凯腾10KW调频功放模块原理及维护

（南宁分中心二三六台维护部）

1 引言

在调频广播发射机中，高频功率放大器主要是用来放大由调频激励器送出的射频已调波信号。小功率的已调波信号经过一系列的放大和功率合成后，再经由馈线送到天线上发射出去。我台使用的是凯腾10KW调频发射机，在日常维护中统计发现，功放单元的损坏及由于功放单元损坏产生的其他故障在日常维护中所占了60%的比例，功放管或功放单元不及时维修，导致吸收电阻过热，严重的烧毁，所以功放模块维修是日常维护比较重要的工作。

2 1.5KW调频功放单元原理

调频1.5KW功放单元如图1所示，单元由威尔金森分配器、威尔金森合成器、30W功放、6×300W功放模块、CPU监控板、低通滤波器和定向耦合器组成，合装在一块散热器平面上。单元供电为直流48V，满功率电流消耗约46A，总增益36dB，30W功放工作在甲乙类，满功率电流消耗约1A，300W功放工作在丙类，满功率电流消耗约7.5A。射频输入信号首先由30W功放放大，然后经1：6分配器将信号分为幅度相等相位相同的6路，分别去推动6个完全相同的300W功放。300W功放的输出由6：1合成器进行功率合成，最后经低通滤波器和定向耦合器输出。

图1 1500W功放单元框图

图2 1.5KW功放单元中的300W功放模块电路

300W功放模块的电路如图2所示，由输入匹配电路、功放管、输出匹配电路和栅极偏置电路，负反馈电路组成。

栅极偏置电路：由监测单元提供的12V偏置电压经4.7V的稳压管VD1和VD2后，送到RP12分压调压电位器，然后同时供给V1（BLF278）的两个栅极，两个栅极的偏压大小由RP12调整，R1 C20 R2 C21 构成防止振荡电路。

输入输出匹配电路： 经不平衡－平衡阻抗变换后，平衡的50Ω输入阻抗对每个单管来说是25Ω。如果采用1:4变压器进行阻抗变换对每个单管来说是12.5Ω。再通过切比雪夫微带变阻匹配滤波器与BLF278的栅源极阻抗匹配，调整输入端的C1可变电容，使输入匹配为最佳状态。输出匹配回路也采用同样的电路，使漏－源极输出阻抗与平衡的50Ω相匹配。输入、输出匹配均为宽带设计，而输出匹配电路在设计时以提高输出功率和效率为主。

负反馈防震电路：在V1的两个漏－栅之间所加的并联反馈电路：R4、R5、R6、R7及C7 C8，用于改善放大器的频率特性，且用来拟制寄生振荡。

功率放大器：300W放大器利用大功率BLF278场效应管作推挽发大，增益18DB。

3 常见故障分析及处理

(1)故障现象：抄表时发现3号功放单元功率显示下降，由原来0.88KW降为0.63KW，相对应功放的电源电流也跟着下降了5A。

故障分析处理：1.5KW功放单元功率下降，同时对应的功放电源电流又下降5A，进入功放模块查询I3电流读数，I3为0，因为BLF278功放管单管工作电流大概为5A，所以判断可能是300W功放模块的的大功率场效应管损坏。

故障处理经过：把功放单元取下，单独接上电源和假负载，通过测量静态工作点检修法，判断功放管是否正常，末级功放管型号为BLEF278，其正常值为：漏极工作电压V0=48V，栅极对地电压VG=2.6～3.2V，静态工作电流I=150～400 m A,满功率工作时电流约为8A，取样电阻(0.1Ω)两端电压应在8到15mv左右，栅极对地电阻应为1.5～1.8KΩ左右。通过测量该1.5KW功放单元各子功放电路静态工作点（表1）。

通过测量对比发现3号300W功放管BLF278管栅对地电压UG1为 7.4V UG2为42.4V，栅地电阻为0.1欧，静态异常，判断为栅漏击穿，断电焊出管子，通过电阻档测量栅漏正反向电阻为0.1欧姆，证明已短路，更换新管之后故障排除。注意更换新管后，加电前先把栅偏压电位器R12电阻调最大，让栅偏压为0，再慢慢调大，观察取样电阻两端电压和其他5个功放模块电压一样（11mv左右）即可，也可以观察功放模块的电流指示（功放面板上多有显示屏），对6路功放进行比较，哪块功放输出大和哪块输出小。然后微调6路功放模块上的R12电位器，通过调整偏压使6路功放的输出基本保持一致，通常允许6路功放的电流差小于0.5A，就认为这种状态基本上平衡了，也就是各个功放管放大能力一样，这样可以避免威尔金森合成器不平衡而导致吸收负载过热，通过更换和调整管子后，故障修复。

表1

(2)1.5KW调频功放单元功率下降故障

故障现象：1.5KW功放单元功率显示由之前1.2KW左右下降为680W左右，进入功放菜单查询对应功放电源电压电流及各功放管电流正常。

故障分析：功放由6个末级300W放大模块、1个30W推动模块、威尔金森分配器、合成器组成，查询功放菜单静态电压电流正常，刚从发射机取下功放单元，发现5号功放管比其他管子热，可能是有功放模块输出不匹配或者输出片接触导致。

故障处理：通过测量静态功法工作点和功放电源，发现除了面板显示的输出功率P0不正常其他均正常，判断1.5KW功放输出电缆头接触不良，重装后故障依旧，再把功放从发射机上取下，仔细观察，对比第5个300W功放管及吸收电阻比其他管的吸收电阻多热，而且连接带状线和合成器板之间焊接点有微微裂纹，综合判断300W功放和威尔金森合成器输入口焊接不良，导致功率下降的原因。由于有一路300W功率没有加到威尔金森合成器输入端口，而产生反射波，反射波把300W功放输出回路当成负载，所以管子及输出网络发热，因为根据原理：POUT=m·PO·(m-n/m)2合成器6路有1路故障时，原本大概1200W功率POUT降到680W。用电烙铁补焊后发射机功率回复正常，故障排除。

(3)调频90．1MHz教育频道吸收负载极热故障

故障现像：吸收负载过热，1、2号1500W功放单元3DB合成器50欧吸收负载发热异常。

图3

故障分析：3DB合成器要求输入端为同频、同幅、相位差为90度的信号，如图3所示。

3端吸收负载发热异常，分析一般为3DB合成器1 、2输入端输入的信号幅度不同或相位差不为90度时，而导致吸收负载的3端由1 、2端耦合和直通过来两信号不能相互完全抵消，而产生不平衡功率，因为电缆的长度是固定的，相位不会变，可能是功放输出功率不平衡引起。

故障处理：判断两功放单元功率是否一致，通过观察发射机功放单元显示面板，发现 1号功放单元比2号功放单元功率小了400多瓦，通过测量1号功放单元静态工作点和电阻，功放管正常，试着调高功放单元的30W前级放大器的增益，既慢慢调高MRF148管的栅偏电压，发现吸收负载端的功率计功率变小，反复多调几次之后，功率计调整到一个最小值，故障排除。

4 总结

维护工作是理论与实践的结合，要仔细阅读设备的随机技术文件资料，了解所使用机器的工作原理、系统的组成结构、操作注意事项，避免盲目判断，错误处理，扩大故障范围，并对所用的设备中的组件、器件的功能以及特性参数要有所了解，对每次维修处理的情况进行分析记录， 只有善于学习记录总结，才能不断地进步和提高。文中有错误之处欢迎指正指教！

[1]赵伟．全固态调频发射机操作维护与测试[M]．北京：中国广播电视出版社，2002：23-24.