音频脉宽调制器电路的关键点量变与故障处理

李 霞 王立志 熊小江

（作者单位：贵州省新闻出版广电局八五四台）

音频脉宽调制器电路的关键点量变与故障处理

李 霞 王立志 熊小江

（作者单位：贵州省新闻出版广电局八五四台）

本文提出应用关键点量变方法检修电路故障，以PDM、TS-10C型中波发射机的音频脉宽调制推动器实际故障为例，提出音频脉宽调制器电路的关键测量点；根据各关键点工作的具体情况，选择恰当的技术测量手段（如示波、分贝表（db）、电阻和电压等），经过测量，获得关键点测量参数，再与正常工作参数进行比较；根据应用量的变化，有效迅速地判定出故障点，并快速处理故障。

关键点；电子测量；故障判定；故障处理

1　音频调制推动器信号流程

音频调制推动器信号流程见图1、图2。把调制推动器化简成四部分：音频通路，三角波形成电路，音频调宽脉冲形输出成电路，以及可变电阻电路。然后分析提炼出各个部分关键测量点、分析如下。

音频信号流程简介：将双音频变换成单音频，然后经手动、自动增益控制，再放大后获得音频+直流，送至高速比较器。音频信号通路测量方法：选择分贝表（dB）测量，观察表针（dB）摆动幅度的量变，与正常工作参数进行定量比对分析，确定故障点，并处理。音频通路关键测量点提炼如表1所示。

表1　音频通路关键测量点提炼

N1完成双音频变换单音频，3、5两脚为双音频输入，14脚为单音频输出；测量3、5两脚音频分贝dB表针摆幅数据正常，说明前级电路工作正常，反之；测量14脚音频db表针摆幅数据正常，说明双、单音频变换前级电路正常。

R143中芯抽头为手动增益控制调整输出端，其测量点dB表针摆幅数据可调，选择适当音频幅度馈至自动增益控制电路，确保发射机甲级指标。其测量点dB表针摆幅数据正常，说明前级电路正常。自动增益控制，由N7B、N8、N5B和N14完成，保证稳定音频信号幅度送到脉宽形成电路。

N8为模拟乘法器，9脚音频dB表针摆幅数据正常，说明前级电路正常；8脚为直流电压（正常为5.6 V），9脚音频电压与8脚直流电压之乘积，即为自动增益。自动增益控电路工作分析：当环路增益过高时，N5B、7脚电平高于比较器门限电平时，N14翻转，一路使VD26音频超限红灯报警，另一路使N7B翻转7脚为高电平，VD23、VD19导通，N8、8脚（5.6 V）电压降低，使环路增益下降，确保音频输出幅度稳定。

N5B为音频放大器，6脚音频输入db表针摆幅数据正常，说明前级电路正常，5脚为直流电压，（正常为6.7 V）并可调整控制载波功率，7脚输出为音频＋直流，经R115与可变阻抗（V5的Rec极电阻）分压，送到脉宽形成电路、高速比较器N11的5脚，若该db表针摆幅数据正常，说明前级音频通路工作正常。

72 kHz三角波形成电路工作简介：由振荡器产生72 kHz的方波信号，然后送到积分电路，输出三角波＋直流，再送到高速比较器。测量方法选择示波、关键测量点提出如表2所示。

表2　测量方法选择示波、关键测量点

D9为程控计时器接成RC振荡电路，13脚输出的方波正常，说明振荡器工作正常。

N5A的2脚输入为方波；3脚为直流电压（正常6 V、9 V）可调；1脚为积分电路输出，信号是三角波＋直流，送到高速比较器N11的4脚，若该波形正常，说明三角波形成电路正常。

音频调宽脉冲输出电路工作简介：高速比较器将音频＋直流与三角波+直流进行比较，产生一个音频调宽脉冲串，经放大后由继电器控制输出。测量方法示波和电压，关键测量点提出如表3所示。

表3　测量方法示波和电压，关键测量点

N11为高速比较器，12脚输出为音频调宽脉冲，波形正常说明前级电路正常。

TP3测量点，是音频调宽脉冲平衡推动输出，调宽脉冲波形正常，说明放大前级电路正常。

TP4测量点波形输出正常，说明调制推动小盒继电器输出电路工作正常。

直流电压关键测量点及可变电阻关键测量点如表4所示。

表4　直流电压关键测量点及可变电阻关键测量点

V1场效应管工作于开关状态，其G极-15 V，只有在高频正峰过高时，高频采样电平高于部分阶梯基准电平时，阶梯比较器N3、N4部分比较器翻转，N2翻转，V1、G极获高电平导通，短路音频信号，保护功放模块；同时，VD26高电平导通、高频过流红灯报警。高频正峰过后，电路恢复。

V2、G极电压-7.5 V，在-15 V电源故障时，G极电压0 V，V2导通短路音频信号，实现负压失缺保护。

可变阻抗关键测量点：以N10的3脚为关键点的说明，①自动功率调整电路工作分析：当-140 V的变化经过采样使V10e电压随之变化，达到-0.6 V时V10导通工作，V10c正电位随之变化；在V11be电压由0.4 V升高到0.6 V时，V11导通工作，V11e电位随之变化；N10的3脚电压跟随变化实现功率自动调整；该点看上去是一个动态点，因为采用380 V稳压供电，只要高压电源电路正常，就可视为稳定点（若-140 V波动较大、可断开自动功率调整电路，检修其他控制电路）。②在-140 V正常，测量N10、3脚电压8.2 V正常，说明低功率控制电路、封锁、调试功率、逐级降功率控制电路都不工作；若测量8.2 V电压降低，说明上述电路有开通工作情况，应根据故障现象和发射机指示状态，有针对性地测量。③晶体管V8～V9，二极管VD10～VD13都工作于开关状态，正常时断开，起控时导通。④测量晶体管的Vbe=0.6 V，二极管VD10～VD13管压降有0.6 V，则对应电路起控工作；使N10的3脚电压下降，对应V5基极电压升高，V5进一步导通、Rec电阻变小，分流加大，减少高速比较器音频+直流的输入量，造成功率下降。

音频放大器N5B的5脚为关键测量点，其直流电压由电位器R153调整提供，该电压决定载波脉宽（即调整载波功率），测量该电压6.7 V正常，说明放大器直流偏直正常。

TP3关键测量点，为V6、V7乙类推挽功放输出点，正常电压是电源一半；TP3=7.5 V，说明推挽输出电路工作正常；TP4输出调宽脉冲Vpp15V正常，说明调制推动器小盒工作正常。

2　实际故障案例处理分析

2.1工作案例一

故障发生：工龄十多年的发射机，在半年检修维护、吹、扫、擦和清洗完成后，试开机正常，进行指标测试。

故障现象：发射机信噪比S/N=-42dB，失真d=2.65%，频响 B=-0.85dB，非甲级指标要求。测量备机指标甲级正常，说明测试仪器正常。

故障分析：根据信噪比S/N=-42.实测结果，分析为音频信号通路异常。引起信噪比下降原因：一是双变单音频电路故障，造成音频幅度变小，并有噪声引入；二是手动、自动增益电路工作异常；三是音频放大器故障；四是音频通路上有器件不良等。

故障验证：在发射机音频输入端送入音频信号，查看发射机音频输入dB指示有-20～0 dB摆动，在对照音频信号流程图（见图1）。用分贝测量法依次测量关键点db数据，测量N1的3、5脚在-20～-10 dB，说明信号输入正常；测量14脚输出在-20～-5 dB，说明双单音频变换正常；测量R143中芯抽头输出dB表针摆幅-20～-18 dB很小，测量R143入端-20～-5 dB,说明电位器对音频分流很大；试调整R143电位器，db数据可达-20～-5 dB，但调整时dB变化存在突变、不能平滑升降、很难找到一个稳定点，说明电位器有接触不良现象。分析故障诱发于维护过程，引发R143手动增益电位器接触不良（年久老化），造成音频信号输出幅度过小，并产生接触噪声，经放大噪声更强，所以指标下降。

故障处理：更换R143电位器，调整中芯抽头音频dB数据在-20～-10间摆动。重测发射机指标：信噪比S/ N=-63.46db，失真d=1.85%，频响 B=-0.25dB，达甲级指标水平。

2.2工作案例二

故障现象：1 kW发射机输出功率800 W左右，无异常指示。

故障分析；输出功率下降的原因，在-140 V正常时，对调制推动器而言，一是可变电阻控制电路V5的Rec阻抗变小，测量关键点N10的3脚直流电压8.2 V正常，说明可变电阻电路不工作，与功率降低无关，其与发射机无异常指示呼应；二是影响发射机输出功率低的电路还有音频放大器，放大器输出直流电平＋音频。如果放大器直流电压偏置偏高或偏低都影响输出功率。根据测量关键点数据能快速找到故障点。

故障处理：检查音频放大器，测量关键点N5B的5脚直流电压，为6.0 V左右，与关键点正常参数6.7 V有所降低，试着调整R153可变电阻，3脚电压能调到7 V以上、功率达1.2 kW，但是很难稳定在6.7 V点，说明电位器年久老化。更换新R153电位器，调整3脚电压在6.7V，开启发射机输出功率为达到1 kW，调制电流为7.6 A，故障排除发射机正常。

2.3工作案例三

故障现象：发射机调制推动红灯，发射机被封锁。

故障分析：根据故障现象分析音频调宽脉冲，在平衡推动V6、V7电路上发生故障，使N12翻转、D13翻转，VD27红灯报警、继电器K1断开无输出，说明平衡推动之后电路红灯报警电路正常，K1断开、封锁、禁止电路工作正常。

图1　音频、三角波、音频调宽脉冲电路

图2　受控可变电阻V5 晶体管，Rec可变电阻原理

故障验证：测量-140 V正常。检查：封锁、禁止电路工作情况。测量关键点N10的3脚电压0.6 V低电平（正常时为8.2 V），测量开关管V8的Vbe=0.6 V，导通，测量VD11管压降0.6 V导通，低电平加到N10A的3脚，说明封锁、禁止电路工作；封锁保护电路工作引起N10A的3脚低电平，造成V5基极电位升高，V5饱和导通使可变阻抗Rec电阻大大减小，分流猛增；高速比较器N11的5脚输入音频+直流幅度很小，4脚输入三角＋直流正常，12脚输出一个周期为0.2μs等宽窄脉冲窜（正常无音频时输出脉宽周期是13.9μs）。

故障处理：测量关键点平衡推动输出端、TP3直流电压0 V（正常7.5 V），测量V6、V7、b极电压0v（正常7.5 V），测量V6、c极电压0 V（正常15 V），测量R121电源端15 V正常；测量时发现R121烧黑，测量电阻R121以断路；分析烧损R121功率电阻，说明电路有短路现象；在线路上比较测量V6、V7极间电阻，发现V6三极间电阻都是0 Ω，焊下管子测量，以击穿；因为V6短路击穿，造成R121烧损。检修换上R121（1.5 Ω）和两只新晶体对管，在线路比较测量晶体管极之间电阻无短路，试开机测量TP3、7.5 V正常，示波器测量TP4调宽脉冲波形，Vpp15 V正常，调制推动器绿灯正常，故障排除，开启发射机正常。

2.4工作案例四

故障现象：发射机载波输出功率1 kW正常，而面板所有指示灯都正常，就是没有调制信号输出。

故障分析：功率正常无异常指示说明调制功放正常；有载波输出功率，说明音频放大器关键测量点N5B的5脚直流供电6.7 V正常；无音频调制脉宽信号输出，说明音频+直流信号没有加到关键测量点，高速比较器N11的5脚；分析为音频在信号通路上可能出现的问题是：①音频通路故障使音频信号中断；②保护电路工作使音频信号入地。检查音频信号通路的关键点，能快速追查出音频信号丢失情况。

故障处理：开启发射机观察db表有-20～0 dB摆动，测量关键点N1的3、5脚双音频输入，dB数据有-20～-10 dB摆动，说明音频信号加到，测量14脚单音频输出，dB数据无摆动，说明音频信号在双变单时丢失。V1、为高频过流电路，因无调制信号，可以不作关键点；测量关键点V2的G极电压为0 V，说明V2导通短路音频信号，-15 V电源缺失保护电路工作；追查-15 V电压为0 V，测量稳压块7915输入端子的-18 V供电正常，说明稳压块烧坏，更换新块，试开机测量V2、G极-15 V正常，测量N1、14调脚有-20～-5 dB，发射机制信号输出信号正常，发射机正常。

[1]蒋焕文.电子测量[M].北京:中国计量出版社,1988.

[2]陈晓卫.全固态中波广播发射机使用与维护[M].北京:中国广播电视出版社,2002.