中波发射机欠激励故障实例分析_孙振宇.pdf

2022年第46卷第12期142通 信 电 声通 信 电 声ommunication ElectroacousticsC文献引用格式：孙振宇.中波发射机欠激励故障实例分析 J.电声技术，2022，46（12）：142-144.SUN Z Y.Analysis of the under-excitation fault of medium wave transmitterJ.Audio Engineering，2022，46（12）：142-144.中图分类号：TN838 文献标识码：A DOI：10.16311/j.audioe.2022.12.035中波发射机欠激励故障实例分析孙振宇（吉安 802 台，江西 吉安 343000）摘要：针对 DX-10kW 中波发射机欠激励故障现象进行分析，结合理论知识，查找故障原因，并对可能导致问题的因素进行一一排除，最终锁定故障点并解决问题。对故障处理过程进行总结，供相关同行学习、借鉴。关键词：欠激励故障；中波发射机；功率放大器Analysis of the Under-Excitation Fault of Medium Wave TransmitterSUN Zhenyu(Jian 802 Sets,Jian 343000,China)Abstract:This paper analyzes the under-excitation fault of DX-10 kW medium-wave transmitter,finds out the cause of the fault,and removes the factors that may cause the problem one by one,finally locks the fault point and solves the problem.Summarize the troubleshooting process for the relevant peers to learn and use for reference.Keywords:under excitation fault;medium wave transmitter;power amplifier0 引 言当前，DX-10 kW 中波发射机在国内使用比较广泛。吉安 802 台一台 DX-10 kW 发射机在使用过程中出现了一次欠激励故障，技术人员最终通过复杂的步骤才将该问题解决。本文针对故障排查过程进行总结，与广大同行分享问题处理经验。1 故障分析与处理1.1 故障现象发生故障时，发射机面板上显示射频激励器正常，缓冲放大器正常，预推动器正常，只有欠激励故障灯亮起，发射机无法上高压，并且发射机中间功率放大器板子上能闻到芯片烧焦味。1.2 工作原理DX-10 kW 中波广播发射机需要有一个频率的载波信号。该信号由射频激励器产生，由于射频激励器输出的信号驱动能力有限，需要经过缓冲放大器、预推动器、推动器三级放大之后，再通过合成变压器以及射频驱动分配器作用，形成多路 23 V 峰值的正弦波信号，再利用这些信号去驱动多路射频功率放大器1-2。与此同时，射频功率放大器要正常工作，还需要调制编码器提供控制信号。满足这两个条件之后，功率放大器才能正常工作3。再利用合成变压器将总功率进行合成，最终形成更大的功率信号，通过带通滤波器以及 T 型匹配网络，最后通过天线将广播信号以电磁波的方式辐射出去。整个流程的工作原理如图 1 所示。图 1 中，射频过激欠激检测模块的主要功能是检测射频激励信号，推动电源调整器的功能是给推动器 1，2，3 供电，但是它的电压是随着所检测的23 V 正弦激励信号变化而变化的。1.3 故障分析与处理根据故障现象及上述原理介绍，利用示波器分别测量推动器 1A、1B 以及推动器 2 和 3 输入端的激励信号，结果示波器显示都为峰值为 23 V 的正作者简介：孙振宇（1987），男，本科，工程师，研究方向为广播电视发射设备管理。2022年第46卷第12期143Communication ElectroacousticS通 信 电 声通 信 电 声弦波信号，并且波形的相位和幅度显示正常。由此可判断在发射机推动器 1，2，3 输入之前的电路模块都正常。发射机提示欠激励故障，这是一个二类故障。该类故障是系统检测到输入到功率放大器的峰值为 23 V 的正弦波激励信号幅度过小才会上报。一旦出现该故障，发射机会立即切断主电源，然后再隔几秒钟后重新启动，重新恢复主电源。但是如果再次检测到欠激励故障，则系统会彻底关断电压，永久关闭发射机4。在本次故障中，发射机就是被永久关闭。由此可判断，确实存在欠激励故障。由于闻到了推动器功放板上有烧焦的味道，技术人员拔出推动器观察，发现推动器上有功放管烧黑的痕迹。更换新的功放管后，将推动器插入发射机中，再次上电，发现依旧提示欠激励故障，但是没有出现打火现象。测量推动器上的功放管，没有发现问题。由此可以判断，问题应该在推动器外围电路上。推动器与外围电路如图 2 所示。推动器内部由两路功放管构成，一共有 8 个IRF350 功放。这些功放管都处于丁类开关状态5。整个发射机推动器一共有三块，其中第一块分成了A，B 两个部分。这两个部分使用的是浮动供电方式，供电电压在 0 115 V 浮动。而第二块和第三块推动器则是采用 115 V 电压稳定供电。该推动器内部详细电路如图 3 所示。来自预推动输出的激励信号推动器 1A激励输入推动器 1A 输出推动器 1B 输出推动器 2A 输出推动器 2B 输出推动器 3A 输出推动器 3B 输出推动器 1B激励输入推动器 2A激励输入 2B推动器 2A激励输入 2B推动器 3A激励输入 3B推动器 3A激励输入 3B23 VP-P23 VP-P23 VP-P23 VP-P23 VP-P23 VP-P推动器六路 输入分配器2A3A供电1A供电1B供电2B3B供电主功放合成器本次 故障点射频驱动分配器推动器与功放级共用接地点115 V0115 V推动级功放图 2 推动器与外围电路图推动器内部含有 4 个场效应管 V1，V2，V3，V4。当射频激励信号相位为 0时，V1 功放与 V4功放管导通，V2 和 V3 功放管截止；当射频激励器信号相位为 180时，则 V2 和 V3 功放管导通，V1和 V4 功放管截止，再利用功率合成器将功率合成在一起并输出。3 块推动器都是通过合成变压器进行功率合成。通过对上述电路进行分析可知，推动器要能稳定正常工作，需要满足以下几个条件：-8 V 控制信号正常，115 V 电压正常，射频激励信号峰值为 23 V 正弦波信号，推动器输出电路与负载正常。下面针对上述条件进行一一排查。射频激励器（产生激励信号）缓冲放大器二类故障23 Vp-p23 Vp-p23 Vp-p23 Vp-p射频过激 欠激检测推动电源 调整器推动器 1A推动器 1B推动器 2推动器 3推动器单元数字信号控制导通射频 功率 放大器0-115 V 主电压驱动分配 变压器推动器合 成变压器主功率合成变压器铜棒（推动合成器 变压器次级、驱动分配器变压器初级）T 型匹配网络带通 滤波器调制编码器分界点（接地体）天线 50 50 4 射频驱动分配器预推动器图 1 射频功率放大整体工作原理框图2022年第46卷第12期144通 信 电 声通 信 电 声ommunication ElectroacousticsC给发射机上低压电后，用万用表测量合成母板上的控制信号输入电压，发现电压为-8.3 V。由此可知，控制信号电压正常。由于欠激励故障保护电路作用，发射机难以开启，因此在调试的时候，甩开该部分保护电路，强行将发射机上高压开启，发现发射机可以正常开机。与此同时，欠激励故障提示没有再次出现。由此可以判断，推动器外围欠激励器保护电路正常。利用示波器测量三个推动器的输入激励信号，都是峰值为 23 V 的正弦波信号。说明射频输入信号正常。在发射机显示器上查看115 V电压，显示正常。利用万用表测量，也是 115 V 电压。说明 115 V 电压是正常的。通过上述步骤发现推动器电源、控制信号、射频输入信号及欠激励器保护电路等外围电路都能正常工作，唯一可能出现故障的就是推动器输出电路。推动器输出电路是一个 LC 谐振电路。将发射机关闭之后，检查推动器输出电路，没有发现烧坏的痕迹，同时也没有出现开路、短路以及接触不良等问题。此时判断最有可能的原因就是推动器负载电路出现问题。推动器负载电路就是射频驱动分配器。该分配器为单路输入、多路输出的高频变压器。该射频分配器的初级在推动合成模板背面，而次级则是在高频变压器磁环上的多个线圈。检查发射机后面的铜棒接地、次级线圈以及铁氧磁环都没有发现问题。因此，最后考虑是推动器与视频驱动分配器之间的连接出现问题。两者之间有一根铜棒是共用的。查看该铜棒，发现铜棒的接地铜连接片与合成模板上的地之间的焊盘出现脱落。而该焊点比较隐蔽，难以发现。重新焊接该焊点后，再次开机，发射机能正常工作，也不再报欠激励故障。至此，该问题得以解决。2 结 语对本次欠激励故障进行分析，由于铜棒分界点接地出现脱落，导致分界点的接地不可靠，从而使推动器输出的射频分配器与功率合成器之间隔断。由于受到射频功率放大器合成电流的影响，使得射频分配器的次级上的射频激励信号出现大幅度衰减。因此，激励检测电路检测到激励信号过低时，就出现报警，从而导致射频欠激励故障。在对中波发射机进行故障诊断与检修维护的过程中，技术人员需要先了解发射机各部分电路原理，再根据发射机所出现的故障现象，缩小故障可能出现的范围，最终将故障因素一个个排除，从而解决 问题。参考文献：1 杨素荣.DAM 10kW中波发射机的故障电路分析与处理J.数字传媒研究，2022，39（3）：76-79.2 叶翠环.10kW 中波发射机故障分析与处理 J.数字传媒研究，2021，38（9）：35-38.3 叶晓倩.TS-03 型中波发射机调制推动器工作点的调试及故障诊断处理 J.广播电视信息，2020，27（9）：71-74.4 叶晓倩.全固态中波广播发射机的监控数据分析与故障诊断 J.东南传播，2012（4）：114-116.5 沈锦飞.中波广播发射机实时故障诊断专家系统 J.工业控制计算机，1997（2）：28-29.编辑：郭芳园RF IN0R1RF IN180RF IN180RF IN0控制信号输入（-8 V）A 部分+115 VV1B 部分+115 V功率合成器R2R3R4V1V3V4射频激励 1A射频激励 1B图 3 推动器内部电路