PAE5100甚高频接收机PSU告警故障检修

张世奎　谢来阳

（民航中南空管局，广东 广州 510403）

PAE5100甚高频接收机PSU告警故障检修

张世奎谢来阳

（民航中南空管局，广东 广州 510403）

文章介绍了PAE 5100甚高频接收机的系统组成，阐述了BIT告警检测电路工作原理及信号流程，并针对PAE 5100接收机出现的一例前面板PSU告警故障现象给予分析，并且对检测和维修过程进行了详细的说明。

甚高频；接收机；PSU；告警；BIT

1　引言

民用航空地空通信是指通过各类民用航空通信设备来实现航空器、空中交通管制部门、机场和航空公司运营部门等民用航空飞行活动主体之间的有效无线电语音联系和信息交换，保障民用航空飞行活动安全有序地进行，甚高频通信系统是目前民航空管地空无线通信的最主要手段。随着空域航线、飞机数量及相关业务的不断增加，空管地空通信重要性日益彰显，因此必须确保通信设备的有效性、可靠性、安全性。英国PAE甚高频地空通信系统设备在世界民航系统得到广泛使用，其旧款的5000系列在我国部分地区引进使用，包括5100接收机、5300发射机及5600收发一体机。由于电台运行使用年限较长，偶尔会出现一些故障，本文结合近期设备维修中实际一例PAE 5100接收机前面板PSU告警故障对检测和维修过程给予详细说明。

2　PSU告警故障检修

PAE 5100甚高频接收机是民航空管系统地空通信中的经典设备，属于传统超外差式调幅接收机，它采用模块化设计，由功能不同的模块和电路板组成，包括前面板模块、电源模块（PSU）、频率合成器模块、射频转换模块、中频和音频模块，BIT（Build in test）振荡模块、通信接口模块。甚高频接收机从天线端输入到相应频率射频AM已调波信号后，经过射频放大、混频、中频放大、各级滤波、解调、音频放大、自动增益控制、静噪等处理变成音频信号输出，同时接收机还具被相应的自检、设置及状态监控功能。

2.1故障现象

通过PAE MARC远端监控系统发现某台站5100接收机显示告警状态，现场检查5100接收机该前面板ALARM和PSU告警指示灯一直亮，连接无线电综合测试仪进行检测，发现接收机静噪门限、接收灵敏度、音频输出信号幅度及失真度等相关测试参数均正常，接收机该前面板进行BIT自检测试，前面板模块、频率合成器、射频转换模块、中频和音频模块均正常，接收机总体工作性能没问题，此告警并没影响接收机的正常工作。

2.2故障检修与分析

由于根据PAE 5100接收机维护手册说明，PSU告警指示灯亮，表明PSU模块（Power Supply Unit）故障，没有提供正常的直流电压。接收机工作于标准的AC交流电或24V DC直流电的双电源模式，PSU模块将AC交流电转换为24V直流电，并转换提供接收机各模块所需的相应直流电压，如交流与直流都存在时选择交流电，交流掉电时自动转到直流供电。对PSU模块进行检查，二极管整流桥堆BR1输出电压Unregulated Supply为+27V，TP7测得送往BIT检测电路的BIT Unregulated Supply电压也为+27V，符合要求。集成三端稳压块IC4（LM317）输出电压为+5V，PSU模块接口CN3-5、6、7脚输出电压为+15V，由于这两个电压要提供给其他相关模块使用，而接收机整体工作正常，故判断PSU模块正常，PSU告警与其无关。

图1　BIT告警检测电路

继续查看维护手册，发现5100接收机内部告警检测电路在中频和音频模块（IF and AF Module），该模块主要功能包括：两级中频放大滤波及AM检波、自动增益控制、音频信号处理、接收信号强度显示、静噪控制、音频放大、接收机内部告警检测等。其BIT告警检测电路负责检测接收机内部相关参数，并且控制前面板相关告警指示灯，包括ALARM、SYNTH、RF、IF&AF、PSU五种告警信息。

BIT告警检测电路的核心部分是IC19（GAL22V10）和IC21（ULN2003），GAL22V10是一个通用阵列逻辑（GAL）集成电路芯片，它由五个部分组成，包括输入端、与阵列部分、输出宏单元、系统时钟和输出三态控制端。ULN2003 是高耐压、大电流达林顿输出的驱动芯片，由七个硅NPN 达林顿管组成。IC19（GAL22V10）由PSU模块送来的+15V和中频和音频模块IC23产生的+5V共同供电，其电路图参见图1。

BIT告警检测电路相关信号，unregulated supply；AC LED；Synth RF；Local oscillator；2nd local oscillator；Negative supply generator；Mute signal分别送到GAL22V10的第2、3、4、5、6、7、10脚，其输出三态控制端18、19、20、21、23送出BIT-PSU；BIT-IF and AF；BIT-RF；BIT- SYNTH；ALARM LED告警信号到前面板模块，控制相关告警指示灯。GAL22V10根据相应送来的检测信号，根据芯片内的相关检测逻辑给出对应输出，告警检测电路检测信号及告警信号对应的正常状态如表1所示。

表1　检测信号及告警信号正常状态

测量IC19第18和23脚电压，发现为+2.8V，所以前面板PSU和ALARM告警指示灯导通，正常时第18、23脚输出电压均为低电平。由于unregulated supply通过R208、R209分压后与IC19第23脚连接， unregulated supply通过R210、R211分压后与IC19第18脚连接，第18、23脚输出为高阻，通过电阻分压后其电压为+2.8V。正常状态第18、23脚输出应为低阻，使输出电平为0，BIT-PSU、ALARM LED信号不起作用。BIT-PSU为高电平，而PSU模块送来unregulated supply为正常+27V，最大的可能只有GAL22V10故障，拔下GAL22V10用编程仪检测，其状态正常。

检查IC19的输入端信号，发现其4、5、6、7、10脚对应电压均为0V左右，正常模块为+4.9V左右，因为4、5、6、7、10脚均通过排阻RV1与+5V电压相连接。此+5V电压由PSU模块送给中频和音频模块的+15V电压提供的，它由三端稳压元件IC23（LM7805）转换产生+5V电压，电路见图2。测量LM7805输入端为+15V，其稳压输出端为0V，三端稳压元件没有工作，其输出电压通过RV1与IC19相应脚连接，所以电压必然也均为0V。初步判断IC23故障，拆下LM7805测量其稳压输出端阻抗值与公共端短路，造成无法输出正常5V电压，但是更换新的LM7805后故障现象仍然存在，稳压输出端电压仍然为0V。

图2　中频和音频模块+5V电压产生电路

再次拆下LM7805，在电路板上测量LM7805输入端1脚对地电阻，发现为8Ω，比正常模块阻值90Ω明显偏低，因此造成LM7805无法正常工作。+15V电压与LM7805输入端1脚之间有电阻R212和滤波电容C139、C113，断开R212与C139、C113的连接一脚，测量R212阻值100Ω正常。此时测量LM7805输入端1脚对地电阻仍为8Ω，因此是电容C139或C113的问题，最后检查确认是钽电容C139故障，其两端阻值只有9Ω，用电容表无法测量到其正常电容值。造成LM7805输入端1脚对地电阻被严重扯低至8Ω，LM7805无法提供正常+5V电压，IC19也就无法正常工作，因此造成IC19第18、23脚输出为高阻，BIT-PSU、ALARM LED信号就变成高电平+2.8V，前面板BIT-PSU、ALARM告警指示灯亮。

更换钽电容C139后，LM7805稳压输出端3脚为+5V电压，IC19第18和23脚输出电压0V，前面板BIT-PSU、ALARM告警指示灯熄灭，此5100接收机全部工作状态正常，告警信号消除，三端稳压元件LM7805和一个并不起眼的电容损坏造成接收机产生误告警的故障被排除。

3　结束语

通过实际设备维护工作对PAE 5100甚高频接收机前面板PSU告警故障的检修实践过程，需要对前面板告警指示所对应的含义和模块有所了解来加以判断，对PAE 5100接收机告警检测电路构造有了更深刻的认识，更加了解其工作原理及信号流程。在空管设备维护检修中，只要采取科学的分析方法，参考技术资料以及正常模块进行逐级检测，善于专研思考，就可以发现和解决问题，希望本文的一些维修经验和分析方法对更好的维护相关设备有所帮助。

［1］ 谢来阳，廖新华.PAE 5100甚高频接收机频率合成器故障检修［J］.空中交通管理，2007（10）:55-56.

［2］ 缪袁泉.甚高频无线电台电路组成及故障维修［J］.现代通信，2003（3）:41-42.

［3］ MH4001.2-1995.甚高频地空通信地面设备通用规范第2部分:甚高频设备维修规范［S］.北京:中国民航总局，1995.

Troubleshooting of PAE5100 VHF receiver PSU alarm failure

This paper introduced the system composition of PAE5100 VHF receiver， and the working principle and signal flow of BIT alarm detection circuit is discussed. After that we analyse a case of front panel PSU alarm failure in PAE5100 VHF receiver， the detection and maintenance process are described in detail.

VHF； receiver； PSU； alarm； BIT

TN92

A

1008-1151（2016）04-0009-02

2016-03-01

张世奎（1974－），男，民航中南空管局工程师，从事民航空管通信、导航及监视系统安装、维护及维修工作；谢来阳（1975－），男，民航中南空管局高级工程师，从事民航空管通信、导航及监视系统安装、维护维修及研究工作。