全固态中波发射机振荡板的原理分析与故障处理

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 010000)

随着科学技术的发展与普及，广播电视行业得到了飞速发展，中波广播发射机等设备已由以往的模拟化转为全固态数字化。DAM中波广播发射机主要分成了四大系统：射频系统、音频系统、电源系统以及控制系统，射频系统为发射机提供载波频率，并进行射频功率的滤波和放大，在音频节目信号的作用下实时完成D/A转换，产生含有量化台阶的数字已调波，经带通滤波器的滤波和补偿，得到非常标准的调幅射频输出。射频系统包括振荡板、缓冲放大板、前置驱动级、放大级、驱动功率合成器五大部分，振荡板产生本机的载频，并完成主备射频激励的自动切换，笔者将对振荡板及其典型故障处理进行阐述。

1 概述

振荡板包括主频率合成器、备频率合成器两个激励器，由自动切换电路、供电电路和输出电路组成。主频率合成器或备频率合成器输出的射频通过自动切换后进行放大、滤波和波形整形发送到缓冲放大器。主备频率合成器采用直接数字频率合成技术(DDS)和拨码控制器。载波输出频率由激励器上的拨码直接控制，共有两个8位二进制拨码控制器，每4个拨码代表一个二进制数，如0001 0011 0000 0101，表示1 305 kHz。如果没有鉴相器和压控振荡器，它将不会产生一般锁相环技术引起的相位噪声及调频噪声，也不会在调整接收机频率时产生锁相环激励器产生的轰鸣声。作为DAM发射机的激励器，整机信噪比基本上有65 dB以上。振荡板的电路原理如图1所示。

图1 振荡板电路原理

2 原理分析

2.1 振荡板的供电

振荡板有两路电源输入，一路是非稳压22 V直流电压源通过F1输入，另一路是由发射机电源输入端经小变压器提供的交流15 V电源通过F2输入，都是得通过三端电源稳压器N1和N5调节后得到+12 VDC，然后送至温度补偿晶体振荡器供电，有一路+12 V直流电压通过N6(7805)输出5 V直流电压为其他电路供电。交流15 V电源不仅可以防止恒温晶体振荡器与低压断开时温度失控，也能够成为射频激励的备用电源板，+5 VDC稳压电源N6用作射频监控电源。

2.2 晶振信号源

为了提高发射机激励信号的高可靠性和稳定性，采用了具有固定频率，稳定性能够达到1×10-8的恒温晶体振荡器作为标准信号源。此外，在高频振荡板上预留了一个双备份恒温晶体振荡器的位置，可配备一个双恒温晶体振荡器，并通过K1进行切换。恒温体振荡源输出的高精度信号会通过V1、V2、N2B整形和放大，接入电子开关N4，再送至N2A放大后通过输出端口X4-8输出。晶体振荡源通常在使用前需要预热，最好在低压电源接通5 min后正常使用。也就是说，在启动发射机前，低压电源最少提前接通5 min，低压开关S11在正常情况下应处于“开启”状态(设备维护除外)。

2.3 射频激励的切换

当同一机房内的两台发射机需要并联工作时，作为主机的发射机将在其射频激励板的外部输出接口X4-1/2输出射频激励信号，并作为机器的发射机发送到辅机射频激励板的外部接口X4-4/5，这将用作机器的射频激励，并断开插头P1-2，以便在并联运行期间实现两台机器射频激励的相同频率和相位的目的。

当输入高精度同步激励信号或AM立体声广播的外部射频激励信号时，P1切换射频激励信号，从X2输入的射频信号将用作主激励信号，该板产生的射频激励信号将自动变为备份。

2.4 频率监测电路

缓冲器N3A向计数器或频率监视器提供输出信号，R24将驱动器的输出阻抗设置为50 Ω，X5-1是频率监控信号的输出端，当监测电路阻抗为50 Ω时，信号振幅为4.5 Vpp，如果方波信号阻抗大于50 Ω，输出信号电平将更高。

2.5 同步激励器

该电路的输入信号来自输出网络入口端的采样线圈T101，输出连接至N4-11，该电路能够在VSWR异常、功率放大器输出电路产生振铃电流以及功率放大器的射频激励信号之间产生相位差时，有效保护功率放大器模块免受损坏。因此，在VSWR保护期间，激励会被封锁，输出采样的RF信号暂时代替振荡器激励信号，这样能够实现两激励的振铃同步，从而保护功率放大器模块。

2.6 射频输出电路

驱动放大N2A-7在正常运行时能够稳定输出振幅为8.5 Vpp左右的方波信号，然后通过X4-8送到缓冲放大器作为输入，与此同时，同样的信号由峰值检测器转换为正负直流电压，用于发射机控制系统的显示板，由此实现振荡板射频检测电路，只要发射机在运行，该检测电路就在实时检测，没有异常信号时，发射机显示板上振荡板的指示灯会保持绿灯亮，如果检测到射频异常时，输出的信号就会使得显示板上振荡板的指示灯绿灯熄灭、红灯变亮，此时发射机的载波频率可能突变，输出的信号有可能发生畸变，从而导致收听质量下降。

3 突发故障的分析与处理

3.1 发射机运行正常，振荡板指示灯为红色

将发射机切换至另一台发射机，查看振荡板原理图，用万能表测量VD4和VD5射频检测器的输出电压，VD5的负极电压约为+4.5 VDC,如果不能同时检测到两者的电压值(即使检测到一个)，振荡板指示灯将显示红灯。如果振荡器输出的射频信号电平正常，但未检测到上述一个或两个电压，则检查或更换相关的二极管。详细查看元器件有无损坏，测电阻的阻值或两端电压，测电容两端的电压，通常是由于电容被击穿引发的故障。测电阻R33左端没有激励信号，因而检查激励器主板，发现末级DS0026无激励信号输出，最后确定DS0026输出级对地短路，导致D2一直导通，D1一直截止。N44C正相端有0.7 V的电压，反相端电压为0 V，N44C输出为高电平，驱动红色LED发光。更换DS0026后恢复正常。

检测各部分是否正常时，不可漫无目的地测量，这样很难实现快速找到故障点的目的，要思路清楚，找关键点进行测量，当然还要知道标准值是多少，与测量值进行比较，振荡板的关键测试点如表1所示，如果测试电压均正常，则是显示板上的故障检测电路或显示电路存在故障，检查之前，重点是排查相关排线是否正常。

表1 射频振荡板(A17)部分测试点参数

3.2 无激励信号故障

故障现象：停机检修后，合上低压开关，显示板上的振荡板指示灯红灯亮。

故障处理：振荡器指示报警红灯亮，说明振荡板无激励信号输出或是检测电路故障。首先检查振荡板各供电电压以及各保险，用万用表测量J1-1有+22 V；再量N20输出的+15 V是否正常，以及稳压器N21(7809)、N22(7812)是否有+9 V、+12 V输出；VD3正极端+5 V正常；于是将外激信号输入线Q9插头插入J2插口，激励器指示灯由红转绿，激励输出恢复正常。拔下Q9插头，用示波器测N1(LM319)第4脚有4.608 MHz信号；再测D2(4046)第12脚有9.000 kHz信号；接着测量D4(4046)第4脚无输出信号，说明D4没有正常工作，关掉低压，拆下集成块，换上一只新的4046，重新加上低压，此时发射机面板激励指示灯显示绿色，加上高压，发射机播出正常。

故障分析：通过接入外部激励信号，查看发射机是否正常，若是正常，说明问题出在由恒温晶体、锁相环频率合成器组成的射频信号源端。如果振荡板的基准信号为4.608 MHz，经过51次的分频为9 kHz，表明恒温晶体、整形放大电压比较器以及固定分频器工作处在正常范畴；故障应该在锁相环频率合成器部分，应检查锁相环集成电路D4、低通滤波器和由D6、D8、D10组成的可编程分频器。当射频激励脉冲消失时，激励检测输出信号的输出端J7-3的电位比J7-1高，J7-3、J7-1分别送至监测显示板的激励指示比较器N44:C的同相端和反相端，J7-3的电位高于J7-1时，比较器输出高电平，加至激励指示双色LED的红色管正极，使其发出红光，指示激励器发生无输出故障。