RVR激励器PTX-LCD30频率失锁检修实例

2020-06-11

视听 2020年3期

（广西广播电视技术中心崇左分中心）

一、引言

RVR激励器PTX-LCD现有30W，60W，100W不同功率等级机型，在满足频率锁定和额定输出功率前提下，为了节省空间和高效集成， VCO电压整形模块STM26D和与非门74HC00/SO没有安装。有些机型的晶振可通过电位器来改变频率，有些没有可调电位器，晶振频率均为10MHz，分频后得到固定的1KHz的参考频率，PTXLCD不同功率的机型 PLL驱动卡可以互换，但整机输出功率不同。

二、锁相环工作原理和电路

PLL的工作原理是利用外部输入的标准信号控制环路内部振荡信号的频率和相位，实现输出信号频率对标准信号频率的自动跟踪，如图1。

鉴相器又称相位比较器，用来比较调制输出信号和标准信号的相位，将两者相位差转变为一个电压，通过环路滤波器滤除高频分量和噪声后，得到一个接近直流的电压去控制压控振荡器VCO的振荡频率，使VCO的振荡频率向标准频率靠拢，直到两者的频率相同且相位差保持在某一恒定值，使频率处在“锁定”状态。锁定时，鉴相器输出的是一个恒定的直流电压，当相位差发生变化时，鉴相器输出变化则VCO电压跟随变化，在电路设计合理的前提下，VCO电压使振荡频率向标准频率靠拢，使两者相位差又保持在某一恒定值，达到频率锁定的目的。

图1

PTX-LCD30锁相环PLL的电路图如图2。

PLL电路中，晶振产生的标准信号经 JP1跳线将STM04D的3、4脚短接后送入频率合成集成块MB15E06的1脚，调制输出信号RF_PLL经C46送入MB15E06的8脚，两个信号在MB15E06内分频，整形和相位比较后从15，16脚输出,15脚是输出信号的相位，16脚是标准信号的相位，两个信号送去异或门U1A（CD4070/SO）和高阻运放U2B（TL072SMD），双运放U4B（LM358SMD）组成的鉴相器，经R48、R49、R55、C40、C41、L8组成的低通滤波器滤除高频后送压控振荡器VCO。锁定时，在PAD3可测到VCO电压7.52V,激励器刚启动时PLL处在捕捉频率过程，PAD3从0上升到7.52V，偶有跳变到13V,最后稳定在7.52V。前面引言提到VCO电压整形电路模块STM26D和与非门74HC00/SO没有安装,跳线JP4将STM04D的1、2、3、4脚都连在点A形成地电位。PLL 的辅助电路：U1D（CD4070/SO）、U4A（LM358SMD）、Q8（BC847）组成 RF_OFF（射频关闭信号）、CPU_LK、LOCK（锁定信号）的电路。锁定时，运放U4A的2、3脚电压接近，实测2脚3.24V，3脚2.59V输出1端0.28V，Q8截止， LOCK和RF_OFF为0,CPU_LK信号实测0.34V，此时 OPT1、OPT2（TLP181）不工作，D2（UNLOCK灯）不亮；捕捉频率或失锁时，U4A的2、3脚有压差，实测2脚0，3脚2.6V输出1端13.1V，导致Q8导通，LOCK信号达到4V，RF_OFF信号达到12.6V，CPU_LK达到14.1V，此时OPT1、OPT2导通，D2灯亮，RF_OFF信号送射频放大偏置电路Q5（BC847）的 b极使Q5导通，D1 截止（D1 为稳压二极管），Q4（BC847）截止，Q3（BCP51）截止，高频放大管Q6（BFG35）无偏置电压停止工作，禁止射频输出，即在捕捉频率和失锁状态，激励器无射频输出。

锁相环PLL的射频放大电路图如图3。

射频放大电路中，PAD1去压控振荡器VCO的TP5端供给压控振荡器电源，PAD1的电压受控VCOOFF信号（压控振荡器关闭），当压控振荡器异常，温度异常或频率失锁时，VCOOFF有效， Q2（BC847）工作，Q1（BC847）截止，PAD1端电压为0，压控振荡器没有供电停止工作。PAD2连压控振荡器VCO的TP4射频输出端，将调制后的射频信号放大到 300mW（25dBm），从CN1输出推动功放模块。RF_PLL去MB15E06的8脚，和1脚的标准晶振进行相位比较。

锁相环PLL的压控振荡器VCO电路原理如图4。

图2 PTX-LCD30锁相环PLL电路

图3 锁相环PLL射频放大电路

图4 锁相环PLL压控振荡器VCO电路

表1 MB15E06各脚电压对比（单位：伏）

表2 CD4070/SO各脚电压对比（单位：伏）

表3 LM358SMD各脚电压对比（单位：伏）

表4 TL072SMD各脚电压对比（单位：伏）

表5 Q8（BC847）各脚电压对比（单位：伏）

压控振荡器VCO电路图中，TP5的+VCO电压来自射频放大电路的PAD1端。 TP2的Varic是音频调制输入端，连接到锁相环PLL的PAD3，PAD3的Audio+VVCO OUT对压控振荡器VCO的调制二极管进行调制，VVCO电压使调制输出频率自动跟踪标准频率，使频率处在“锁定”状态。锁相环PLL电路，射频放大电路，压控振荡器VCO电路整合在一块电路板上统称锁相环PLL驱动卡，熟悉这三个电路之间的逻辑关系和信号连线可提高检修效率，快速判断出故障部位。PLL驱动卡实物如图5（渡银的铜盒是VCO卡）。

图5 PTX-LCD30锁相环PLL驱动卡

三、 PTX-LCD30失锁的检修

故障现象：PTX-LCD30 激励器开启后，面板UNLOCK灯一直亮红灯，ON AIR灯红，输出功率为0。测量Q8（BC847）发射极的LOCK电压有4.1V，RF_OFF电压有12.5V，RF_OFF信号起控禁止射频输出，机器处在“失锁”状态。判断故障可以采用比较法，将同型号正常激励器和故障激励器在静态时测量静态电压，对比MB15E06和异或门CD4070/SO，双运放LM358SMD，高阻运放TL072SMD，Q8（BC847）的静态电压，通过对比找出故障位置。

上述各表中，最先排查的是Q8，Q8损坏时直接影响到LOCK和RF_OFF信号，导致关闭射频使PLL进入失锁状态。其次是检查集成块MB15E06的1脚标准信号和8脚RF_PLL是否正常，可用示波器观察输入波形，两路信号和外围电路都正常时，可以排除外围的因素，排除外围因素对比的电压才有意义。在表1中， MB15E06第14脚和16脚电压和正常值有明显差异，正常时14、16脚电压均为0V，现14和16脚电压上升到3.3V，外围无异常，判断MB15E06有故障。MB15E06的拆卸难度大，可将整块锁相环PLL驱动卡更换。