中波发射机三大电声指标下降的原因及检修方法

刘 伟

(信阳中波转播台，河南信阳464000)

中波发射机在长期工作中，不可避免的会出现某些性能指标的下降，尤其是噪声电平、非线性失真和频率响应等三大指标的下降，影响发射机的工作质量和稳定性。笔者通过多年来对发射机电声指标的维护，摸索出一些行之有效的检修方法。本文以陕西762厂生产的AM103S5-Ⅱ数字调幅中波广播发射机为例(其电路图见产品说明书)，剖析对三大电声指标有影响的因素以及检修的方法，供大家检修时参考。

1 引起噪声电平下降的因素

发射机的噪声电平，又称信噪比，是发射机在没有外加调制信号的条件下，其射频信号通过线性检波器检波后的交流电压有效值与调制度为100%时的检波器输出交流电压有效值之比，用分贝数表示。当我们检测发现噪声电平降低时，应从如下电路着手检查。

1.1 电源不稳定或三相不平衡

供电电源的整流滤波稳压电路出现异常。检查各电源的纹波系数是否合格，若出现50 Hz或100 Hz的干扰信号是因为接地不良，300 Hz则是电源的整流滤波电路不正常。

1.2 射频功率放大器的推动激励幅度不够

通常应为23 VP-P，当幅度小时，信噪比就会明显变劣。

1.3 调制B-电源调整不当

发射机输出功率愈大，调幅正峰和负峰的电流差愈大，相应B-电源的电压差也较大。10 kW机B-电源的受调情况如表1所示。其B+电源的电压为5 V，B-电源的调制音频信号是从模拟输入板数控电位器电路之后的N4B采样来的，因此当输出功率降低时，音频+直流信号变小，B-电压绝对值也跟着变小。当输出上升时，B-电压绝对值也相应增大。

表1 10 kW机B-电源受调情况

1.4 模拟输入板中三角波形成电路

(1)频率和幅度

在XJ1测试点接上频率计数器和示波器，调节R41使频率为72 kHz，调节R43使幅度为10 mV为宜。

(2)大台阶同步信号

大台阶同步信号是一连串的正负脉冲信号。在载波状态时，大台阶同步信号为0，由1/64台阶控制，调节时以噪声电平最优为佳。

1.5 输入到A/D转换电路的音频复合信号的电平不能太低

在XJ7上测量其幅度一般为6 VP-P。

1.6 功放模块的通断点和零激励点

各端频通断偏离零激励点的时距取决于几倍射频周期和产生选通脉冲延时差距，使得功放通断点和零激励点都不重合，必须进行预补偿。

(1)相位补偿的粗调

第一项是用XT11跳线器选择射频输出取样信号和射频分配取样信号;第二项用DIP型开关S1在不同工作频率时对选通脉冲进行相位的预补偿。

(2)脉宽调整电路

用R78、R79、C106组成微分电路进行连续可调的补偿，其调整的范围为20～50 ns。

1.7 其它方面的问题

其它需要考虑的问题有:

(1)集成电路管脚、接插件、元器件虚焊、功放模块插件等接触不良时，也易产生噪声。

(2)高频信号窜入音频系统。使音频信号中带有音频范围内的杂音。

(3)槽路失谐。

(4)元件噪声:整机电路中的集成电路、场效应管、电阻、电容质量变劣时，也是噪声的来源之一。

(5)A35板上的电源补偿电路、音频优化电路也应检查，不可忽略。

(6)注意台阶缺损(包括二进制台阶)和高压电源熔断器的通断情况。

2 引起谐波失真的因素

谐波失真是指发射机用单一频率的正弦音频信号调制时，由于高频放大器的非线性和调制器的非线性，会产生各次谐波分量，谐波分量的均方根值与基波有效值之比，即为谐波失真。数字调幅中波发射机的输出信号，是经过音频处理、A/D转换、调制编码、功率合成、调谐网络等加工处理的产物，必然和输入信号有差异，不能100%真实地反映输入信号的特征。这是由于发射机中使用的一些非线性元件，产生谐波频率，使输出信号发生了畸变。

当测试到谐波失真过大时，比较便捷的方法是首先观察射频放大器故障指示红灯的点亮情况，将损坏的功放修复或更换后再试;若不能改善再用假负载代替天馈线试机，若失真正常则说明问题在天馈线系统。如果确定是发射机产生的失真时，可在A/D转换板的X2-1端接上示波器，检测复原的音频信号是否有失真。若有失真，说明问题在模拟输入板，A/D转换器及信号源本身;若没有失真，说明问题在调制编码器，射频功率放大器或输出调谐网络。

2.1 射频电路

射频电路中引起失真的因素有:

(1)射频功率放大器的故障造成台阶丢失引起失真，其中包括二进制台阶。同时还要注意高压电源熔断器的通断情况。

(2)射频功率放大器的射频激励电平过低，射频功率放大器的激励电平应在 22～25VP-P，通常为23VP-P。

(3)天馈线故障，如天线带宽有限。

(4)输出调谐网络失谐，带通滤波器调谐电容C101调谐不当(10 kW机的失调不允许超过500 W)。

(5)调制编码器

它主要是完成台阶的开通信号，若丢失台阶信号，功放模块不开通，则易产生失真。可直接在调制编码器的U形状跨接线上测试，观察有否应当开通模块的TTL低电平，并检查模块的开通情况，来判断是否调制编码器故障，还是隔离驱动电路故障。

2.2 模拟输入板

用示波器分别接到XJ1、XJ4、X6-10处，观察信号波形，若发现有失真，问题就在测试点前的电路，在测试前对信号源本身也应作检查。

2.3 A/D 转换器

发射机开满功率加10 kHz音频信号，100%调制，将调制监视取样信号送到综合测试仪进行分析，其失真度不大于1.5%。

(1)如10 kHz音频信号的失真度大于2%时，应检测1 kHz的失真度。如果也是一样，就应该对故障部位进行检查修理。

a.脉宽调整电路不当易产生失真。脉冲宽度由C106的容量和R78、R79的阻值决定，其脉冲宽度在20～50 ns之间，用于过零切换微调。

b.A/D转换电路故障，使转换12比特的二进制代码出错。

(2)如果10 kHz音频信号失真度小于2%，则利用相位补偿开关S1选择不同电容和电感来调整失真最佳点，低频端容易调，高频端比较难调。

3 引起频率响应变劣的因素

发射机对所有输入信号的幅度，随频率不同而放大不均匀，引起频率失真，从而引起音色的改变。其定义为:发射机的调制系数，随输入发射机振幅电平恒定的正弦音频信号的频率而变化的特性，用分贝表示，即为振幅/调制频率特征，也称频率响应。其特征的优劣主要取决于模拟输入板的音频电路，如果低频端不良，主要在于贝塞尔低通滤波器;高频端不良重点检查高频补偿电路;另外就是A/D转换板中的A/D转换之前的音频电路;最后应注意末级输出网络和天调网络本身的频响。即，频率响应受以下各方面影响:

(1)音频输入端的接口要与音频处理设备出口阻抗相匹配。正确连接可以优化高频频响，并且有效地限制过冲。

(2)贝塞尔函数滤波器其优点是带通很平滑，如出现高频下跌，不对称都需要进行调整。测试时，从XJ1点获得信号，不对称时调节R8、R9;频响不良时调节C5～C8。

(3)平衡—不平衡转换电路失调也会造成频响不良。

(4)末级输出网络及天调网络失谐时，也会造成频响不良。

4 故障实例

某次，在对发射机进行例行检修后，测试25 kW发射机的三大电声指标时，发现失真度指标有所增大，但还是属于甲级指标(甲级为4%);在测试发射机的信噪比时，信噪比却明显变坏，仅达到-56 dB，成为乙级指标(甲级为-58 dB、乙级为-53 dB);频率响应指标没有变化。

用双踪示波器检查各功放电路激励电压的幅度，对场效应管 IRF350来说，激励幅度通常要求为23 VP-P，经检查，没有发现问题，同时各等压功放模块和二进制功放模块都正常;接着，对音频系统输入电缆和为测量设置的拾电装置及引线进行检查，均正常，发射机外电以及电源输出都很稳定，也没有发现集成电路管脚接触不良、接线虚焊等，发射机的各元件，电阻、场效应管和电容等均没有发现异常的变化。在排除了影响信噪比的有关因素后，我们用双踪示波器在发射机的输出取样端口进行监测，观察究竟是哪些频率的噪声造成的干扰，经过测试后发现，噪声的主要成分为300 Hz信号，经分析，认为是发射机电源的十二相整流电路出现了问题，产生300 Hz的噪声，经过进一步检查，发现主整十二相整流电路里8只5 600 μF电容器有电解液泄漏的痕迹，将整流电路里的所有5 600 μF滤波电容拆下来一一进行测量，发现有些电容容量已经不够了，而且有个别电容容量几乎为零，在更换所有损坏的滤波电容器后，再测发射机的电声指标，失真度均在1%以下(甲级指标)，信噪比也达到-63 dB(甲级指标)，发射机恢复正常。

若发射机三项主要指标都不合格时，可测试模拟输入板和A/D转换板的音频通道指标;其指标通常为。信噪比 ＞75;失真 ＜0.03%;频响-0.6 dB(50 Hz～10 kHz范围内)。音频信号从模拟输入板X2(1，2，3)输入，被测信号是A/D转换板X2的12位二进制数解调信号。

5 小结

一般情况下，数字调幅中波发射机三项主要电声指标中，频率响应指标不易降低，最容易出问题是非线性失真和噪声电平，这二项指标是相互联系的，当非线性失真过大时，噪声电平也相应地下降。有时，当我们把非线性失真指标修复后，噪声电平也可能达到要求。当失真度或者噪声电平同时下降时，首先检查功放模块的工作状态、开通情况以及功放模块输入的射频激励信号的幅度和波形;还要检查电源的纹波系数是否合格、接地是否良好。若这些方面都符合要求，指标仍然达不到要求，就可以按上述介绍的方法进行检查。

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