GZ－G1K－ⅠPDM发射机原理、检修、天调网络改造

周凤岐，林秉信，王 娟（.吉林省珲春市中波转播台，吉林 珲春 33300；.吉林省珲春市广播电视台，吉林 珲春 33300）

1 概 述

为更好地安全优质播出，提高效率、减少停播率，珲春市广播电视台根据春化台实际情况，经台长办公会议决定，给春化转播台1 530 kHz发射机配备购置哈尔滨正泰公司生产的ZT－G1KW－Ⅲ型PDM发射机一部作为备机。2013年5月订货，7月下旬到货。设备配置发射机一部、ZT－TJ型中波天线交换器假负载一体机一台及其它配件等。

2013年8 月16 日珲春市广播电台技术科组织技术人员到春化转播台进行安装准备工作。现场将备机摆放对位，交换器假负载摆放两部发射机，并用软馈线与交换器假负载连接，以上各项工作对位完善后，备机接地线及三相四线供电。

1.1 交换器的连接及工作原理

交换器配线连接图如图1所示。交换器的工作电源取自发射机三相的任意一相火线和零线（N），为交换器开关电源提供220 V供电，经开关电源输出24 V直流电压，给各个工作状态及继电器控制电路供电。

1.2 交换器断电的情况

交换器断电的情况下，由于各继电器无工作电压，继电器无动作，将一直保持A机接天线，B机接假负载。

1.3 打开工作电源开关K1时的情况

（1）交换器K2打在手动、开关K3打在A机上时，继电器J1、J2不吸合，XD1红灯亮显示A机接天线，XD4绿灯亮显示B机接假负载；开关K3打在B机时继电器J1、J2吸合，此时，XD2绿灯亮显示A机接假负载，XD3红灯亮显示B机接天线。

（2）转换开关K2打在自动时，如果先开A机，则A机的取样电压220 V加到JX－3端，继电器JA首先吸合，其JA的常闭接点断开，切断了继电器J1、J2的工作电压，使真空继电器锁定在A机接天线上，B机接假负载的工作状态，同时指示灯XD1红灯亮，XD4绿 灯亮，显示A机接天线，B机接假负载的工作指示状态。此时JA、JB已经锁定，再开B机也无法使交换器切换工作状态。如果先开B机，则B机的取样电压220 V加到JX－4端，继电器JB首先吸合，其JB的常闭接点断开，切断了继电器JA供电。同时JB的常开接点接通，继电器J1、J2吸合，交换器切换到A机假负载，B机接天线的工作状态，此时XD2亮绿灯指示A机假负载，XD3亮红灯B机接天线的工作指示状态，JA、JB已经锁定，再开A机也无法使交换器切换工作状态。另外，图中CJ1、CJ2分别为A机、B机的主整电源交流接触器KF。JX－3、4分别接在KF的下端（输出端）。

开备机空气开关，交换器供电，检验交换器、自动、手动、主备指示，假负载是否正常，各项电压、接点检验正常后，将交换器控制开关拔向自动位置，电源开关拔向开的位置，此时可以开启主机。当主机开启后，输出功率为零，高驻波保护面板指示DS2亮，封锁调制。当开备机时，交换器指示备机输出对向假负载，输出功率及反射指示都在正常范围内工作。当将主机对向假负载时，主机功率输出也只能调试到400 W左右，说明主机有故障存在。与此同时，备机输出通过交换器送向天线，然而备机告警，反射保护封锁调制，无法送出RF射频信号，显示屏显示驻波比过大，因此可判定天调网络出现故障。

图1 自动／手动天线交换器原理图

2 故障现象

根据主机与备机对比，首先将输出天线馈管接头与交换器拆解开，将示波器连接在馈管接头上，测试观察哪个频率倒送引起的驻波比过大。经观察发现示波器显示有频率585 kHz、130 V峰峰值的高电平通过发射天线及馈管倒送到发射机，引起发射机反射保护，并封锁调制。过去主机能够将RF射频送出，虽然输出功率达不到满功率，也应该能维持低功率送出RF射频信号，现在却发生了输出功率为零的现象，为什么？此时将主机出现的不正常故障暂时放下，主要研究和检查天线倒送引起的备机保护封锁，无法送出RF射频信号的故障。

3 故障分析

根据故障现象，与厂家技术人员实地绘制了1 530 kHz统调房天线网络，并进行分析。

在实地绘制原设计的天调网络里，只有对1 143 kHz频率的阻塞网络，而没有585 kHz的陷波网络。经过了解春化台最先开播的是1 530 kHz和1 143 kHz两部发射机，天调设计只有1 143 kHz的阻塞。后期随着无线广播“村村通”工程和对延边朝鲜语广播的需要，增设了585 kHz延边朝鲜语广播设备，根据当时实际情况，1 143 kHz和585 kHz两个频率采用双频共塔。对其天调网络进行重新设计和安装调试，使两个频率的发射机运行稳定，至今没有出现互相干扰的情况发生。然而当初设计只考虑这两个频率的天调网络改造，没有考虑对1 530 kHz天调网络的改造和重新设计，致使1 530 kHz天调网络及天馈线产生585 kHz倒送的故障，引起发射机驻波比保护及封锁调制。

4 故障排除

根据1 530 kHz天调网络的原设计，本着对参数影响小、改动小的原则，在其天调网络的输入端加接了串并联陷波回路。因工作频率1 530 kHz高于陷波频率585 kHz，根据有关资料采用此种陷波回路。在并联回路L1、C1中，当ωL1＝1／ωC1时，对1 530 kHz频率整个并联回路呈纯阻性，且阻抗值最大，该回路对陷波频率585 kHz而言呈感性，其电抗值为X1；而串联回路L2、C2中，感抗XL＝ωL，和ω成正比；容抗XC＝－1／ωC，和ω成反比。当ωL2＝1／ωC2时，对585 kHz频率而言呈容性，其电抗值为X2，当X1和X2大小相等，发生串联谐振，将585 kHz频率陷波吸收入地，如图2。

首先用网络分析仪，设置在1 530 kHz频率上，测试L1、C1并联阻抗、调谐L1，使L1、C1并联谐振阻抗对1 530 kHz的频率无穷大。然后接入L2、C2串联谐振电路，将网络分析仪设置在585 kHz频率上，测试其串并联谐振阻抗，调谐L2，使串并联的谐振阻抗对585 kHz的频率接近于零，即阻抗－5Ω。以上调整工作完成后，接入天调网络的输入端，再将网络分析仪设置在1 530 kHz频率上，对天调网络的阻抗匹配进行调整，使网络分析仪的显示为实部49.5Ω、虚部－1.24、VSWR1.25。将馈管接口接入交换器接口，此时开启备机，输出功率调到1 kW，反射功率接近零，射频RF信号输出正常无调制封锁报警出现，则证明天馈线系统恢复正常。

图2 陷波回路

5 运行情况

通过以上的检查、维护、改造和调试，天调网络及备机的阻抗匹配良好，发射机运行正常。关闭备机，开启主机，主机的输出功率为400 W左右，高驻波报警指示DS2亮红灯。PA功放盒故障指示DS2、DS5亮红灯，此显示说明主机功放盒存在故障，关闭主机，检查功放盒，发现三个功放盒单元中有一个严重损坏。调换备用功放盒后，重新安装到主机上，开启主机逐渐调节功率控制钮，使功率上升到750 W左右后，功放盒故障报警指示恢复正常，而功率控制钮再无法使功率上升到1 kW左右。如图3，通过对驻波比保护电路分析和测试，正常时取自定向耦合器的反射电压经J5－6进入接口板，此电压应在0.5 V以下，当此点电压升至3～4.6 V时，Q1和Q2组成的间歇振荡器开始工作，其振荡频率为3 Hz。U2是带内部时钟频率的可变分频计数器，U5是16进制加减计数器，15脚为计数脉冲输入端，10脚为计数器使能端，高电平做加计数，低电平做减计数。当驻波比＞1.2，反射电压＞3 V时，U5开启计数，当计数到32次时，监视板上高驻波报警指示灯DS2亮。同时由Q4组成的数模转换电路输出驻波减缩功率电平降低射频功率。当驻波比＞1.5，反射电压信号＞5 V时，U1D－12脚电压超过U1D－13脚的比较电压4.6 V后，U1D－14脚输出15 V驻波减缩功率信号电平，立即将发射机功率控制信号降到零，RF输出为零。经分析主机输出功率为零，是由130 V峰峰值倒送电平超过U1－13脚比较电压4.6 V以上，引起U1动作，高驻波保护U1－14脚输出15 V高电平强制功率控制信号为零，RF输出为零。

图3 高驻波比保护原理图

根据以上分析，测试高驻波保护板J5－6反射功率采样接点电压3 V，比正常值0.5 V高出2.5 V。引起此点电压增高是由定向耦合器的入射检测器A1送出的。因为正常时，在T1次级负载电阻R1、R2上建立的电压代表发射机RF输出电流电平；由于RF电压检测器A2通过J1转接送来的代表发射机RF输出电压加到T1次级中心抽头，这两个电压在T1负载电阻R1、R2上合成。当次级中心抽头电压正好调到无反射功率时，R1和R2上电压绝对值相同。当反射功率为零时，R1上的电压与中心抽头的电压，正好幅值相等方向相反，反射功率输出为零，表示中心抽头送来的是反向电压；R2上的电压和中心抽头电压，正好幅值相等、相位相同，两电压之和，表示为正向入射功率。当反射功率存在时，R1上的电压与中心抽头电压正好幅度相等、方向相同，反射功率输出为两电压之和；R2上的电压与中心抽头的电压正好幅度相等、方向相反，入射功率输出为两电压之差。即：

通过分析入反射波检测器工作过程，由RF电压检测器为T1中心抽头提供的参考电压电平发生了变化，而使入反射检测器A1输出的反射功率采样电平上升到3 V。将数字表接到定向耦合器J3输出端，分别试调C10可变电容和L1电感组成的RF电压监测网络，数字表显示由3 V逐渐减小到0.5 V。调节功率控制发射机，功率指示能升到1.2 kW，高驻波保护指示DS2恢复正常，至此发射机的改造维修工作完成。

6 总 结

此次改造、检修的过程中，引发许多思考。引起发射机驻波保护的主要原因是天调网路存在设计缺陷，也与技术维护人员在日常工作中经验积累不足有关，而使585 kHz频率倒送130 V峰峰值的电压，造成1 530 kHz主机功放盒损坏。而且长时间工作在驻波比保护的状态下，致使发射机不能满功率输出。通过此次改造检修，提高了技术维护人员的实践能力，为以后的维护工作提出了新的要求和努力方向。