陳福東
【摘要】 維護(hù)量輕、使用期限長(zhǎng)、低停播率、工作性能穩(wěn)定、運(yùn)行成本低等都是固態(tài)發(fā)射機(jī)所具備的優(yōu)勢(shì),因此,在廣播電視發(fā)射臺(tái)中獲得了較為廣泛的使用。文章對(duì)同方GME1133型UHF3KW吉兆電視固態(tài)發(fā)射機(jī)功放模塊所出現(xiàn)的故障和原理維護(hù)進(jìn)行淺析。
【關(guān)鍵詞】 故障 維護(hù) 發(fā)射機(jī)原理 功放模塊
一、引言
隨著電子器件和電子科技的飛速發(fā)展,固態(tài)發(fā)射機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。特別是固態(tài)發(fā)射機(jī)的功放模塊,其技術(shù)先進(jìn)性,體積,重量,耗電,壽命等優(yōu)點(diǎn),與電子管功率放大器簡(jiǎn)直不可同日而語(yǔ)。同方GME1133型UHF3KW吉兆電視固態(tài)發(fā)射機(jī),整機(jī)采用單通道,圖像伴音合放式,整機(jī)由8個(gè)550W UHF功放模塊合成,熱插撥設(shè)計(jì),調(diào)試維護(hù)方便。本文僅以同方吉兆GME1133型UHF3kw大功率合放式全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的UHF550W功放模塊為例。結(jié)合我們?nèi)粘J褂玫那闆r對(duì)功放模塊的工作原理,常見故障和日常維護(hù)進(jìn)行淺談。
二、功放模塊工作原理
550W功放模塊的末級(jí)功放板由2只LD MOS場(chǎng)效應(yīng)管BLF861A組成。每個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和與之相連的輸入輸出匹配電路構(gòu)成一個(gè)單管推挽放大器。由兩個(gè)單管放大器和3dB正交電橋組成一組平衡放大器,即為末級(jí)功放板。兩組同樣的平衡放大器再經(jīng)同相二合成器進(jìn)行功率合成,其輸出功率大于550w。功放模塊為高增益、高線性的寬帶功放,一致性好,可互換性強(qiáng)。LD MOS場(chǎng)效應(yīng)管為推挽型對(duì)管,所以單管放大器的輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中均設(shè)有微帶線結(jié)構(gòu)的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。而功率傳輸通常都采用不平衡的電纜和微帶,所以需要平衡/不平衡轉(zhuǎn)換。場(chǎng)效應(yīng)管采用電壓偏置方式,其柵極偏置電壓由漏極電壓經(jīng)二次穩(wěn)壓處理形成。功率合成用的正交電橋均3db合帶狀線結(jié)構(gòu),若某一路放大器出現(xiàn)故障,平衡放大器失去平衡隔離負(fù)載將承受一部分不平衡功率。監(jiān)控板將功放的工作參數(shù)經(jīng)采樣、存儲(chǔ)、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器處理后,通過(guò)RS485接口傳送到主控單元進(jìn)行監(jiān)測(cè),監(jiān)控板設(shè)有過(guò)激勵(lì)、過(guò)載、過(guò)熱的自我保護(hù)控制及其狀態(tài)指示電路電流取樣板給各級(jí)供+32V電源,并給監(jiān)控板提供各級(jí)工作電流取樣信號(hào)。
三、維護(hù)功放模塊注意事項(xiàng)
(1)場(chǎng)效應(yīng)管的使用和維護(hù):場(chǎng)效應(yīng)管是功放模塊的核心。因其輸入阻抗高,使得柵極感應(yīng)電荷不易泄放。而場(chǎng)效應(yīng)管靜電放電可導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)管的擊穿或燒毀。因此在使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)應(yīng)特別注意放電的危害。場(chǎng)效應(yīng)管的保存應(yīng)放在抗靜電封裝內(nèi)或用導(dǎo)線將管腳短接,取用管子時(shí)應(yīng)先把人體的靜電放掉或帶放靜電手套拿取。安裝新管或是更換時(shí),應(yīng)事先用導(dǎo)線把各極短路,然后用放靜電的烙鐵焊接,選擇合適功率的電烙鐵以60-80W為宜,同時(shí)烙鐵必須有良好的接地,每次焊接的時(shí)間最好不超5秒,或利用烙鐵的余熱焊接,盡量不要在機(jī)房?jī)?nèi)有發(fā)射機(jī)工作時(shí)或有靜電的場(chǎng)所操作,而且周圍應(yīng)有良好的接地線,避免感應(yīng)電壓損壞管子。場(chǎng)效應(yīng)管好壞的判別,用萬(wàn)用表R×10KΩ擋去測(cè)量場(chǎng)效應(yīng)管任意兩引腳之間的正、反向電阻值。如果出現(xiàn)兩次及兩次以上電阻值較小,幾乎為0×KΩ,則該場(chǎng)效應(yīng)管為損壞;如果僅出現(xiàn)一次電阻值較小(一般為數(shù)百歐姆),其余各次測(cè)量電阻值均為無(wú)窮大,還需作進(jìn)一步判斷。
(2)功放模塊風(fēng)道和散熱片的維護(hù):功放模塊在使用過(guò)程中要注意其運(yùn)行的環(huán)境,功放模塊散熱器是高效的散熱器件,該功放模設(shè)計(jì)有過(guò)熱保護(hù),由比較器和開關(guān)管組成。散熱器上裝有溫度繼電器,散熱器可以有效的消除場(chǎng)效應(yīng)管功效產(chǎn)生的熱量,如果環(huán)境溫度過(guò)高,會(huì)造成場(chǎng)效應(yīng)管失去更好的效率,為保證良好的散熱效果,應(yīng)定期對(duì)散熱片進(jìn)行清潔,清除散熱片上的灰塵和污垢。適當(dāng)?shù)臍饬鲗?duì)功放模塊的正常工作十分重要,經(jīng)常檢查功放模塊風(fēng)道是否暢通,風(fēng)量是否正常,檢查進(jìn)風(fēng)口是否有風(fēng)阻。通風(fēng)濾塵網(wǎng)應(yīng)定時(shí)的清洗或更換。
(3)功放模塊鏈路維護(hù):除定期做好風(fēng)道和散熱片清潔維護(hù)工作外,還要記錄功放模塊運(yùn)行情況,特別是每個(gè)模塊工作參數(shù),如晶體管工作電流等。功放模塊晶體管的工作柵偏電壓通過(guò)功放后面板微動(dòng)開關(guān)(常閉,常開)接點(diǎn)連通。推進(jìn)和抽出功放模塊,都會(huì)導(dǎo)致此開關(guān)的觸片張力減弱和變形,因此要安排好功放模塊的檢修周期,盡量減少抽出功放模塊,推進(jìn)功放模塊時(shí)要平衡推入,確保接觸良好。定期做好功放合成器,吸收負(fù)載,陷波器的溫度檢查以及功放模塊內(nèi)部的灰塵清潔。
四、故障處理實(shí)例
1、故障現(xiàn)象:主控單元LCD顯示“PAx OVERLOAD”,過(guò)載保護(hù),對(duì)應(yīng)功放出現(xiàn)紅燈告警如果靜態(tài)時(shí)功放就過(guò)載,則檢查功放內(nèi)邏輯控制電路有無(wú)短路斷路、器件損壞等。
如果加功率才出現(xiàn)保護(hù):(1)查看發(fā)射機(jī)的反射功率和駐波比是否變大,檢查饋線、饋管、彎頭,濾波器、多工器等有無(wú)局部發(fā)燙的地方;(2)確認(rèn)UBS調(diào)制器的輸出射頻頻率正確;(3)檢查功放輸出到合成器之間的射頻連接頭是否插好,線是否有變色或損壞的跡象。(4)將功放拔出檢查熱插拔頭是否有打火、變色、損壞等與不保護(hù)的功放對(duì)調(diào)位置,判斷是功放還是無(wú)源部件問(wèn)題。(5)如是功放問(wèn)題,打開功放,檢查功放射頻輸出頭與功放內(nèi)部線路板的連接處是否有虛焊或脫焊現(xiàn)象、檢查功放內(nèi)反射檢波電路是否有器件損壞的痕跡;(6)如果是無(wú)源器件的問(wèn)題,檢查整機(jī)合成器輸入口的駐波情況,可用數(shù)字表電阻擋對(duì)多個(gè)入口比較測(cè)量簡(jiǎn)單判斷具體測(cè)量則需要掃頻儀;(7)功放過(guò)載保護(hù)臨界點(diǎn)設(shè)置偏低,但需經(jīng)多方面綜合判斷,詳細(xì)分析功放的工作狀態(tài)才能確定。
2、故障現(xiàn)象:VGON指示燈不亮。
功放沒(méi)有插到位或微動(dòng)開關(guān)有問(wèn)題。檢查功放是否插到位,檢查功放后邊的微動(dòng)開關(guān)是否合上或是否已壞(開關(guān)為常開和常閉兩種狀態(tài))。每個(gè)功放小盒的后邊,都有一個(gè)小的微動(dòng)開關(guān),保證在熱插入時(shí),功放先上電,后上激勵(lì),在熱拔出時(shí),先關(guān)激勵(lì),后斷電,即關(guān)斷功放管的偏置電壓,使功放管保持靜態(tài),零功率輸出。因此在熱拔插的時(shí)候一定要小心,應(yīng)確定功放后邊的定位桿對(duì)準(zhǔn)機(jī)架的定位孔后再推進(jìn),以免造成微動(dòng)開關(guān)不到位或損壞。
3、故障現(xiàn)象:功放出現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。主控單元LCD顯示:PAX OVERHEAT,對(duì)應(yīng)功放出現(xiàn)紅燈告警。
(1)檢查風(fēng)機(jī)和風(fēng)道的運(yùn)行情況,發(fā)射機(jī)的后門是否關(guān)好。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口受到灰塵的堵塞或機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量不夠等原因,也會(huì)造成過(guò)熱保護(hù)。(2)功放中溫傳感器故障,在溫度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度(設(shè)計(jì)溫度68+2)就提前造成功放保護(hù)。(3)功放內(nèi)合成器損壞,功放管的輸出功率不能通過(guò)合成器有效合成,造成散熱器溫度升高,出現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。(4)功放頻響變化,增益高和整機(jī)合成器輸入端口的駐波比大,也會(huì)造成功放溫度高,出現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)。
4、故障現(xiàn)象:功放液晶顯示屏查看工作電壓和電流參數(shù)不正常。
該功放末級(jí)管的型號(hào)為:BLF861,其漏極工作電壓VD=32V。柵極對(duì)地電壓VD=4.5~5.5V,靜態(tài)工作電流約600~1000mA。取樣電阻兩端的電壓10~60mV左右。根據(jù)這些數(shù)值。(1)檢查開關(guān)電源是否有32V輸出,如不正常應(yīng)該檢查供電電路中的元件是否有損壞。(2)用三用表檢查柵極對(duì)地電阻應(yīng)有1~2KΩ,若柵源間電阻為0,可以判斷柵源極間可能已擊穿或短路,應(yīng)焊下管進(jìn)一步檢查。(3)用三用表檢查每只功放管對(duì)應(yīng)的取樣電阻兩端的電壓。若無(wú)電壓,可以判斷此管無(wú)工作電流,取樣電阻或功放管已損壞。
五、結(jié)束語(yǔ)
由于該功放模塊設(shè)計(jì)比較合理,具有工作狀態(tài)比較穩(wěn)定,故障率低,易于維護(hù),效率高等等優(yōu)點(diǎn),為了防止功放模塊產(chǎn)生故障,提高播出的安全性、降低故障率、節(jié)省維護(hù)成本。建議發(fā)射機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中,應(yīng)多觀察發(fā)射機(jī)運(yùn)行環(huán)境,定期做好功放模塊的維護(hù)檢修工作。