楊保志 滕偉 江蘇省廣播電視總臺

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淺析DX200中波發(fā)射機VSWR TEST故障

楊保志 滕偉 江蘇省廣播電視總臺

【摘 要】本文分析了DX200中波發(fā)射機VSWR檢測原理，引起VSWR TEST的故障原因分析，以便于維護和檢修。

【關(guān)鍵詞】DX200 中波發(fā)射機 VSWR VSWR TEST匹配輸出網(wǎng)絡(luò)

一、概述

DX200中波發(fā)射機是美國哈里斯公司生產(chǎn)的全固態(tài)數(shù)字調(diào)幅中波廣播發(fā)射機，其效率高，性能好，保護功能完善，是當(dāng)今比較先進的新型發(fā)射機。由于其保護功能強大，因此發(fā)射機在實際運行中，會經(jīng)常發(fā)生VSWR保護，即駐波比故障，通過射頻封鎖，降功率或關(guān)機達到保護發(fā)射機的目的。發(fā)射機在工作時，由于天氣的原因（比如雷、雨等）、網(wǎng)絡(luò)失諧、饋線短路、放電打火、升/降功率等情況發(fā)生時，發(fā)射機會在瞬間產(chǎn)生VSWR保護，控制系統(tǒng)會發(fā)出射頻封鎖指令。發(fā)射機瞬間輸出功率為零，在LED指示板上VSWR TEST故障指示亮紅燈。

二、 VSWR檢測電路工作原理

電壓VSWR是行波系數(shù)的倒數(shù)，電壓VSWR的值在1到無窮大之間，當(dāng)VSWR為1時，此時網(wǎng)絡(luò)完全匹配，當(dāng)VSWR大于1時，網(wǎng)絡(luò)則處于不匹配狀態(tài)。VSWR反映的是饋線與天線匹配情況。只有阻抗完全匹配時，網(wǎng)絡(luò)才能達到最大功率傳輸。如果傳輸網(wǎng)絡(luò)處于不匹配時，發(fā)射機發(fā)射的電波將有一部分被發(fā)射回來，形成反射波，由此產(chǎn)生的的反射功率倒送回發(fā)射機。如果VSWR過大，此反射功率將燒壞發(fā)射機的功放等元器件，影響安全播出。

在發(fā)射機輸出阻抗與天饋線完全匹配時，發(fā)射機至饋線的傳輸線上處于行波狀態(tài)，且傳輸線各點的電壓與電流同相位。射頻功率取樣板天線VSWR的射頻電壓取樣與電流取樣同相位，此時發(fā)射機正常。而天饋線與發(fā)射機輸出阻抗因為某種原因未得已匹配，饋線上就有反射波存在，此時射頻功率取樣板的電壓和電流取樣不是同相位，所以就會出現(xiàn)VSWR保護。

射頻取樣電路如圖1所示，天線VSWR的射頻電壓取樣信號取自C6和C27的分壓，加到駐波比檢波器的變壓器（T1）初級繞組一端T1-2，S4為幅度粗調(diào)，C17和C26為幅度細調(diào)；天線VSWR的射頻電流取樣信號取自射頻耦合線圈T4，加到駐波比檢波器的變壓器(T1)初級繞組相反一端T1-7，S3為相位粗調(diào)，C17和 C26為相位細調(diào)。在發(fā)射機輸出阻抗與天饋線阻抗完全匹配時，射頻功率取樣板天線VSWR的射頻電壓取樣與電流取樣同相位，因此，T1初級繞組兩段沒有電流通過，從而T1次級與二極管構(gòu)成的檢波電路輸出為零，TP16 或TP7小于50mV,發(fā)射機處于正常工作狀態(tài)，如果發(fā)射機輸出阻抗與天饋線不匹配時，射頻功率取樣板天線VSWR的射頻電壓取樣與電流取樣不是同相位，T1初級繞組有電流通過，從而T1次級繞組感應(yīng)出電壓，由T1次級與二極管構(gòu)成的檢波電路輸出端將產(chǎn)生一個直流輸出電壓，TP16或TP7將大于50mV,此時發(fā)射機就會發(fā)生天線VSWR保護。

網(wǎng)絡(luò)VSWR的電路結(jié)構(gòu)與天線VSWR電路完全相同，主要檢測輸出網(wǎng)絡(luò)機柜，各功放機柜是否打火，有無網(wǎng)絡(luò)VSWR故障。

三、VSWR TEST故障分析

1. 功放單元弧光引起的VSWR TEST故障

如圖二所示：若輸出監(jiān)測板上DS4指示燈顯示紅色，則表示檢測到機柜上部發(fā)生打火故障；若輸出監(jiān)測板上DS5指示燈顯示紅色，則表示檢測到機柜下部發(fā)生打火故障。

【故障實例】故障現(xiàn)象：機器播音中掉高壓，天線駐波比電壓6V，VSWR TEST紅燈亮。

故障分析與處理：機器掉高壓后，天線駐波比電壓6V仍然在，查看輸出檢測板DS4紅燈亮，測量TP41，TP43均為0V，TP39為1V左右，U33 的1腳為高電平，2腳為低電平，而13腳為低電平，12腳為高電平，所以DS4亮紅燈，判斷上部打火板檢測到故障，但仔細觀察后發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)柜并沒有發(fā)生打火現(xiàn)象，檢測網(wǎng)絡(luò)柜的打火檢測板發(fā)現(xiàn)光敏電阻損壞，應(yīng)急處理調(diào)節(jié)電阻R116使 U32的9腳基準(zhǔn)電壓為2V左右，比較器不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故障解決。

2. 網(wǎng)絡(luò)VSWR引起的VSWR TEST故障

觀察輸出監(jiān)測板上的DS3，如果這個指示燈以持續(xù)0.5秒的時間亮紅燈，則說明正檢測著VSWR故障信號。

（1）按下輸出檢測板S1進行手動網(wǎng)絡(luò)VSWR邏輯測試

網(wǎng)絡(luò)VSWR比較器U18的3腳是來自輸出網(wǎng)絡(luò)VSWR閥限控制電位器R98的一個可調(diào)正基準(zhǔn)電壓；U18的2腳是網(wǎng)絡(luò)VSWR采樣信號經(jīng)檢波器后的直流電壓。正常情況下U18的2腳為0V，網(wǎng)絡(luò)VSWR比較器的輸出端6腳為邏輯低電平。在VSWR故障情況下，檢波器的輸出將超過基準(zhǔn)電壓，使比較器的輸出變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生VSWR故障。

S1是用于網(wǎng)絡(luò)VSWR邏輯的手動開關(guān)，當(dāng)按下S1時，將NET VSWR電壓采樣信號接地，使檢波器的輸出超過基準(zhǔn)電壓，相當(dāng)于產(chǎn)生了駐波比故障，從而造成網(wǎng)絡(luò)VSWR，U26（駐波比PAL）送出VSWR TEST故障信號和本地射頻封鎖信號，使射頻放大器關(guān)斷，并在LED板點亮VSWR故障指示燈，5秒后恢復(fù)成綠色。

（2）匹配輸出網(wǎng)絡(luò)元器件異常，網(wǎng)絡(luò)失諧

匹配輸出網(wǎng)絡(luò)元器件的異常，將會使網(wǎng)絡(luò)失諧，功放電流和反射功率表值比平常要大的多，網(wǎng)絡(luò)VSWR檢測電路檢測到，并送出網(wǎng)絡(luò)VSWR故障信號到U26 PAL，由PAL給出VSWR TEST故障信號。

（3）網(wǎng)絡(luò)VSWR檢測電路異常

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)VSWR電壓或電流采樣電路元件損壞，或網(wǎng)絡(luò)VSWR檢測電路異常時，有可能送出一個假的NET VSWR故障信號。

3. 天線VSWR引起的VSWR TEST故障

（1）按下射頻功率采樣板S2可進行手動天線VSWR邏輯測試

S2是用于天線VSWR邏輯的手動開關(guān)，當(dāng)按下S2時，天線VSWR電路動作，使天線VSWR比較器的輸出變?yōu)檫壿嫺唠娖?，產(chǎn)生天線VSWR，U26PAL送出VSWR TEST故障信號和射頻封鎖信號。

（2）合成器輸出網(wǎng)絡(luò)匹配失諧或天饋系統(tǒng)出現(xiàn)故障

合成輸出匹配網(wǎng)絡(luò)元器件的異?；蛱祓伨€系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，射頻功率采樣板天線VSWR采樣電路將會采樣到，采樣信號送到輸出監(jiān)測板天線VSWR檢測電路，由天線VSWR檢測電路送出天線VSWR故障到U26 PAL塊，U26送出VSWR TEST故障信號和本地射頻封鎖信號，使所有射頻放大器關(guān)閉，并在LED板點亮VSWR TEST故障指示燈。

（3）天線VSWR采樣電路故障或檢測電路故障引起

當(dāng)天線VSWR采樣電路異?；蛱炀€VSWR故障檢測電路故障時，由于采樣信號的改變，檢測電路將送出一個假的天線VSWR故障信號，U26 PAL塊送出VSWR TEST故障信號和本地射頻封鎖信號，使發(fā)射機動作。

4. 手動VSWR測試時產(chǎn)生VSWR TEST故障

為了測試VSWR動作比較器和VSWR故障邏輯，在發(fā)射機中設(shè)置了一些手動VSWR測試按鈕開關(guān)。功放單元中，在射頻功率采樣板可以按S2開關(guān)進行手動天線VSWR測試；在輸出監(jiān)測板可以按S1進行手動網(wǎng)絡(luò)VSWR邏輯測試；在控制板可以按S5開關(guān)進行手動VSWR邏輯測試；在LED板可以按S2開關(guān)進行手動VSWR邏輯測試。

5. 進行VSWR測試自檢時

測量VSWR自檢邏輯的方法如下:按下并按住輸出監(jiān)測板上的VSWR抑制開關(guān)S6，將VSWR比較器的一個輸入端經(jīng)過一個二極管分流接地，這樣就能使VSWR比較器能夠檢測出VSWR故障，再按下LED板上的VSWR測試按鈕S2，4秒鐘后，VSWR測試指示燈DS21燈應(yīng)保持為紅色，釋放輸出監(jiān)測板S6，再按下LED板的S2，4秒鐘后，VSWR測試指示燈應(yīng)返回綠色。

6. 在進行開/關(guān)機或切換功率時

在對發(fā)射機進行開/關(guān)機或切換功率操作時，發(fā)射機將會射頻封鎖，同時進行VSWR保護，LED板VSWR TEST故障指示燈將被瞬間點亮。

7. 故障信號傳輸通路異常引起的VSWR TEST故障

從輸出檢測板送出的VSWR信號電平正常，如果信號傳輸通路或控制板在處理信號時出現(xiàn)故障，也將會產(chǎn)生VSWR TEST故障，使LED板上VSWR TEST故障指示燈DS21亮紅燈。

四、結(jié)束語

天線VSWR和網(wǎng)絡(luò)VSWR保護是DX200發(fā)射機系統(tǒng)安全的重要保護的手段之一。引起VSWR保護的原因有很多，如天饋線系統(tǒng)失配，阻抗網(wǎng)絡(luò)失諧，機柜元器件打火，VSWR檢測電路故障等，維護人員應(yīng)根據(jù)具體電路圖進行查找。本文對VSWR TEST故障的淺析，可以便于檢修和維護發(fā)射機的時候，可以有針對性的進行維護、檢修和故障處理。