TSW 2500型500kW短波发射机射频系统的维护

【摘要】本文结合发射机射频系统的原理和结构，着重阐述了此类发射机射频系统的基本组成，根据射频系统的运行特点，阐述了射频系统的维护方法和注意事项，以及典型故障的应急处理，总结了播出工作实践中的维护经验，为实现科学有效的做好维护工作提供一些参考。

【关键词】短波发射机;射频系统;维护

1.引言

瑞士THALES公司生产的TSW2500型500KW短波发射机是目前世界上最先进的大功率短波广播发射机机型之一，该型发射机运行稳定，指标好，效率高，特别是射频系统设计简洁，自动化程度高，有利于安全运行和日常维护。我机房安装4部此类型机器，自2005年12月开播以来，经过近9年的播出运行，展现了该机型强大的优势：可以长时间的满功率、满调幅、稳定可靠地播出。

2.基本组成与检修维护

射频系统主要包括：频率合成器、衰减器、宽放、射频驱动级输入网络、射频驱动级，射频驱动级输出网络、射频末级和射频末级输出网络等部分。如图1所示。

图1 射频电路方框图

频率合成器产生的射频信号，经过射频衰减器输入到宽放。宽放和射频驱动级将射频信号提高到必要的功率电平，以便保证射频末级管工作在丙类状态。射频末级电子管的屏极被PSM放大器调制，由此将音频能量转换为射频能量。输出网络由一个低通结构（三节Π网络）组成，将负载阻抗（50Ω）变换成所需的屏极阻抗（190Ω）。输出网络并对所有谐波也在此进行了衰减，即起到了滤波作用。

从工作的实践来看，射频系统的检修和维护主要集中在宽放、驱动级、末级及其输出网络。频率合成器、射频衰减器主要是做好清洁和保持良好的散热。

宽带放大器作为预放大器，输出至驱动级一个放大的激励信号，其最大输出功率为500W，利用风扇进行强制风冷，所需48V直流电源由宽放电源A214提供。一些型号的宽放电源对于外电电源的波动比较敏感，在外电瞬间波动以后不能自动恢复工作，需要及时重启开关;或者是电源保险管闪爆，需要立即更换保险才能恢复供电。激励缺失的故障主要都出现在宽放电源，要保证有备用保险管，遇到外电波动时要及时检查。

射频驱动级为射频末级电子管提供激励功率，是一个电子管放大器，工作于甲乙类放大状态，在屏极电压为5KV 时，屏极等效阻抗约为2KΩ。它包含驱动级电子管和射频末级电子管的输入网络。驱动级电子管采用超蒸发冷却金属陶瓷三极管CTK 12–1型，接成栅地线路，具有较高的放大倍数，它工作在无栅偏压状态——栅极直接接地。它的输出功率约为5KW左右，输出送到射频末级输入网络。

对驱动级的维护主要是对可变电感L133（MP04驱动）滑动部分的清洁和润滑，对各驱动马达以及机械传动部分的检查;对电子管、电容的清洁，对其冷却水管的检查，查看有无松动或者漏水;对其他元件的清洁和外观检查。

射频末级电子管采用金属陶瓷四极管TH576，阴极接地电路，具有功率增益高，所需推动功率小的特点。

射频末级槽路采用3Π网络，它实现阻抗变换、滤除高频谐波分量和阻抗匹配。射频末级屏极负载阻抗为190Ω，而射频末槽路输出阻抗为50Ω，所以先由第一节Π网络将190Ω变换到150Ω，由第二节Π网络将150Ω变换到75Ω，最后由第三节Π网络将75Ω变换到50Ω不平衡输出，经VHF甚高频滤波器滤除高次谐波后，再经不平衡/平衡转换器将50Ω不平衡变成200Ω平衡输出，送到200至300Ω阻抗变换传输线，最后经馈线到天线发射电波信号。如图2所示。

射频末级和其输出网络之间的射频耦合是通过一个套在射频末级电子管屏极上的圆筒形隔直电容C250来实现的，结构紧凑，引线电感很小。

图2 射频末级输出网络简图

射频末级的检修应以紧固大电流螺丝、全面检查设备、清洁元器件为主，检修的重点是屏极高压通路和输出网络部分。屏极高压通路上元件比较多，检修时要注意对三个旁路电容（穿心电容）的接地处的清洁和检查，防止形成爬电，引发高压通地。与屏极馈电阻流圈L233连接的短路开关MS22和MS23接点的磨损情况要引起注意，变形的接点要及时更换，长时间动作以后要检查与电感线圈的吻合度，这两个接点最容易出问题。MS24，MS25，MS27都要做同样的检查，防止因接点和电感接触不良时引发打火，有可能出现小坑，要及时打磨处理，否则故障点很容易扩大。特别是MS27，在机箱最下层，容易忽视。

末级输出网络上主要是可变真空电容和可变电感的维护。检查电容有无过热（用温度贴片判断），电容两极之间的陶瓷绝缘上有无打火爬电的痕迹，包括橡胶绝缘圈内，相应的放电球有无放电的痕迹，特别是C271（MP09驱动）C275（MP11驱动）这两个电容。有打火痕迹要及时用细砂纸轻轻打磨，把放电的尖端打磨平整，并用湿抹布把粉末抹走，防止粉末引起再次打火。

要重点检查调谐电感滑动接点磨损情况、接触情况、有无打火痕迹、是否过热变形、最后清洁并润滑。可变电感上容易积灰，要及时用软纸擦拭干净，在滑动的轨道上涂抹一些凡士林，会起到润滑和灭弧作用，不要过多，容易粘灰。对电容和电感的冷却水管也应及时检查，防止松动和漏水，防止缠绕。

检修中要注意放电球间距的调整，准备薄厚不等的塞尺，一定要严格按规定进行调整，间距过大，放电球起不到应有的保护作用，间距过小，放电球总是频繁放电保护，导致发射机掉高压。

射频机箱门接地压条也是检修工作的一个需要注意的地方，处理不好，容易放电打火，且故障点非常隐蔽极难查找，每次停机检修要打开机箱门查看门压条和门框有无打火痕迹，打火严重的压条要及时更换，对接触面要打磨处理;要定期检查、调整门压条和门框的接触情况。

可调元件的机械传动系统要经常检查，定期润滑，减少磨损，用内六角紧固螺丝，要注意观察、调整传动机构的平衡度，防止受力不均匀引发故障。

射频机箱内部的清洁也是日常检修的一个重要环节，沉积的污垢会引起接触不良，积累的灰尘容易引发打火，打火以后形成的碳粒会成为下一次打火的条件，要用干净的湿抹布把机箱内的粉末都轻轻抹走，特别是大电流端子、接点接触面、滑动轨道、放电球，电容的陶瓷表面等位置。

射频系统的真空电容比较多，尤其是大型可变电容，末级输出网络共有5个，是谐振回路的主要元件，是我们维护的重点。随着播出时间的不断延伸，部分电容的上机时间接近极限后，电容损坏引发的故障也会增多，比较典型的就是C271（MP09驱动）电容。

基本的故障现象是：播音中发射机出现报警，反复提示屏耗临界或者屏耗过大， YCS03板的48号发光二极管亮。当屏耗超越极限3次，自动降功率至400KW;又重复出现上述现象，自动降功率至300KW;还重复出现上述现象，自动降功率至200KW;再次出现上述现象，自动关机至STANDBY，发射机无法加起高压。YCS03板的48号发光二极管亮，有屏耗，没有输出功率。

分析判断：手动开机几十KW，调动MP07时屏耗APD有变化、调动MP09和MP11时屏耗APD没有变化，说明故障在MP09对应的C271击穿。关机打开机门，甩开C271一端六个螺丝，插入塑胶绝缘隔离，用1000V摇表测量C271的绝缘电阻为零，即可证实C271击穿。

处理步骤：（1）关机至AUX状态下，手动将MP09调谐马达数值调整至最小值（约200）。（2）打开机箱，用通地钩放电，将C271的进、出水管折弯，用绑带扎紧进、出水管，在C271的底下铺好毛巾，拧松进、出水管末端的镙母，拔出进、出水管;拆卸进出水管时，应做标记。（3）在C271与MP09的传动轴两端的万向节上各松开一颗内六角螺丝，取出此传动轴，再同时拆除C271连接L261的固定螺丝以及电容接触环上的各固定螺丝。然后从机箱中小心地抱出故障电容。（4）新电容安装的顺序相反，安装之前应顺时针将其转至容量最小再回转半圈。安装C271时还应注意区分其进水口与出水口。（5）更换后，及时升起灯丝，检查C271的水路是否漏水，确定无误后，清理工具后即可试机。

3.结束语

以上所述，是自己在运行实践中学习、维护后的一些经验和体会。相比传统类型发射机的射频系统，此型发射机故障率相对较低、维护工作量也相对减少;但区别于传统机型，对于检修维护工作的精细化和专业化提出了更高的要求，这将是我们维护人员努力的方向。

作者简介：康震（1976—），男，陕西咸阳人，国家新闻出版广电总局594台工程师，研究方向：广播发射传输系统维护。