DAM 中波发射机二类故障剖析与处置

赵梦奇

（福建省广播电视传输发射中心五〇二台 福建省漳州市 363300）

我省目前大部分中波台使用上海明珠的TSD-10 型10 千瓦DAM 发射机，其指标良好，高可靠性，高效率，同时该类发射机具有复杂的控制逻辑及故障监测系统，传统上我们把故障分六种类型来区别对待，其中对安全播出威胁最大的是一、二类故障。在日常播出过程中，导致无法开机的一类故障因为故障点明确，故障状态稳定，所以便于排查检测；而二类故障带有间歇性，隐蔽性，其可能转换为一类故障而造成停播，因此二类故障的判断和检测成为维护维修工作中值得高度重视的问题。

二类故障分三种情况:过激励、欠激励和过流（电流过荷），三种情况逻辑电路判断方式一致，我们以最常见的过流故障来剖析其主要发生原理和处置方法。

1 二类故障的逻辑电路分析

二类故障主要用来监测一些不直接影响发射机安全工作的动态参数，具有自我容错能力，持续性出现的二类故障会转化为一类故障导致关机，比如射频驱动的电压幅度太高导致的“过激”故障，射频驱动电压幅度太低导致的“欠激”故障，主电源电压的大电流导致的“过流”故障。分析这三个故障类型，必须清楚其输入的取样点在全机中的位置及各故障监测流程，这样才能更准确判断故障部位。图1 为二类故障的监测原理框图。

从图1 看出，二类故障监测电路分成取样、越限比较、逻辑处理、输出四个功能电路。三种二类故障的电路形式相同，都是先经过取样电路来的取样信号，输入监测显示板，由各自的运算放大电路组成的比较器进行比较，产生超限脉冲，触发单稳态电路进行二类故障的逻辑处理。

图1： 二类故障发生原理框图

图2 是TSD-10 发射机二类故障的逻辑简化图。此时故障脉冲触发单稳态产生高电平，作为第一次故障电平，此故障电平同时输入控制板A38 去关发射机主电源，一次单稳态电路经过脉冲展宽延时后，重启主电源，同时触发二次单稳态电路，此时二次单稳态电路也产生一个展宽的脉冲，如果关高压后再次重启主电源，故障依然存在，此时一次单稳再次触发，两个单稳电路产生的脉冲同时输入重复故障与门电路，这一电平作为一类故障的关机信号去控制板产生关机指令，同时触发故障指示锁存电路，令故障指示灯常亮。

图2： 二类故障逻辑图

2 二类故障的过流检测原理

发射机的主电源故障监测分别有“过压”、“过流”和“缺相”三种，其中的“过流”故障在播出过程最常出现，也就是我们称为的“二类故障”。主电源的电流随调幅度和发射机载波功率的变化而变化，DAM 发射机主电源电流取样采用FL-2 型100A 75mV 分流器，如图3 所示的SH1，它既作为面板电流表指示分流器，同时也是监测显示电路的电流取样标准电阻，此电流取样电平通过开关电表板A31 输入控制板，再由控制板直通输入到监测显示板A32。

图3： 二类故障中的过流检测流程

在监测显示板A32 上进行完成峰值与均值电流检测、越限逻辑判断、发射机面板的“过流”指示灯正常/故障指示，同时将二类故障信号回送到控制板A38 控制主电源的关断和重启。

2.1 过流越限比较电路

主电源过流越限比较电路如图4，来自分流器的取样信号经运放N27B 共模抗干扰抑制和放大，其输出一路经N28C 及外围元件R97、R98 组成的比较器，进行“峰值电流检测”。另一路经排阻R76C 及C35 组成的RC 低通滤波器得到取样电流的平均值，经N27A 同相电压跟随器隔离后，输入N28D 及外围元件R101、R102 组成的比较器，进行“均值电流检测”。调整R98 和R102 均可设置门限电压。这两路电流检测中任一路在故障时输出为高电平，也就是电流超限，送到或门D24B 使之输出高电平。D24B 的6 脚产生的高电平输入D32A 单稳态电路的B 触发端，单稳态电路输出的电流过荷脉冲进入过流故障逻辑判断电路。

图4： 过流越限比较电路

2.2 过流监测逻辑处理

电流过荷逻辑处理电路如图5。当检测到电流过荷后，在监测显示板A32 上，触发单稳态触发器D32A，型号为74HC423 可重触发单稳态集成电路，触发产生的脉冲宽度Tw 由外接的R 和C 元件值决定，计算公式如下：

图5： 过流逻辑判断电路

D32A 的第13 脚输出一个持续2.4 秒的高电平，经二输入或门D39A 和D39B 逻辑运算后作为二类故障信号之一的“过流”，产生一次关高压动作。同时D32A 的第4 脚产生一个低电平D40A、D38A 使双色灯VDS12 的红灯亮，而D触发器D35B 锁存的仍是正常状态电平，双色灯的绿灯仍然保持点亮，VDS12 红绿双色灯同时点亮呈现的是黄色。经过2.4 秒后D32A 的13 脚输出电平变低，此时高压重上。D32 的第4 脚输出变为高电平，VDS12 的红灯熄灭，同时触发D32B 的B 输入端，使得D32B 输出一个2.4 秒高电平，经D37D 或非门输出低电平，VDS12 的绿灯熄灭。也就是在重上高压期间，绿灯短暂不亮。

第一次检测到过流2.4 秒后重上高压，如果再次检测到故障，D32 的13 脚端再次输出2.4 秒高电平，D32 的5 脚端输出仍为高电平，则故障重复与门D33D 的输出将为高电平，二类故障将会转化为一类故障，永久性关掉高压。同时锁存器D35B 将故障锁存并使指示灯变红。如果重上高压后未检测到故障，D32B 输出变低电平，指示灯变绿。

至此，我们知道，过流指示灯状态有四种，分别是：绿、黄、无色、红。

3 过流的故障成因及案例分析

过流故障随机出现在播出、调试发射机的过程中，弄清楚其中的原理，对于发射机的维护及广播电视安全播出都是极其重要的。

3.1 电流过荷的原因归类

3.1.1 瞬间高频调制信号引起

信号源中的高音瞬时幅度过大，主要表现在峰值过流，这种情况比较少出现，多数由于音频处理器性能不良引起的，一般不容易出现转成一类故障

3.1.2 连续大幅度低频信号

当调制信号出现大幅度低频信号且连续高调幅时，一般出现在指标测试或者试机信号调整不当时出现，主要是均值过流，通过减小输入信号能解决。

3.1.3 开机上高压瞬间过流

发射机上高压时出现“过流”故障，首先考虑主电源整流部分是否存在短路性故障，其次是电源控制电路是否存在异常动作导致瞬间持续性开关高压造成的冲击，再次考虑音频幅度过大或功放模块异常开通造成的过流现象导致无法开机。这时可将控制板A38 上的功放关闭开关S5 扳至“PA OFF”位置，来判断是电源及控制部分还是功放模块及网络输出部分的问题。除上述硬件问题外，主电源启动逻辑不正常，也会造成电流过荷。

3.1.4 高压泄放电路故障

主电源输出端设置了高压泄放电路，关机后该电路通过大功率电阻对主电源的储能元件电压进行对地放电，避免残留电荷造成累积。极端情况下泄放电路不能及时断开，导致重上高压后产生过流。

3.1.5 监测比较电路整定

过流检测比较电路的均值和峰值比较器有基准电平，其因参数变化导致基准电平偏离标准整定值，也会产生误触发而发生过流故障。

3.2 过流的故障实例分析

3.2.1 故障现象一

发射机后出现2 次电流过荷指示灯亮红灯，自动关高压后又自动上高压，之后机器内部传来连续的继电器“滋滋咔咔”声，机器自动关机。

故障排查：此故障为继电器的机械动作异响，完成开机上高压过程涉及6 个继电器，分别是外部联锁继电器、门联锁继电器、高压一档中间继电器、高压二档中间继电器、高压一档交流接触器、高压二档交流接触器。外部联锁和门联锁在开低压状态就可以判断是否存在故障。根据主电源启动逻辑：高压一档中间继电器K5 闭合时高压一档交流接触器K1 就吸合，K1 吸合1.6 秒后就自动断开，而高压二档中间继电器K6 闭合后，高压二档交流接触器K2 吸合且一直保持吸合状态。开机上高压过程仔细观察高压一档二档的动作过程，发现一档已经完成动作，在高压二档吸合过程出现交流接触器反复动作现象，进一步观察二档中间继电器K6 也出现反复吸合现象，且高压泄放电阻R16 因为反复泄放高压导致高温碳化，更换K6 中间继电器和R16，故障排除。

故障分析：因K6 继电器线圈绝缘下降导致吸合异常动作，引起高压二档交流接触器反复吸合，这一过程同时使得高压泄放电阻对地不断放电引起主电源过载从而转成一类故障。

3.2.2 故障现象二

发射机开机上高压时电流表瞬间指示过大，“过流”红灯亮起。

故障排查：开机过程能监测到主电源230VDC，且断开音频输入信号，故障依旧。接着把控制板上的S5 功放关闭开关扳至“PA OFF”位置，暂时关闭功放，重上主电源230V 加载正常。首先排查控制板A38 的功放开通的150 毫秒延时电路正常充放电。进一步检查模拟输入板A35 的“快关慢开”电路，其原理就是分步加载“直流分量”，这个直流分量决定载波功率。正常开机过程应该在上主电源后“关功放-H”信号解除，V1 管截止，电容C46 通过R25 反向充电到-15V，数毫秒结型场效应管V7 截止，功放正常开通，这样才能做到快关慢开。测试发现C46 电容失效。当C46失效没有经过数毫秒V7 就关闭，变成快关快开，电流瞬间变大导致面板指针快速升高，过流亮红灯。更换C46，故障消失。

故障分析：单纯性的过流亮红灯，可按如下步骤排查：

（1）关掉音频或降低调制电平，按“复位”键后再按“高”键开机，是否过流亮红灯且立即关机？如果不是，检查输入的音频信号源是否存在①输入电平过大，产生过调幅。②A35 的功率限制电路偏置电压是否异常。③音频输入板是否存在低频强信号或自激。如果是，那么排查一下步；

（2）将控制板上S5 扳到“PA OFF”位置，面板复位后重上高压，观察电流表数值是否存在瞬间过大？如果是，检查①A38 控制板上的150ms 延时电路等。②模拟输入板A35 的快关慢开电路。这两部分电路多数是定时电容失效引起。

（3）通过观察在低功率状态功放开通数量，估算功放模块开通数量与输出功率的比值，以此判断是主电源分配故障还是网络负载阻抗故障引起的过流现象。

4 结束语

电流过荷属于二类故障之一。发生二类故障时，面板指示瞬时亮红灯，此时故障红绿双色灯同时指示，呈现黄色；同时先关高压，经过2.4 秒后再上高压，此时红绿指示灯皆熄灭，故障指示灯呈现无色；若2.4 秒后未检测到故障，指示灯变绿，发射机继续工作。持续性的二类故障会转为一类故障导致无法开机，这一过程需要判断准确开机的动作顺序及主要节点电平的变化，开机逻辑较为复杂，故障出现时间很短，必须熟悉引起二类故障的原因，特别是过流现象。二类故障中的“欠激”和“过激”逻辑处理过程和“过流”故障类似。

通常出现电流过荷时，可能是音频信号源异常、高压电流过载、监测显示电路故障等原因引起，可通过观察相应电路板的故障指示灯、检测关键测试点电平值及分析逻辑转换过程来初步判断故障部位。二类故障的发生有时间歇性发生，有时直接威胁安全播出，掌握其中的规律，对症施策，快速定位故障部位是技术维护人员必须具备的专业能力。