楊成林

(山西省新聞出版廣電局忻州中波轉(zhuǎn)播臺(tái)，山西 忻州 034000)

我臺(tái)上海明珠產(chǎn)TSD-10 中波廣播數(shù)字調(diào)幅發(fā)射機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生故障。

1 故障現(xiàn)象

發(fā)射機(jī)輸出功率降低，監(jiān)測(cè)顯示板中顯示功放發(fā)生故障。有很多功放模塊上顯示故障的二極管亮起。維修過(guò)程中發(fā)現(xiàn)損壞十八個(gè)功放模塊，皆處在大臺(tái)階位置。

2 故障分析

此發(fā)射機(jī)已穩(wěn)定運(yùn)行八年，八年里只發(fā)生過(guò)雷擊損壞個(gè)別功放模塊的故障，并沒(méi)有發(fā)生過(guò)如此大量燒毀功放模塊的事故。查閱相關(guān)資料，以下幾種原因可能引起功放模塊故障。

1) 同一插座，多次損壞功放模塊的可能原因

a) 場(chǎng)效應(yīng)管漏極相位不正確。當(dāng)模塊插件接觸不良，射頻輸出變壓器或功放模塊補(bǔ)償線(xiàn)圈異常時(shí)，其轉(zhuǎn)換波形相位偏差過(guò)大，模塊過(guò)熱而燒壞。

b) 射頻推動(dòng)電壓幅度或相位有誤。射頻合成母板、射頻電纜或分配板上射頻電纜的插件接觸不良。

c) 功放模塊插座接觸不良。

d) 控制信號(hào)故障。所有大臺(tái)階功放模塊的開(kāi)、關(guān)電平受調(diào)制編碼板控制，異常時(shí)可能對(duì)模塊造成損壞。

e) 模塊輸出變壓器磁環(huán)破裂或打火等故障。

2) 同一功放模塊在不同位置多次損壞的可能原因

a) 射頻推動(dòng)電壓故障。當(dāng)兩個(gè)模塊推動(dòng)變壓器或VD1-VD4故障時(shí)，會(huì)造成射頻推動(dòng)電壓幅度或相位異常，可能使功放模塊損壞，屬于模塊本身的故障。

b) 散熱器和場(chǎng)效應(yīng)管之間的絕緣材料破損。通常為先前維修過(guò)程中焊錫等雜物對(duì)絕緣層造成損壞。

c) 開(kāi)關(guān)電路故障。當(dāng)橋式功放同一半橋場(chǎng)效應(yīng)管擊穿或V5、V6等損壞時(shí)。

3) 功放模塊在隨機(jī)位置損壞的可能原因

a) 調(diào)制編碼板B-電源異常。B-電源大小調(diào)節(jié)模塊開(kāi)關(guān)的時(shí)間，異常時(shí)可能致使模塊損壞。

b) A/D轉(zhuǎn)換采樣脈沖異常時(shí)會(huì)隨機(jī)性地?fù)p壞模塊，高臺(tái)階功放模塊較易損壞。

c) 駐波比保護(hù)電路異?；虬l(fā)射機(jī)過(guò)載。

d) 冷卻氣流不夠。當(dāng)功放模塊中的溫度探測(cè)電路故障或風(fēng)接點(diǎn)故障時(shí)，功放模塊因過(guò)熱而損壞。

根據(jù)判斷，重點(diǎn)對(duì)3)中項(xiàng)目進(jìn)行了排查。

3 故障檢查

首先對(duì)功率合成變壓器和輸出網(wǎng)絡(luò)部分等做了檢查，開(kāi)低壓后對(duì)電源板A30的B+、B-電壓和監(jiān)測(cè)顯示板A32上電阻R23和R98電壓進(jìn)行了測(cè)量，檢查了功放模塊的激勵(lì)輸入電平等，結(jié)果均正常，然后低功率開(kāi)機(jī)，升功率到1 kW，檢查發(fā)射機(jī)顯示各部分正常，開(kāi)啟中功率，升功率到5 kW，幾分鐘后,突然發(fā)現(xiàn)監(jiān)測(cè)顯示板“功放”指示二極管變紅，機(jī)柜內(nèi)部分功放模塊故障顯示二極管亮起，馬上關(guān)閉發(fā)射機(jī)。

故障依舊，接下來(lái)修復(fù)損壞的功放模塊和繼續(xù)查找故障，檢查發(fā)現(xiàn)損壞十只功放模塊。于是增大檢查范圍，嚴(yán)格查找不放過(guò)一切可能的部位，最終發(fā)現(xiàn)調(diào)制編碼板上+5 V電源保險(xiǎn)管夾已變成黑色、失去彈性，保險(xiǎn)管松動(dòng)，馬上更換新的元件，開(kāi)機(jī)后低、中、高功率運(yùn)行一切正常，通過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行驗(yàn)證，確定故障根源為調(diào)制編碼板+5 V電源異常。

4 故障排除后的反思

以后半年多的時(shí)間里發(fā)射機(jī)運(yùn)行完全正常，證實(shí)故障原因確實(shí)為+5 V即B+電源接觸不良引起。保險(xiǎn)的作用是保護(hù)電路，接觸不良時(shí)產(chǎn)生壓降或瞬間斷路，燒毀斷開(kāi)時(shí)能有效降低事故損失，在此后果卻如此嚴(yán)重，保險(xiǎn)為什么沒(méi)起到保險(xiǎn)的作用呢？那此處保險(xiǎn)燒毀是什么情形呢？B+電源故障屬于一類(lèi)故障，故障時(shí)為什么沒(méi)有保護(hù)關(guān)機(jī)呢？為什么監(jiān)測(cè)顯示板“B+”指示二極管無(wú)故障顯示呢？直流穩(wěn)壓板A30集成電路UC3834內(nèi)設(shè)有較完善的保護(hù)電路，其輸出電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí)，其10腳輸出低電平信號(hào)，此信號(hào)送到A32監(jiān)測(cè)顯示電路處理后輸出一類(lèi)故障信號(hào)，“B+”指示二極管顯示紅色并關(guān)閉發(fā)射機(jī)。為什么此故障中沒(méi)有保護(hù)關(guān)機(jī)呢？帶著這些疑問(wèn)筆者查閱了發(fā)射機(jī)電路原理圖和有關(guān)資料。

5 發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題及實(shí)踐檢驗(yàn)

決定功放模塊導(dǎo)通與關(guān)斷的因素：一是只讀存儲(chǔ)器編碼輸出的高、低電平經(jīng)鎖存器輸出到倒相驅(qū)動(dòng)運(yùn)放輸入的高、低電平；二是送到倒相驅(qū)動(dòng)運(yùn)放的+5 V供電電壓和送到倒相驅(qū)動(dòng)運(yùn)放輸出的B-電壓。B-電壓與運(yùn)放輸出低電平(近似地)分壓的負(fù)電壓決定打開(kāi)功放的負(fù)電壓，B-電壓和運(yùn)放輸出的高電平+5 V電壓疊加決定關(guān)閉功放模塊的正電壓[1]。

B+電源保險(xiǎn)接觸不良時(shí)會(huì)導(dǎo)致電壓降低或瞬間失壓，以上資料印證了本故障中B+電源異常導(dǎo)致編碼板上電路工作異常，調(diào)制編碼板輸出了太多的“開(kāi)”功放模塊信號(hào)。

由此可見(jiàn)，把B+電源故障列為一類(lèi)故障非常正確，但此故障中卻沒(méi)有一類(lèi)故障應(yīng)有的關(guān)機(jī)結(jié)果，分析原因?yàn)椋珺+電源故障輸出信號(hào)取至A30板上，但此故障中A30板上電路工作正常，所以不會(huì)采取一類(lèi)故障保護(hù)措施，在此故障中起不到保護(hù)作用。

還可以通過(guò)分析得出如下結(jié)論，假如B+電源故障或斷路，調(diào)制編碼板上所有鎖存器和編碼器等都無(wú)法工作，同步、關(guān)功放以及控制最大載波功率這些關(guān)鍵信號(hào)都得不到處理，調(diào)制編碼版處于癱瘓狀態(tài)，發(fā)射機(jī)不可能正常工作，然而這并不算最嚴(yán)重的結(jié)果。最嚴(yán)重的是B+電壓缺失后，調(diào)制編碼板只剩B-供電，輸出始終為低電平的“開(kāi)” 功放模塊信號(hào)，功放模塊全部被打開(kāi)，額定10 kW載波功率的發(fā)射機(jī)輸出六十多千瓦的載波功率，一類(lèi)故障保護(hù)不及時(shí)的話(huà)必然燒毀功放模塊。

為了避免此故障的發(fā)生，就必須在B+電源故障時(shí)準(zhǔn)確地將故障信號(hào)送達(dá)到監(jiān)測(cè)顯示板，所以B+電源取樣點(diǎn)應(yīng)由A30板上更改到調(diào)制編碼板上保險(xiǎn)F1之后。這樣修改后，發(fā)射機(jī)對(duì)此故障將會(huì)做出一類(lèi)故障保護(hù)而關(guān)機(jī)，顯示面板“B+”二極管顯紅色，即可避免燒毀大量功放模塊的嚴(yán)重技術(shù)事故。

為了證實(shí)以上的判斷，筆者做了載波狀態(tài)下的故障模擬實(shí)驗(yàn)，測(cè)試中取下控制板上電池，取消功率記憶。測(cè)試步驟和數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 測(cè)試步驟和數(shù)據(jù)(單位V)

在調(diào)制編碼板R235 等電阻上可以很方便地測(cè)到1-42號(hào)功放模塊的開(kāi)、關(guān)電平，為做出對(duì)比，第一和第二步進(jìn)行了發(fā)射機(jī)正常狀態(tài)時(shí)的載波測(cè)試，可測(cè)出各有5只和18只功放開(kāi)通，第三步切斷B+電源，結(jié)果表明所有功放都得到了開(kāi)通電平，此時(shí)如開(kāi)高壓理論上可輸出六十多千瓦載波功率，對(duì)于額定載波功率只有10 kW的發(fā)射機(jī)后果不堪設(shè)想。

接下來(lái)的試驗(yàn)先取下A24板上F1、F4-F7，這樣只有1-8號(hào)、41和42號(hào)共10只功放有可能工作。

第四步試驗(yàn)中數(shù)據(jù)表明功率1 kW時(shí)1-6號(hào)功放開(kāi)通，比第一步中多出一只功放，是第一步中6個(gè)二進(jìn)制小臺(tái)階工作的原因。第五步試驗(yàn)中最大功率為2 kW,數(shù)據(jù)表明已為前19個(gè)功放提供了開(kāi)通信號(hào)，1-8號(hào)功放輸出2 kW的功率。表明本機(jī)最大載波功率時(shí)有19個(gè)大臺(tái)階開(kāi)通。第六步的試驗(yàn)正是本文的關(guān)鍵所在，取下B+保險(xiǎn)，即模擬B+電源故障，開(kāi)機(jī)后面板二極管全部顯綠色，而不需升功率操作功率指針直指3 kW。此步驟數(shù)據(jù)表明為所有功放提供了低電平開(kāi)通信號(hào)，1-8號(hào)、排序最后的41和42號(hào)功放共輸出了3 kW的功率，和上一步相比升高1 kW是由于41和42號(hào)開(kāi)通。這一步的數(shù)據(jù)中，帶下劃線(xiàn)的絕對(duì)數(shù)值更小，因其負(fù)載模塊工作的原因。遺憾的是，此步驟中調(diào)制編碼板已失去B+電源，面板卻無(wú)故障顯示，也沒(méi)有一類(lèi)故障保護(hù)關(guān)機(jī)！

以上實(shí)驗(yàn)證明：發(fā)射機(jī)在B+電源無(wú)輸出或斷路時(shí)，功放模塊不再受數(shù)字編碼信號(hào)的控制，而是全部開(kāi)通，輸出功率達(dá)到極大值，并且不會(huì)一類(lèi)故障保護(hù)關(guān)機(jī)，燒毀功放模塊是必然結(jié)果。本發(fā)射機(jī)B+電源故障被列為一類(lèi)故障是完全正確的，也是必須的。這里沒(méi)有發(fā)生故障保護(hù)的原因在于B+電源采樣取自B+電源板，對(duì)調(diào)制編碼板上B+電源的故障置之不理，若B+電源板和調(diào)制編碼板之間的電纜接插件等出現(xiàn)故障或B+保險(xiǎn)故障時(shí)，卻不會(huì)作出一類(lèi)故障保護(hù)反應(yīng)，因此大量燒毀功放模塊，所以必須改進(jìn)采樣電路。

6 改進(jìn)B+電源采樣電路

鑒于以上分析，本人對(duì)B+電源采樣電路進(jìn)行了改進(jìn)，第一步把+5 V電源板上X3的1腳斷開(kāi)。第二步從調(diào)制編碼板上F1后取B+電源采樣到監(jiān)測(cè)顯示板A32的R38輸入端，取代+5 V故障信號(hào)。第三步在R39上并聯(lián)一個(gè)18 K的電阻，因比較器N4D11腳的電平為2 V,這樣N4D10腳的電平正常為2.25 V，B+降低到4.4 V時(shí)將發(fā)生一類(lèi)關(guān)機(jī)故障保護(hù)動(dòng)作。B+過(guò)高時(shí)有A30板上V2和VD5以及調(diào)制編碼板上VD2的保護(hù)作用，這樣就不會(huì)因B+故障而發(fā)生大量功放模塊的損壞。若采用窗式比較器對(duì)B+電源處理則會(huì)取得更好效果。