50kW数字调制中波发射机无法上功率故障检修实例

梁光发 唐建国 文拥政 蒋忠良

（1.广西广播电视技术中心桂林分中心；2.崔家乡文化广播电视站）

一、引言

广西广播电视桂林240台目前在用的上海明珠TSD-50数字调制中波发射机由大量集成电路组成，随着时间的推移，自2007年10月开始投入使用以来，由于长时间连续地运行，加上元器件日益老化、积尘及雷雨潮湿天气的影响，特别是在打雷下雨或者停电来电等电压不稳定的情况下，该发射机元器件失效损坏的频率也随之增加，因此整个发射机系统产生故障及运行状态不稳定的情况也随之增多[1]。

二、故障现象

值班人员在日常倒机试机过程中发现一台型号为TSD-50的上海明珠50kW数字调制中波发射机无法正常开机上功率，其主机柜前面板 “调制编码功放联锁”指示灯亮红灯告警显示故障，如图1所示。

图1 调制编码功放联锁故障图

三、中波广播发射机的发展及基本原理

中波广播是一种以地面波的绕射传播为主、电离层的反射波传输为辅的区域广播方式。早期出现的真空电子管为核心的中波广播发射机从调制方式上讲均属于模拟调制，无法避免存在着难以克服的各种线性和非线性失真、效率低，以及电子管寿命短等缺陷。70年代出现的脉宽调制技术，使得中波广播发射机的各项技术指标得到了极大的提高，目前仍为很多台站使用。90年代后数字调制方式的全固态发射机开始迅速普及之后，中波广播发射机大多采用数字调制方式，较之以前模拟调制方式的发射机其整机效率、电声指标、整机稳定性和可靠性等均有较大进步[2]。

上海明珠50kW数字调制中波发射机组成方框图如图2所示，每台发射机由数字调制系统、射频系统、控制系统以及电源系统组成。其中数字调制系统将输入的音频信号加以处理后输入一个含有直流分量的音频信号给A/D板和B-电源板，该信号经A/D转换后形成一个12位的数字音频信号并经调制编码板后产生128个功放的开关信号；射频系统主要进行射频功率放大，在数字音频编码信号的作用下，进行大功率的D/A转换，产生具有量化台阶的已调波，经过带通滤波器的光滑处理，得到典型的调幅射频输出；控制系统由控制板（A38）、监测显示板（A32）、外部接口板（A28）、开关电表接口板（A31）以及驱动编码板（A19）组成，该系统主要是对高压电源实施控制，同时产生相应的控制序列，对发射机的各部分进行控制。

四、故障分析及处理过程

检修过程中发现有两块功率放大板印刷电路板上元器件有烧焦现象，两个快速保险丝F1和F2烧坏击穿，烧坏带故障的功率放大板实物图如图3所示。上海明珠50kW数字调制中波发射机一共有143块完全相同的功率放大板，其中一块作前置驱动，另外14块用作功放驱动板，其余128块用作功率放大板，分别插在驱动柜中的功率合成母板上以及主机柜中的8块功率合成母板上，所有的功率放大板的结构和电性能都是一样的，可以进行互换。每个功放板上有8个MOS管，可构成半桥工作方式或全桥工作方式输出单极性或双极性矩形波信号，每一个MOS管均工作在截止和饱和二种开关工作状态，可在极短的时间内实现快速切换。

图2 上海明珠50kW数字调制中波发射机组成方框图

图3 功率放大板实物图

发射机正常工作时，会根据音频调制信号幅度的大小而自动控制开通一定数量的功率放大板，使得射频输出功率随着信号的变化而变化，因此，发射机中大部分的功率放大板的工作始终处于不断地开关状态中。功率放大板故障部分电路原理图如图4所示，其通过两个快速保险丝F1和F2供电，在功率放大板的外沿装有二个红色发光二极管，用来显示二个保险丝的通断情况。当功率放大板正常工作时，发光二极管VDS1和VDS2没有电流通过而熄灭。当因故障而烧坏保险丝时，230V高压通过限流电阻R1和R2点亮VDS1和VDS2以示报警，检修前将明显烧坏的两个快速保险丝F1和F2进行更换。但在整个检修过程中，VDS1和VDS2始终处于熄灭状态，这说明更换后的两个快速保险丝F1和F2工作正常。另外，当功率放大板正常工作时+230V电压通过保险丝加到二极管VD11、VD12的负极，由于在电路板边缘排插的P1口第35~第38脚上，调制编码板送入一个约+22V左右的控制电压经R16加到三极管的正极，因此VD11、VD12反偏，无电流通过。当保险丝烧断后，二极管VD11或VD12的负极接近地电平，就有电流从P1口第35~第38脚流入，调制编码板检测出后就会向控制电路发出功放故障报警信号，点亮发射机门板上状态显示图中的功放报警红灯，但检修过程中功率放大板一直是处于正常工作情况下绿灯常亮的状态。

图4 功率放大板故障部分电路原理图

除此以外，功率放大板上的P1口第35~第38脚还用于功放连锁检测。P1口第35~第38脚是通过功率放大板连通的，当功放板插在母板上时，会使母板上功放插槽第35、36脚和第37、38脚也连通。在母板上每四个功放插槽为一组，其相邻插槽的第35、36脚或第37、38脚被印制电路板导线相连，形成一个连锁检测回路。当这组功放板全插上时，连锁检测回路变成通路，表示正常工作。若有某个功放板没插到位，连锁检测回路就会断开，调制编码板检测到断路信号后就会向控制部分发出连锁故障信号，点亮门板上状态显示图中功放连锁故障红灯，如图1所示，并禁止开机请求。通过进一步检测发现功率放大板一标号为VD13的二极管IN4747也被击穿，导致P1口第35~第38脚直接对地短路，从而点亮门板上状态显示图中功放连锁故障红灯禁止开机请求，造成的直接后果就是故障现象中的发射机无法正常开机上功率。重新用酒精清理被烧焦的电路板，并更换一个好的VD13的二极管IN4747之后，上电试机所有功能均恢复正常。

五、小结

本机已经连续使用多年，各线路及模块极可能存在一些老化或是腐蚀的情况，各关键点的线路和焊点也有可能存在虚焊漏焊以及击穿短路等现象，特别是在打雷下雨或者停电来电等电压不稳定的情况下，上海明珠50kW数字调制中波发射机最常见的故障就是功率放大板故障[3]。因此在日后的例行检修过程中，应当注重到这些关键模块、芯片线路和焊点的监测。另一方面，需注意定期对功放、激励器内部的灰尘进行清理，如果功放板或是激励器电路板上的灰尘多了，加上天气潮湿等因素，时间长了就很有可能对电路板造成腐蚀。