关于中波发射机放大包络故障检测的研究

王金柱

内蒙古自治区广播电视传输发射中心610台 内蒙古 呼和浩特市 010050

中波广播发射台现阶段主要使用的是全固态广播发射机，由音频系统、射频系统、控制系统和电源系统组成来实现广播信号的传输。

音频系统主要由模拟输入板、模数转换板和调制编码板组成，在实际工作过程中，模拟输入板的主要工作是对输入的音频信号进行初步处理，然后通过模数转换系统将音频信号转换为数字信号进行输出到调制板。射频系统主要由射频放大器、射频分配器、振荡器等组成，主要工作原理是首先对振荡器产生的频率进行分类，然后对缓冲系统进行放大，再对相关系统进行放大，以便在满足功率放大器的要求后实现射频信号的传输。控制系统的主要工作原理是通过内部检测控制电路，对发射机的每一部分进行测试和控制。电源系统主要工作原理是为设备的运行提供相应的电源。

1 放大包络检测概述

全固态中波发射机有高可靠性的保护系统，对各类有可能出现的故障进行检测，发现故障后做出不同级别的保护动作，以此来避免发射机被损坏，射频包络故障的检测被划分为第六类故障检测，主要对放大包络是否畸变进行检测，低压电源、模块损坏、调制编码失效、输出网络匹配或天线系统干扰都可能引起信号通路不畅，从而产生射频包络失真。

包络失真的检测原理是检测发射机输出的搭载了音频信号的射频包络与纯射频包络是否有相位或幅度的失真，检测器输出的复合音频的峰值是直流电压，与模数转换还原后又通过数模还原后的复合音频经峰值检测的直流电压进行电压比较，由此来判断运行中的发射机是否存在射频包络失真，射频包络失真一般是由于其它因素击穿大台阶功率放大器模块或射频输出网络不匹配或是外界干扰而引起的。当个别大台阶功率放大器故障导致射频包络失真，包络检测显示红灯时，调制码板的上的检测电路会很快发现并锁定故障板，使该板不再参与整个循环过程，操作完成后，放大包络红灯会自动变为绿灯。

2 放大包络检测电路的3个输入信号

2.1 检测到的复合音频信号

放大包络检测电路共有三个输入信号。

在检测到输出监控板A27后，从带通滤波器输出的射频包络中取样，经复合音频发送到X2-4和X2-2板，由电感L1抑制共模高频干扰后，通过将R65发送到模拟分频器N25的6脚和地，R65可以调整被检测复合音频的大小，R68可以调整N25的直流偏移大小。当发射机输出的射频包络正常时，用N26B峰值检测复合音频输出，误差比较器N73B反相端的直流电压，直流电压、包络、误差检测比较器输出、包络误差检测比较器输出低电平，使得包络误差检测指示灯由绿变红。

2.2 数模还原信号

模拟输入板输出的模拟信号经模数转换电路，完成信号的数字化，一路数字信号经模数转换板上的数模转换电路还原为复合音频信号，L1用于抑制共模高频干扰，通过电阻R73送至峰值检测器N26进行峰值检测。

2.3 供电电压+230V的采样信号

从模拟输入板的功率采样放大器N12B输出到该板X7-25，经过简单的处理后送到模拟出发器N25-10，当功率放大器的电源电压为+230V时，此时的采样电压为5.1V，日常检查，可以通过用电压表测量，来判断采样信号线路是否正常。

3 放大包络检测灵敏度的调节

在模拟除法器N25的3脚上接有一个直流补偿电压Ub，当低功率（1kW）工作时，复合音频信号的幅值不大。其中，Ub补偿起主要作用，可变电阻R68可以调节分压，改变Ub电压的大小，间接调整了待测复合音频的大小。高功率（10kW）操作时复合音频较大，可变电阻R65的调节对复合音频的大小起着主要作用。因此，发射机在正常运行时，通常是调整R65和R68，使被检测复合音频检测器输出的直流电压大于数模还原的复合音频检测器输出的130mV，只要外电或其它因素引起的变化小于130mV，放大包络就不会做出异常指示。当发射机正常工作时，包络误差检测器比较器N73B输出低电平，使得指示灯保持红灯熄灭，绿灯亮的状态。

4 射频包络故障分析

4.1 功放板故障引发的射频包络故障

当某个功率放大器因器件损坏或无法正常工作时，合成的功率调制信号会发生失真，导致音频质量的下降。值机巡检时要注意观察功率放大器板，如果功率放大器出现故障，板子上的故障指示灯会变红。当故障放大器正好处在循环运行区间时，发射机输出功率为10kW时，功率会减小10%，如果发射机调制编码板上有故障板自动识别功能，功率放大器发生故障时会被锁定，不再参与运行循环，因而不会影响整机输出功率。如果功率放大器板故障灯不亮，而机器运转正常，可通过观察功放模块的循环与输出功率的变化情况判断该放大器是否异常。如果是功率减小的较多，有可能是熔断器组件板上的保险损坏，或者是外电异常使得部分放大器故障，此类情况可以通过在循环到正常区间时锁定循环，或是切换到备机，然后对故障放大器进行更换，必要时需用示波器查看放大器波形，以此来排除故障。

4.2 调制编码板故障引发的射频包络故障

当把故障功率放大器替换为正常功率放大器后，射频放大包络故障仍然存在，需要对调制编码板进行详细检查。如果故障发生在检修除尘后，故障点可能在调制编码板开关信号驱动电缆，检查所有电缆插头，看有没有松动的地方。检查电缆插头后，如果故障没有排除，可能是集成电路故障。载波功率一般为10kW左右，功率放大器应该开启17或18个。用万用表测量跨线上的直流电压，正常情况4.5V的电压。否则，如果电压不正确就是综合线路故障，需要更换调制码板来消除这种故障。

4.3 发射机网络与天线匹配不好引发的射频包络故障

发射机输出网络与天线馈线负载匹配不好，或天线馈线系统出现不匹配问题，或负载调整不当，都会导致发射机失真。在这种情况下，发射机除了射频放大包络故障的外，还会出现功率降低、天线零位升高等的现象。当情况较轻时，通过降低输入音频信号电平，可以减少故障频率，维持正常播出，停机检修时可以检查并将网络参数调整在最佳。调整网络的一般方法是切断音频信号，开启故障发射机，增加功率至10kW，逐步调整负载和调谐使天线零点最小，滤波器零点接近零点。如果有网络分析仪，可以断开输出网络与馈线端口，将网络分析仪连接到馈线端，测量馈线和天线调配网络的参数，如果参数不对，需要去天线调配室调整，如果参数正常，则恢复连接，断开发射机网络输入端，接校正好的网络分析仪，旋转发射机上的负载旋钮使仪器显示实部为50Ω，旋转调谐旋钮使显示虚部为0Ω，即调整完毕。

4.4 包络检测电路故障引发的射频包络故障

检测电路有两个检测样本，一个是从输出监测板（A27）幅度调制波经包络检测后的复合音频信号，一个是从模数转换板（A34）数字音频信号经数模转换电路恢复的模拟音频信号。检测电路对两个音频信号进行比较。当两个样本信号的电压差值大于130mV时，比较器N73B会输出低电平，即给出故障指示电平。但有时会因为该检测线路的电容漏电或是器件损坏导致故障显示，此时，应先检查是否有取样信号，然后逐级检查，测试电容与地之间的电阻等，对损坏的元器件或集成模块进行更换，即可排除故障，使发射机恢复正常播出。