中波发射机射频模块故障维修浅析

敖辛敏

（宜春811台，江西 宜春 336000）

0 引言

中波广播具有信息接收方便、传输距离远及覆盖面积广的特点。中波节目品质高、社会公益性强，始终坚持正确的舆论导向，作为主流媒体承担着重要的社会责任，在重大事件中发挥着不可替代的作用。进入21世纪以来，科技飞速发展，中波广播发射机不断更新换代，作为广播电视技术行业技术人员，应该熟练掌握发射机的各项维护技能，始终牢记不间断、高质量、既经济、又安全的十二字播出方针，为安全播出工作做到尽职尽责。

1 中波发射机故障维修

1.1 故障分类

数字幅度调制（Digital Amplitude Modulation，DAM）中波发射机故障主要包含面板显示故障和非面板故障两大类[1]，其中面板显示故障是发射机面板显示的26个故障，非面板故障大致包括影响发射机技术指标的故障、发射机无法正常开关机故障以及功率异常故障。

1.2 故障处理步骤

DAM中波发射机的射频部分故障处理主要包括监测目标取样、检测比较、控制处理和故障显示4个步骤。目标取样的对象是模拟量和开关量，其中模拟量包含电压、电流、幅度及频率4个指标，开关量包含连锁和冷却两个指标；比较电路通过对取样值进行比较，发现模拟量和开关量超过设定限值时，发射机将做出相应的处理措施，并在前显示面板上显示故障状态，或者对应的发光二极管亮红灯。

2 射频模块的工作原理

DAM 10 kW中波发射机的射频模块主要包括激励器、缓冲放大器和预推动放大器[2]，其工作原理如图1所示。

图1 振荡器电路原理图

10 kW DAM中波发射机的振荡器为一独立的功能板，处于发射机功放柜右侧中间部位。缓冲放大器板和预推动放大器板在功放柜上端，和三块推动板一起插在射频推动合成母板上。

2.1 振荡器的工作原理及故障分析

振荡器由本机振荡电路、外部激励输入电路以及切换电路组成。内外激励信号通过切换开关切换后送到保护切换电路，切换电路输出4.5～5 Vpp的方波分别送到缓冲放大器A16和A32显示板上的故障检测电路。振荡器电路故障检测原理如图2所示。

图2 振荡器电路故障检测原理图

振荡器电路故障检测以及显示电路由比较器N44（正常时低电平，故障时高电平）和红绿发光二极管H27两个部分组成。发射机正常工作时，比较器N44的输出电平为低电平，此时红绿发光二极管H27的绿发光二极管亮灯。当发射机发生故障，振荡器的输出降低，比较器N44的输出电平变为高电平，此时红绿发光二极管H27的红发光二极管亮灯，表明发射机存在故障。另外，比较器N44后端的禁止门电路也会接收到比较器N44输出过来的高电平，当振荡器无法正常工作，禁止缓冲级和预推动级就会显示故障。如果振荡器红绿发光二极管H27红灯亮，但并没有影响到发射机的正常运行，需要对故障检测电路进行重点关注。如果发射机此时无法正常开机，不能够正常工作运行，此时振荡板发生故障的可能性最大，检查的重心要放在外部激励输入信号以及本机振荡信号是否存在异常。除此之外，振荡板上的几路供电稳压电路是否正常也需要注意。

2.2 缓冲放大器的工作原理及故障分析

DAM 10 kW中波发射机的缓冲放大器是一个独立的功能板，体积明显小于其他插拔式功能板。大部分中波发射机采用非稳压30 V直流电压给缓冲放大器供电。缓冲放大器取样电路由VD6、VD3、R13、R14和C1电路组成，主要作用是将缓冲放大器送来的交流信号转变为直流电压。此电压的大小表示缓冲放大器输出射频幅度大小，作为缓冲放大器故障检测取样电压。

图3为缓冲放大器故障检测电路原理图。在推动合成母板上，预推动级和故障检测电路会接收到缓冲放大器输出的信号，推动级将信号放大，故障检测电路对该信号进行检测。缓冲放大器故障取样电路由R13、R14、C1、VD6和VD3组成。缓冲放大器送来的射频信号先经过VD6进行整流变为直流信号，此信号的大小表示缓冲放大器输出射频幅度的大小。直流信号通过滤波、分压、稳压几个步骤后作为送检信号送到显示板，由缓冲放大器检测电路进行检测。当缓冲放大器检测电路检测到信号正常时，比较器N44D输出电平为低电平，此时红绿二极管H26亮绿灯，表明缓冲放大器处于正常工作状态；当发射机存在故障，送检信号减小，比较器N44D输出电平为高电平，此时红绿二极管H26由绿灯变为红灯，表明缓冲放大器出现故障[3]。

图3 缓冲放大器故障检测电路原理图

当缓冲放大器输出的检测信号变小，检测电路就会检测出缓冲放大故障，显示面板的缓冲放大指示灯亮红灯表示。这时，最直接有效的处理方法是先用一块正常的板子将可疑缓冲板换下，此时如果故障消失，那么就锁定故障在缓冲放大器的板子上，可以针对缓冲放大器的常见问题进行逐一排查。首先检查缓冲放大板的供电电路是否存在问题，之后依次对功率放大管及其周边的元器件进行逐一排查，判断是否存在问题，也要检查板子的插芯、插槽是否有松动、接触不良的情况。通过一系列检测，若问题没有得到解决，可以通过检测缓冲放大器故障检测取样和比较电路。

在日常维修实践过程中，缓冲放大器最容易出现的故障是电源故障[4]。缓冲放大板长时间工作会产生大量热量，使缓冲放大板处于高温环境，导致这块板子上的电路产生故障。保险管可能因此导致弹性减弱，导致保险管和保险管座之间存在缝隙，从而出现接触不良的现象。排查缓冲放大器电源故障的方法也很简单，当发射机出现缓冲放大故障，不要立即开机，可以让发射机停机冷却一会再开机，若发射机又能继续工作，但不定期地又会出现相同故障，大概率就是缓冲放大器电源故障。

2.3 预推动放大器工作原理及故障分析

预推动放大器实际上就是一块功率放大板，与功放部分的48块功放板相同，可通过推动合成母板上的开关S1，可以选择预推动板工作在A部分还是B部分。输出的射频功率信号送到推动合成母版上的输出网络调谐电路，预推动输出的射频信号通过选择开关后再送到调谐电路。调谐电路由可调电感L1和电容C3、C4、C5组成。调谐后的激励信号再通过高频耦合变压器耦合到3块推动放大器的输入端，耦合变压器的其中一组线圈输出的高平信号经二极管VD5整流后作为推动极故障检测电压。

预推动放大器故障检测电路原理如图4所示。预推动级故障检测取样电路包括R12、R15、C2、VD5及VD4五个部分，作用是将从VD5整流后取样来的高电平信号变为直流电压，用于检测电压。发射机正常工作时，由比较器N44A和红绿发光二极管H25组成的检测电路中的N44A输出低电平，红绿发光二极管H25的绿色发光二极管亮灯，表明发射机正常工作。当比较器N44A和红绿发光二极管H25组成的检测电路获取的信号电平降低，比较器N44A输出高电平，红绿发光二极管H25的红色发光二极管亮灯，表明发射机存在故障。

图4 预推动放大器故障检测电路原理图

检修预推动放大器故障时，可以优先选择一块好的预推动板把可疑的预推动放大器板换下，这样可以更快地判断是预推动板故障还是其他方面的原因。最常见的原因是供电故障和输出调谐故障。由于预推动供电调整电阻R1位于发射机中间柜门的顶端，出现接触不良的可能性很高，可以使用示波器进行检测，通过调整、观察波形变化情况来确定。输出调谐电感L1也会出现类似的情况，可以采用同样的方式进行检测[5]。

3 射频部分的故障检修方法

3.1 直观检测法

顾名思义，直观检测法就是通过观察发射机的故障报警灯来判断哪个位置存在故障。这种故障检测方式一般用于判断预推动级和推动级的射频功能是否处于正常状态。当射频部分内部的保险丝发生熔断现象时，预推动级和推动级的射频功能所在模块报警灯会亮红灯，此时推动级模块中可能有场效应管已经损坏。如果模块正常开关电路及变压器等部位存在问题，报警灯并不会亮灯。这就要求技术维护人员要有足够的经验。

3.2 射频推动多用表检测

射频推动多用表检测方式就是常说的推动级故障检测，一般是采用探测头观察预推动级和推动级的电压和电流数据是否存在异常，主要用于交流电流和直流电流的故障检测。

3.3 万用表检测

万用表检测方式经常用来检测射频电路各个组成部分之间的逻辑电平值，与正常值进行比对，查看是否正常。在日常使用过程中，如果电平值显示异常，说明有故障发生。

3.4 示波器检测

示波器检测方式可以检测、判断射频电路的输出和输入是否一致。在日常使用过程中，如果检测出相位存在较大的偏差，原因一般有两种，一种是输入变压器发生短路，另一种是电路的插座存在接触不良的情况。

4 故障实例

某台发射机正常关机后自动开机失败，故障面板显示激励器报警灯亮红灯、射频欠激励报警灯亮红灯。

为了不影响安全播出，迅速将同轴开关导向备机，并开启备机，恢复正常播出之后再进行发射机维修。

先检查射频模块相关联的电源电路。经检查发现保险丝没有损坏，各极的电压也没有异常。再使用示波器检测法，对射频模块的射频激励器、缓冲放大器以及预推动级输入输出信号这3个组成部分，分别进行逐个测量并做好详细记录。测量结果表明，缓冲放大器输出的波形只有10 V左右，与正常值相比存在差距。为更加快捷排查故障，优先采用备用缓冲放大板代替可疑缓冲放大板，尝试开机，发现可以正常开机，且没有任何报警灯亮红灯，故锁定故障原因在缓冲放大板上。

然后对故障缓冲放大板进行检查维修。笔者采用的方法是直接进行比对，使用万用表对缓冲放大板上的主要元器件进行对比，通过反复的测量和比对，测量数据结果显示稳压二极管VD5的电阻存在异常，其数值与正常VD5两端的数据相比明显小得多。更换一个15 V稳压二极管，将板子重新安装回发射机之后启动发射机，此时发射机可以正常启动，无任何异常。

5 设备检修和维护经验

在有限的条件下给安全播出工作提供有力保障，是每一个技术维护人员的崇高使命和不懈努力的方向。要做好维护检修工作，一定要勤学苦练。发射机发生故障时，技术维护人员必须拿出秒秒政治的态度去面对。

要想使发射机稳定运行，不产生安全播出事故，首先在平常的维护检修过程中必须保持小心谨慎，细心地对待发射机每一个零部件，及时分析发射机的频率与各项性能指标的系统性评估，做好笔记，定期进行对比。其次要做好发射机房环境把控工作，及时对发射机房及发射机进行灰尘清理，避免灰尘堵塞排风扇导致发射机过热宕机或者灰尘堆积影响发射机运行的灵敏度。最后要定期要开展应急演练，将演练过程中发现的问题进行总结分析。

6 结语

通过对中波发射机激励部分故障的分析可以看出，只要深入掌握振荡器、缓冲放大器以及预推动放大器3个模块的工作原理及常见问题，牢记快速排查检修的要点重点，并以小见大，全面掌握发射机每一个模块的组成部分以及相对应的工作原理和维修重难点，做到心中有数，就能够在发射机发生故障时及时有效地在第一时间进行排查解决，保障安全播出。