中波广播发射机功放模块的故障分析

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摘要：摘 要：广播发射机在广播发射中占据核心地位，在广播发射工作中扮演着重要的角色，而中波广播发射机更是重中之重。鉴于此，该文基于功放模块的工作原理，分析了中波广播发射机功放模块在运行中容易出现的故障类型并对其进行原因剖析，同时结合多年工作经验探

　　摘 要：广播发射机在广播发射中占据核心地位，在广播发射工作中扮演着重要的角色，而中波广播发射机更是重中之重。鉴于此，该文基于功放模块的工作原理，分析了中波广播发射机功放模块在运行中容易出现的故障类型并对其进行原因剖析，同时结合多年工作经验探讨了相应的故障解决措施，旨在提升中波广播发射机功放模块的使用效率，以更好地为广播服务。

　　关键词：广播发射机;中波发射机;功放模块

　　0 引 言

　　國家和社会各机构通过广播进行宣传，而广播的有效传播离不开发射装置。在现阶段所使用的广播发射装置中的功放模块很容易出现故障。鉴于此，笔者结合担任玉溪693台技术维护员多年的工作经验，对中波广播发射机功放模块中出现的故障类型和诱因进行了详细的分析。笔者在工作中定期对中波广播发射机功放模块进行巡检，在日常检查中及时发现设备异态和安全隐患，同时报告技术维护组长，并及时协同维修人员予以处理，以确保广播工作的顺利开展。为更好地帮助同行解决功放模块在使用过程中出现的故障问题，现对工作中遇到的故障进行归纳总结，具体内容如下文所述。

　　1 射频功放模块的基本原理

　　如图1所示，10 kW DAM中波发射机射频功放模块中有两个重要的组成部分，即A、B两个半桥，从本质上讲，半桥属于丁类桥式放大器。激励信号较小时，流经A、B两个半桥之后也会变成大功率信号输出。V1和V2两个场效应管组成A半桥，在其中间节点处连接着功率合成器线圈;V3和V4两个场效应管组成B半桥，同样在其中间节点处连接着功率合成器线圈。功率合成器线圈中有一功率合成铜棒，在和变压器初级耦合之后，输出信号的功率较之于原信号功率会变大。

　　从图1中可以看出，A半桥V1场效应管的源极和V2场效应管的漏极相连接后，V1场效应管产生的射频激励信号(以下称之为RFIN)和V2场效应管产生的RFIN会有相位差，二者之间相差180°，同理B半桥的V3和V4亦是如此。V1场效应管(位于A半桥)产生的RFIN和V4场效应管(位于B半桥)产生的RFIN的相位是一样的，这也同样适用于A半桥V3场效应管和B半桥的V2场效应管。从上述分析可知，在同一个半桥中，场效应管(V1和V3，V2和V4)会交替出现截止或导通状态。在同一个信号周期内正、负半周期的状态是截然相反的。前者处于导通状态，后者处于截止状态。若正半周包括V1和V4场效应管，二者处于同一个相位;负半周包括V2和V3场效应管，二者处于同一个相位。当V1和V4场效应管处于饱和导通状态时，其波形特征如图2所示，V3和V2场效应管则处于截止状态。相反，当处于负半周内的V3和V2场效应管在正半周时，即由之前的截止状态交替成了饱和导通状态;V1和V4场效应管处于负半周时，即由之前的饱和导通状态交替成了截止状态。

　　2 数字调制部分故障类型分析及解决对策

　　2.1 故障分析

　　发射机在运行过程中，数字调频、输出功率高于正常运行参数，需要检查发射机的运行情况。一般来说，A/D转换器出现故障会影响数字调制。因为A/D转换器发生故障会使得编码器不符合实际的要求，这是由于运行的过程中A/D转换器的采样脉冲相位没有设置好。从传输意义上看，发射信号在传播过程中的实际频率与取样频率会存在一定的差异，导致取样信号被扭曲，从而影响了编码器的工作。传输模块在接收错误的编码信号后，输出的传输信号将受到较大的影响，进而影响功放模块的正常运行。

　　2.2 检测方法

　　该故障可通过检查A/D转换板上的两个拨码开关S1/S2和跳接线XT10、XT11的位置进行诊断。中波发射机的安全运行离不开相位补偿开关S1的设置，因而需要仔细核对S1的设置表。如果S1的设置不正确，那么采样信号的相位也会出现偏差。

　　2.3 解决措施

　　云母片或金属箔等零部件安装在取样模块装置中，形成了一个简易的电容器，使得取样信号在经过该模块时，会自动消除干扰信号的电磁波，从而保证了发射机功放模块的正常运行。

　　3 漏极相位不正确故障分析及解决措施

　　正常情况下，模块场效应管漏极转换波形的相位差要在5°以内。驱动信号出现故障可能会引起漏极相位超标。在这种情况下功放模块的自身温度要高于其他模块，因而也可以通过识别功放模块自身温度来判断是否出现了漏极相位不正确的情况。下面以具体实例进行分析。

　　3.1 故障描述

　　笔者就职的广电局，使用的中波发射机是调幅发射机，低功率开机时，面板上的“功放”包络红灯亮起，这是典型的功放模块故障。调幅发射机面板如图3所示。

　　3.2 故障分析

　　功放模块故障分析的具体步骤为：

　　(1)重启发射极，升降功率正常，看功放板是否有红灯亮起，无红灯亮起则无问题，但面板上的“功放”红灯依然亮起。

　　(2)根据图纸，检查显示板上的包络出错线路。一般来说，包络故障产生的主要原因是某个功放模块的损坏或功放电源保险断开，使合成的功率调制信号发生畸变，进而影响音频信号的质量，因此需要按照图纸检查包络出错线路。

　　(3)检查电源无问题，测量N73的+15 V，-15 V，N26的+15 V，-15 V，D53，均正常，如图4所示。

　　(4)测量D25时，数据不正常。

　　(5)判断显示板上的D25部分功能损坏。

　　3.3 故障维修

　　首先更换监测显示板A32，显示板A32如图5所示。在不加调制的情况下用数字万用表红表笔测TP14，黑表笔测TP13，多次反复在1 kW和10 kW之间转换功率并调节R65、R68，使万用表读数保持在130 mV。该电压主要用于监控功放板;其次，加1 kW音频信号，使调幅度为50%，重复上述步骤，使万用表读数在5 kW功率下保持130 mV电平。经调试之后，开机后功放模块正常，故障得以排除。

　　4 绝缘体有损伤故障现象及解决措施

　　4.1 故障分析

　　在多次故障之后，中波广播功放模塊的绝缘体可能会出现损伤，引发功放模块故障。维修焊接时，焊接点的操作不到位，使得残渣迸溅，溅起的碎渣可能会割伤绝缘体的表面。除此之外，还可能是因为功放模块散热体上的毛刺划伤了绝缘体的表面。绝缘体一旦出现破损，就会使得绝缘效果大打折扣，这便增大了功放模块出现故障的概率。

　　4.2 解决措施

　　功放模块在运行时将不可避免地产生电流热效应，一般多发于发射机结构内部的元器件、接线端子等区域。当这些区域内聚积了大量的热能而又无法及时散热时，很容易损坏元器件、接线端子。如果故障出现在关卡位置，就会造成中波广播发射机系统运行失效。鉴于此，维修人员须定期检查功放模块，尤其是元器件，确保其功效正常，及时更换破损或运行不畅的元件。

　　5 信号失真故障现象及解决措施

　　信号在传播过程中若出现失真，对广播的正常播出是极为不利的，不仅会影响传播信号的准确性，同时也会影响整个广播的质量，因而在发射机日常检修中须测试有无信号失真的情况。技术人员会根据具体情况，判断信号失真现象产生的原因。如果通过排除法将故障一一排除之后仍存在上述情况，则很容易判断出是中波广播功放模块出现了故障。此时维修人员需要对功放模块进行重点检查，查看其器件是否被损坏。损坏的器件不能发挥其应有的效用，就会出现信号失真的现象。

　　5.1 故障现象

　　测试DCM10 kW—Ⅳ发射机时，通过测试指标发现传播信号畸变(又称之为信号失真)，且信号极为不稳定，质量较差。

　　故障分析：结合笔者多年工作经验，引发上述故障的原因可能是发射机的调配网络通带窄小、异常低频通路等。经排除分析，发现造成上述现象的原因可能是发射机的功放模块出现了故障。功放模块无法正常工作，使得调幅中波输出信号出现信号畸变，并伴有新频率分量。

　　5.2 维修过程

　　发射机功放模块导致的信号失真现象具体维修过程为：

　　(1)为了减少输出功率，确保输出信号有效地进行单位循环，先将二进制关闭，观察取样信号，在观察中发现#11功放模块数值出现跳变且变化显著。

　　(2)关闭循环模式，发现跳变只出现在#11号功放模块。由上述操作可知，出现故障的功放模块为#11。

　　(3)分析调制编码器送来的功放开、关信号。由于发射机中任一功放模块的电平在正常情况下都在±1.1 V左右，激励电平的范围一般在23 Vp-p。由此可知，当激励电平的范围出现异常时，功放模块就会被损坏或者无法正常导通。

　　(4)检查A32编码板的驱动电路，同时对比其他开关信号，#11功放模块的开关能正常工作并没有被损坏。

　　(5)检查出现故障的功放板#11，对地时XT1-22出现开路现象，对地时F1(3A)的保险丝工作正常，但#11模块的电平电感L1出现了异常状况，对地开路。因而，更换L1。之后再进行检测，发现更换之后的L1状态正常，同时功放模块信号并没有出现失真现象。

　　6 结 论

　　综上所述，广播是否能够顺利播放有赖于中波广播发射机的正常运转，但中波广播发射机在实际运行中容易发生故障。为有效解决故障问题，有必要对其故障类型进行分类，并提出相应的解决办法。笔者多年工作经验证实，上述维修措施确实行之有效。从这一角度看，本文的研究成果可以为中波广播发射机功放模块的故障分析提供有效的参考。

　　参考文献：

　　[1] 李涛，贺培洲.中波广播发射机功放问题与解决建议 [J].科技传播，2020，12(6)：105-106.

　　[2] 陈斌强.功放模块在数字调幅中波广播发射机常见故障及场效应管的检测和存取方法 [J].科技创业家，2013(6)：139.

　　[3] 珠扎.中波广播发射机功放问题及维护对策 [J].视界观，2019(10)：154.

　　[4] 张建中.浅谈数字调幅中波广播发射机的检测与维护 [J].科技传播，2011(2)：190+179.

　　[5] 于海泉.DAM全固态中波广播发射机的工作原理及相关技术分析 [J].通讯世界，2014(24)：10-11.

　　作者：李瑞丽

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