正泰1kW中波发射机启动故障检修一例

□ 陈天江 戚桂东 何峰华 范峻峰 黄 莹

一、引言

哈尔滨正泰广播设备有限公司生产的ZT-G1kW-Ⅲ型中波发射机，具有结构简洁、运行稳定、保护功能完善、安装调试方便等优点，在国内中小功率中波发射台广泛使用。本文简单介绍这一中波发射机的工作原理，并对一例启动故障进行分析，重点论述故障检修的方法和技巧，希望能为中波发射台的同行提供借鉴。

二、正泰1kW中波发射机工作原理

正泰1kW中波广播发射机的原理框图如图1所示。除去控制电路和电池电路，整部发射机可分为射频通道和音频通道两个部分。射频通道由激励器、激励前级、激励驱动、功放盒和输出网络等部件构成；音频通道由音频处理器、调制器、继电器控制板等部件构成。激励器的作用是产生本机工作频率稳定的激励信号，经过激励前级和激励驱动进行放大，最后输入功放盒。调制器包括音频处理器和音频调制器两部分电路，作用是对外部输入的音频信号进行处理，加上直流电平，再进行脉宽调制，输出随着音频信号变化的脉宽调制信号输入功放盒。功放盒将用音频调制信号对射频信号进行幅度调制。调制后的功率信号经过输出网络输出到发射天线。

图1 正泰1kW中波发射机原理框图

三、故障现象

玉林二四一台有一台哈尔滨正泰1kW中波广播发射机，随着发射机使用年限的增长，在一次遭受雷击过后，开始出现开机启动缓慢的现象。开机时，按下发射机面板的开机按钮后，高压交流接触器正常吸合。发射机开启高压正常，继电器板吸合正常，经测试发射机各供电电压均正常，功放盒72V电压表显示正常，功放电流为0，功放盒面板指示灯正常。在等待约2分钟后，发射机功率才缓慢上升至额定功率1kW。

正常的发射机，开机15秒内功率就能达到额定功率。这台发射机无法在正常时间内开启发射功率，存在开机启动缓慢故障。发射机在完成开机，达到额定功率正常后，能维持稳定运行，直至关机。在下次再开机时，又重复出现以上故障。

四、故障分析与检查

根据以上故障现象进行分析，发射机功率正常后，能够维持稳定运行，初步判断发射机各个部件的功能基本正常，某个部件存在启动缓慢的故障，从而影响整台发射机功率的输出。

从发射机原理框图可知，整部发射机可简单分为射频通道和音频通道，发射机射频频率、射频功率是由射频通道产生并放大的。所以首先怀疑射频通道的某个部件存在启动缓慢故障。

为了快速找出故障所在，采用分段诊断法，从前级到后级逐段检查。检查方法如下：检查仪器为带宽20M的示波器，选择合适的衰减探头，分别连接到激励器输出端、激励前级输出端、激励驱动输出端等射频通道的关键位置，测量发射机按下开机按钮到未达额定功率的这段时间内，射频通道各关键位置的输出波形。通过测量波形的频率和幅度是否正常，判断故障出现在哪个部件。假设激励器有故障，开机后这段时间，激励器就没有激励信号输出，很容易判断激励器是否正常。依此类推，依次测量激励前级输出、激励驱动输出。经过测量发现射频通道各部件开机后均有正常信号波形输出，说明各部件功能均正常，故障不在射频通道这部分。

经过检查，射频通道没有发现故障，接下来开始重点检查音频通道。音频通道包括音频处理器、调制器、继电器控制板。音频处理器作用是对输出的音频进行滤波限幅处理，并叠加直流电平。音频调制器作用是产生一个80kHz的三角波与叠加直流电平后的音频信号进行比较，输出随音频电压变化、脉宽变化的脉宽调制信号。继电器控制板的作用是当发射机检测到有过流保护或反射功率过高故障时，用于切断调制信号，保护发射机不受损坏。

与检查射频通道类似，检查音频通道也是采用从前至后检查分段诊断法，检查方法如下：1.使用音频信号发生器，产生1000Hz正弦波信号，代替音频信号输入音频处理器音频输入端；2.使用示波器测量发射机按下开机按钮到未达额定功率的这段时间内，音频处理器输出位置、调制器输出位置及继电器控制板输出位置等音频通道关键位置的输出波形。再通过示波器观察各位置波形的形状、幅度、频率等信息，判断故障位置。

此型号发射机，音频处理器和调制器集成在一个调制器小盒内，测量音频处理器输出位置，需要打开调制器小盒进行测量。经过测量，音频处理器输出信号正常，是1000Hz正弦波信号叠加直流电平的波形。说明故障不在音频处理器，继续往后检查，测量调制器输出位置时发现在发射机按下开机按钮到未达额定功率的这段时间内调制器没有信号输出。在等待约2分钟后，示波器才出现正常的脉宽调制信号波形，和整部发射机开机时间一致。由此可以判断，引起发射机启动慢故障的原因是调制器出现故障。

五、故障维修处理

调制器的关键部分电路图如图2所示，晶体振荡器产的频率为80kHz，幅度为15V的方波，输入运放TL082构成的积分电路。积分电路可以将方波进行积分运算，转换成三角波。所以TP2测量点输出的是80kHz的三角波，输入运放LM319的负输入端。

图2 调制器部分原理图

音频信号经过音频处理器叠加直流电平后，输入运放LM319正输入端。LM319在这里作用是比较器，通过比较正负输入端的电压，决定输出电平的高低。经过比较器后，输出随着音频信号变化而占空比不同的方波，也称PWM信号，即脉宽调制信号。在调制过程中，音频信号叠加的直流电平的大小决定了整台发射机的载波功率。

根据以上分析，下面使用示波器对调制器关键位置进行测量。TP1是调制输出位置，已经确定没有脉宽调制信号输出。继续测量TP2和TP3，TP3是积分输入端，正常应该是80kHz的方波。TP2是积分电路输出端，也是比较器LM319负输入端，正常应该是80kHz的三角波。在实际测量中，发现在开机后TP3波形正常，TP2并无三角波输出，直到约2分钟后，示波器才出现幅度缓慢增大的三角波。由此可见，故障就在调制器的积分电路中。

如图2所示，积分电路由U2A、R16和C5构成。输入信号通过R16对C5进行充电和放电，完成积分运算。使用万用表检查U2A的外围元件，发现是R13 10MΩ电阻已经开路。从而造成开机后C4电容得不到+15V电压充电，只能由R14缓慢充电，相当程度上减缓了积分电容C5的充电过程。因此，开机后迟迟没有三角波输出，调制器没有调制信号输出，进而导致整部发射机开机缓慢。使用阻值正常的10MΩ电阻替换R13后，整部发射机恢复正常。

六、结语

我们在平时台站维护工作中，需要认真阅读发射机的使用说明书，理解整部发射机的工作流程，同时还需要善于使用各种仪器来快速对发射机故障进行判断，这样我们检修维护工作才能事半功倍。