張鳳海

（甘肅省廣播電視局會寧廣播轉(zhuǎn)播臺，甘肅會寧 730700）

0 引言

1kW PDM 中波發(fā)射機具有較高的自動化程度，其核心部分主要是信號處理板和微機控制板。作為發(fā)射機的中控系統(tǒng)，微機控制板主要根據(jù)要求向發(fā)射機定時發(fā)送開關(guān)機指令，同時收集、存儲、處理相關(guān)模擬量和開關(guān)量等發(fā)射機運行數(shù)據(jù)，遭遇過荷后可自動復位，如二次遭遇過荷，則向發(fā)射機自動發(fā)送關(guān)機指令。信號處理板則能自動發(fā)送入/反射指示、過/欠推動檢測預警、調(diào)幅度指示、功率增益控制、設(shè)備開關(guān)機控制等指令，為中波發(fā)射機安全穩(wěn)定運行提供良好環(huán)境。

1 1 kW PDM 中波發(fā)射機運行概況

某廣播電視臺當前所使用的1 kW PDM 中波發(fā)射機，其中一種型號的中波發(fā)射機輸出網(wǎng)絡為同一型號，均以T 形微調(diào)電路和二階帶通濾波器為主要組成部分；另一種型號的中波發(fā)射機主要通過一階低通網(wǎng)絡調(diào)節(jié)阻抗[1]，其技術(shù)參數(shù)具體見表1。

表1 1 kW PDM 中波發(fā)射機技術(shù)參數(shù)

1 kW PDM 中波發(fā)射機主要包括電源、音頻和高頻等部分（圖1），在其工作過程中，首先處理音頻信號，并將負載波信號傳送至脈寬調(diào)制級調(diào)制，得到脈沖寬度隨音頻信號變化而變化的調(diào)寬脈沖串，放大后傳送至調(diào)制器，從而繼續(xù)放大至所需的功率與幅度；再經(jīng)由低通濾波器后得出功率和幅度均符合設(shè)計及運行要求的音頻信號，經(jīng)放大后送至被調(diào)級調(diào)幅，生成的射頻調(diào)幅波經(jīng)過高末槽路調(diào)諧濾波，變換阻抗，最終輸出符合要求的載波通過天線發(fā)射。

圖1 1kW PDM 中波發(fā)射機組成

在1 kW PDM 中波發(fā)射機安裝前，主要開展天線鐵塔架設(shè)、天線地網(wǎng)鋪設(shè)、調(diào)配亭新建、饋管架設(shè)、防雷及工作接地等配套性工作。天線地網(wǎng)是發(fā)射功率與天線結(jié)構(gòu)、匹配程度、地網(wǎng)優(yōu)劣、地導系數(shù)傳播路徑等有關(guān)。天線鐵塔自身即為發(fā)射體，其主要將高頻已調(diào)波能量轉(zhuǎn)換為電磁波能量，進而將電磁波發(fā)送至指定方向。中波的傳播主要借助地波，地波傳播通常需要使用垂直化極波，所以該廣播電視臺中波天線采用垂直天線，天線高度具體根據(jù)水平向場強、電流腹點和波長確定。中波天線以地網(wǎng)為回路，電流通過地面所產(chǎn)生的損失即為地損，為保證天線效率，減少地損，中波發(fā)射天線必須配備較好的地網(wǎng)設(shè)施。該廣播電視臺主要以鐵塔底部母線為圓心，以120 根Φ3.0 mm 軟銅線導線為工作波長作為輻向射線和網(wǎng)狀體地網(wǎng)。

2 故障分析

2.1 無法正常開機

按下發(fā)射機開機鍵后機器無法正常開機。1 kW PDM 中波發(fā)射機開機過程如下：閉合開關(guān)S1 和S2 后按下開機鍵，低電平信號通過信號處理板開機電路中的XS7-1 端向開機電路輸送，三極管V4 同時截止，V2-b 經(jīng)電子開關(guān)N10：C 控制后使V2 飽和導通，K1 繼電器吸合；常開接點接通后三極管C 極接入24 V，V10 導通。低壓電源板+24 V 從XS4-7 端送入中間繼電器K1線圈使其吸合，380 V 交流附加至-72 V 開關(guān)電源后再經(jīng)由取樣板送至PA 盒；信號處理板開機電路中的+12 V 經(jīng)K2-11、K2-13、K1-9、K1-13 后得電吸合，K3-13 和K3-9 吸合接地信號經(jīng)XS7-5 去至鍵盤。以上任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，便無法完成1 kW PDM 中波發(fā)射機開機操作。

2.2 功率增大故障

中波發(fā)射機開機后功率無法加持，顯示屏不顯示功率增大字樣。對信號處理板功率電路分析，中波發(fā)射機開機后低電平升功率信號輸送至XS5-26 端，功率升高過程中N6：A-2 和N6：A-3 分別對應0 和1，當N6：B 及脈沖控制均開啟后N3 產(chǎn)生的0.1 s 的脈沖信號輸送至N1-1 數(shù)字電位器。結(jié)合N1 時序圖，N1-5 數(shù)字電位器滑動端持續(xù)上升并輸出上升電壓，輸送至N5運算放大器調(diào)制器后使調(diào)制器方波占空比發(fā)生調(diào)整，功率自動升高過程完成[2]。若XS5-26 端從微機控制板所接收的升功率信號電平存在異常，則引發(fā)功率無法加持故障。

2.3 運行及重啟故障

中波發(fā)射機運行期間突然關(guān)機并報警，顯示屏顯示“功放電壓”故障，隨即關(guān)機。原因主要有：取樣板故障，微機控制板故障或-72 V 開關(guān)電源故障。在更換掉-72 V 電源后故障仍未消除，將中波發(fā)射機中微機控制板所施加的控制取消后，重新開機，則電故障排除。微機顯示屏上-72 V 主電壓指示值通過控制板上RB4 電位器進行調(diào)整，其上限為-75 V，一旦主電壓指示值超出-75 V，則微機控制器便會自動判定出功放電壓故障，并關(guān)閉中波發(fā)射機。1 kW PDM 中波發(fā)射機在運行期間調(diào)試值出現(xiàn)偏離，并超出保護值，引發(fā)運行故障。中波發(fā)射機在工作期間突然自動重啟，且鍵盤手動操作完全失靈。引起這一故障的主要原因在于微機控制板+24 V 供電電壓不穩(wěn)。通過多用表檢測輸出電壓時發(fā)現(xiàn)K2 繼電器輕輕搖動的過程中，輸出端三腳電壓在3.5～25.5 V 變化，進而引發(fā)相應故障。

3 故障檢修及預防

3.1 無法正常開機的檢修預防

中波發(fā)射機開機故障的原因主要在于信號處理板三極管V10 工作電流超出800 mA 的額定電流，使管殼溫度升高；發(fā)射機長時間持續(xù)運轉(zhuǎn)使三極管提前老化、壽命減短[3]。通過多用表檢測至三極管V10 時，發(fā)現(xiàn)開機狀態(tài)下V10-e 無電壓輸出，由此判定為V10 損壞。該三極管損壞后無法通過XS4-9 提供電壓至中波發(fā)射機中間繼電器K1 線包，造成繼電器K1 無法吸合以及-72 V 電源無法順利開啟。更換三極管V10，便可保證正常開機及中波發(fā)射機正常工作。

3.2 功率增大故障的檢修預防

故障出現(xiàn)后經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，手動升功率完全正常，而自動開機后便會出現(xiàn)故障，為此可以判定，微機控制板向單板機輸送升功率信號的XS5-26 端信號異常，是造成功率增加故障的主要原因。無故障時中波發(fā)射機在自動開機后15 s 內(nèi)便能完成自動升功率，故障出現(xiàn)后，這一過程將延長至30 s。結(jié)合檢測結(jié)果，微機控制板功放電壓低于-72 V 的正常功放電壓是故障的主要原因，微機控制板功放電壓預設(shè)區(qū)間為-75～-65 V，在發(fā)射機自動開啟后一旦檢測到功放電壓達到或接近下限，則認定為功放電壓異常[4]。中波發(fā)射機自動開機后通過調(diào)節(jié)微機控制板上RB4可調(diào)電位器，將功放電壓降至預設(shè)區(qū)間下限后關(guān)機，重新開機后再次檢查中波發(fā)射機功率增加情況，顯示正常。

3.3 運行及重啟故障的檢修預防

根據(jù)檢測分析，微機控制板及取樣板是引發(fā)中波發(fā)射機運行故障的主要原因，在處理過程中，應先將處理板上J1 插頭本地控制切換成微機控制，再恢復J9 和J10 至原位；將RB4 電位器逆時針旋轉(zhuǎn)兩圈，使功放電壓顯示值降低后開機檢測，運行故障已然消除。輸出的-72 V 電路經(jīng)由信號處理板后輸送至微機控制板，實測XS2-5 信號處理板電壓值為2.06 V，比取樣值2.0 V略大，微機顯示屏所顯示的功放電壓為-73～-74 V。結(jié)合取樣電路圖，將R29 電位器調(diào)整后同時將信號處理板輸入電壓調(diào)整至2.0 V，此時功放電壓顯示值為-72 V，與實際要求吻合。隨即結(jié)束檢修和調(diào)試，中波發(fā)射機運行穩(wěn)定。

微機控制板是1 kW PDM 中波發(fā)射機的重要控制系統(tǒng)，若其運行期間存在電壓波動，必將引發(fā)電路程序混亂及誤報警、設(shè)備重啟等異常。為此，必須定期測試確保繼電器和+24 V 開關(guān)電源電壓，保證其輸出電壓穩(wěn)定。相關(guān)電路原理如圖2 所示。

圖2 相關(guān)電路原理

4 結(jié)束語

1 kW PDM 中波發(fā)射機采用新型固態(tài)放大器件取代效率低、能耗高的大功率電子管，PDM 脈沖寬度調(diào)制新電路的采用與電子管發(fā)射機相比，儀器運行效率提升65%左右，體積縮小，質(zhì)量減輕，能耗降低，性能也更加穩(wěn)定可靠。在運行過程中，對于1 kW PDM 中波發(fā)射器所出現(xiàn)的無法正常開機、功率增加故障、運行及重啟故障、功放盒故障，采取針對性的檢修及預防措施后，均能保證中波發(fā)射機恢復正常運行，同時能延長發(fā)射機使用壽命，節(jié)省設(shè)備運行成本投入。