时，网络才能达到最大功率传输。如果传输网络处于不匹配时，发射机发射的电波将有一部分被发射回来，形成反射波，由此产生的的反射功率倒送回发射机。如果VSWR过大，此反射功率将烧坏发射机的功放等元器件，影响安全播出。

在发射机输出阻抗与天馈线完全匹配时，发射机至馈线的传输线上处于行波状态，且传输线各点的电压与电流同相位。射频功率取样板天线VSWR的射频电压取样与电流取样同相位，此时发射机正常。而天馈线与发射机输出阻抗因为某种原因未得已匹配，馈线上就有反射波存在，此时射频功率取样板的电压和电流取样不是同相位，所以就会出现VSWR保护。

射频取样电路如图1所示，天线VSWR的射频电压取样信号取自C6和C27的分压，加到驻波比检波器的变压器（T1）初级绕组一端T1-2，S4为幅度粗调，C17和C26为幅度细调；天线VSWR的射频电流取样信号取自射频耦合线圈T4，加到驻波比检波器的变压器(T1)初级绕组相反一端T1-7，S3为相位粗调，C17和 C26为相位细调。在发射机输出阻抗与天馈线阻抗完全匹配时，射频功率取样板天线VSWR的射频电压取样与电流取样同相位，因此，T1初级绕组两段没有电流通过，从而T1次级与二极管构成的检波电路输出为零，TP16 或TP7小于50mV,发射机处于正常工作状态，如果发射机输出阻抗与天馈线不匹配时，射频功率取样板天线VSWR的射频电压取样与电流取样不是同相位，T1初级绕组有电流通过，从而T1次级绕组感应出电压，由T1次级与二极管构成的检波电路输出端将产生一个直流输出电压，TP16或TP7将大于50mV,此时发射机就会发生天线VSWR保护。

网络VSWR的电路结构与天线VSWR电路完全相同，主要检测输出网络机柜，各功放机柜是否打火，有无网络VSWR故障。

三、VSWR TEST故障分析

1. 功放单元弧光引起的VSWR TEST故障

如图二所示：若输出监测板上DS4指示灯显示红色，则表示检测到机柜上部发生打火故障；若输出监测板上DS5指示灯显示红色，则表示检测到机柜下部发生打火故障。

【故障实例】故障现象：机器播音中掉高压，天线驻波比电压6V，VSWR TEST红灯亮。

故障分析与处理：机器掉高压后，天线驻波比电压6V仍然在，查看输出检测板DS4红灯亮，测量TP41，TP43均为0V，TP39为1V左右，U33 的1脚为高电平，2脚为低电平，而13脚为低电平，12脚为高电平，所以DS4亮红灯，判断上部打火板检测到故障，但仔细观察后发现网络柜并没有发生打火现象，检测网络柜的打火检测板发现光敏电阻损坏，应急处理调节电阻R116使 U32的9脚基准电压为2V左右，比较器不发生偏转，故障解决。

2. 网络VSWR引起的VSWR TEST故障

观察输出监测板上的DS3，如果这个指示灯以持续0.5秒的时间亮红灯，则说明正检测着VSWR故障信号。

（1）按下输出检测板S1进行手动网络VSWR逻辑测试

网络VSWR比较器U18的3脚是来自输出网络VSWR阀限控制电位器R98的一个可调正基准电压；U18的2脚是网络VSWR采样信号经检波器后的直流电压。正常情况下U18的2脚为0V，网络VSWR比较器的输出端6脚为逻辑低电平。在VSWR故障情况下，检波器的输出将超过基准电压，使比较器的输出变为高电平，产生VSWR故障。

S1是用于网络VSWR逻辑的手动开关，当按下S1时，将NET VSWR电压采样信号接地，使检波器的输出超过基准电压，相当于产生了驻波比故障，从而造成网络VSWR，U26（驻波比PAL）送出VSWR TEST故障信号和本地射频封锁信号，使射频放大器关断，并在LED板点亮VSWR故障指示灯，5秒后恢复成绿色。

（2）匹配输出网络元器件异常，网络失谐

匹配输出网络元器件的异常，将会使网络失谐，功放电流和反射功率表值比平常要大的多，网络VSWR检测电路检测到，并送出网络VSWR故障信号到U26 PAL，由PAL给出VSWR TEST故障信号。

（3）网络VSWR检测电路异常

当网络VSWR电压或电流采样电路元件损坏，或网络VSWR检测电路异常时，有可能送出一个假的NET VSWR故障信号。

3. 天线VSWR引起的VSWR TEST故障

（1）按下射频功率采样板S2可进行手动天线VSWR逻辑测试

S2是用于天线VSWR逻辑的手动开关，当按下S2时，天线VSWR电路动作，使天线VSWR比较器的输出变为逻辑高电平，产生天线VSWR，U26PAL送出VSWR TEST故障信号和射频封锁信号。

（2）合成器输出网络匹配失谐或天馈系统出现故障

合成输出匹配网络元器件的异常或天馈线系统出现故障时，射频功率采样板天线VSWR采样电路将会采样到，采样信号送到输出监测板天线VSWR检测电路，由天线VSWR检测电路送出天线VSWR故障到U26 PAL块，U26送出VSWR TEST故障信号和本地射频封锁信号，使所有射频放大器关闭，并在LED板点亮VSWR TEST故障指示灯。

（3）天线VSWR采样电路故障或检测电路故障引起

当天线VSWR采样电路异常或天线VSWR故障检测电路故障时，由于采样信号的改变，检测电路将送出一个假的天线VSWR故障信号，U26 PAL块送出VSWR TEST故障信号和本地射频封锁信号，使发射机动作。

4. 手动VSWR测试时产生VSWR TEST故障

为了测试VSWR动作比较器和VSWR故障逻辑，在发射机中设置了一些手动VSWR测试按钮开关。功放单元中，在射频功率采样板可以按S2开关进行手动天线VSWR测试；在输出监测板可以按S1进行手动网络VSWR逻辑测试；在控制板可以按S5开关进行手动VSWR逻辑测试；在LED板可以按S2开关进行手动VSWR逻辑测试。

5. 进行VSWR测试自检时

测量VSWR自检逻辑的方法如下:按下并按住输出监测板上的VSWR抑制开关S6，将VSWR比较器的一个输入端经过一个二极管分流接地，这样就能使VSWR比较器能够检测出VSWR故障，再按下LED板上的VSWR测试按钮S2，4秒钟后，VSWR测试指示灯DS21灯应保持为红色，释放输出监测板S6，再按下LED板的S2，4秒钟后，VSWR测试指示灯应返回绿色。

6. 在进行开/关机或切换功率时

在对发射机进行开/关机或切换功率操作时，发射机将会射频封锁，同时进行VSWR保护，LED板VSWR TEST故障指示灯将被瞬间点亮。

7. 故障信号传输通路异常引起的VSWR TEST故障

从输出检测板送出的VSWR信号电平正常，如果信号传输通路或控制板在处理信号时出现故障，也将会产生VSWR TEST故障，使LED板上VSWR TEST故障指示灯DS21亮红灯。

四、结束语

天线VSWR和网络VSWR保护是DX200发射机系统安全的重要保护的手段之一。引起VSWR保护的原因有很多，如天馈线系统失配，阻抗网络失谐，机柜元器件打火，VSWR检测电路故障等，维护人员应根据具体电路图进行查找。本文对VSWR TEST故障的浅析，可以便于检修和维护发射机的时候，可以有针对性的进行维护、检修和故障处理。