PDM（316D）型中波发射机故障分析与处理

摘要：本文主要介绍了美国大陆公司生产的10kW PDM316D型全固态中波发射机的工作原理和特点，并以一次射频通路故障为例，提供了故障的分析方法和处理过程，此次故障点是由高频瓷环老化导致磁导率下降，致使前级输出的射频驱动信号下降，使模块不能正常工作，故障具有一定的代表性，以供兄弟发射台维护人员交流学习。

关键词：316D机 高频瓷环 磁导率 故障处理

中图分类号：TN948.53 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0228-02

1 引言

我台10KW PDM316D型全固态中波发射机是美国大陆公司制造的脉宽调制发射机。发射机投入播音工作以来，每日播音量约为21小时，经过几年来工作运行的效果看，其优越性得到了一线维护人员的了解与认可，其具有高稳定性，高电声指标和维护简便等优点。316D型全固态中波发射机特点为音频加直流形成PDM控制信号来对载波进行调制。利用功率合成技术，以MOS场效应管作为基本的功率放大元件，由多个基本功率单元进行合成的方式构成整机功率输出。其控制电路较为先进，取样点较多，几乎对每一个重要位置都进行取样监测，如对电源电压、电流、入射功率，反射功率；每个PWM放大器的温度、电压及末级输出都进行取样、监测。发射机可实时通过本地LOCAL的面板或遥控REMOTE的微机进行监测和完成相应的操作，316D微机控制软件由40多条命令完成。

2 发射机工作原理

316D型发射机可分为频率合成器、PWM发生器、功率放大单元、射频输出网络、冷却及电源系统和控制监视等组成。其特点为多组功放模块分别对信号进行放大，在发射机末级进行电流合成和功率输出，当一组功放模块发生告警或故障时，不影响其他模块正常工作，工作时各模块支持热插拔。功率放大单元中有8组功放模块，每组模块输出1.75kW，射频额定功率为10kW，最大功率为12kW，并可支持不对称输入140%的正峰调制，各模块间可互换，每个功放模块里有五组PWM放大板和射频放大器、1个功放控制板和1个功放驱动调谐组成。

将发射机上的主电源断路器闭合后，发射机会先运行本机自检程序，发射机自检正常后，再运行微机控制程序，进入程序界面，可对发射机的各项状态进行实时监测和对发射机进行相应控制操作，界面上侧显示相应的采样值如电源电压、电流、入射功率等，下侧为发射机告警、故障和控制操作等具体工作状态。点击上下键可进入其它界面来显示相应的数值和状态。计算机用条形图来显示基本测量值和8个功率模块的具体参数值。各数值及功能状态黄色表示告警，红色显示故障，正常范围内显示为绿色。

3 故障现象分析与处理

3.1 故障现象

在一次工作中发射机显示故障为：发射机功率限制、功率块射频驱动禁止、驱动脉宽输出过高，驱动射频输出过低，全部放大器故障，全部功率块禁止的故障现象。手动不能清除，机器不能正常工作。查看射频前级和各模块中保险，MOS管均正常。具体数值如表1所示。

3.2 故障查找过程

根据发射机显示的具体故障，对相关部位进行检查，首先检查发射机功率模块射频驱动禁止的原因。检查各功率模块PWM输入信号是否正常，PWM信号在功放地址板A9A9输出端测试正常，证明A16 PWM发生器工作正常，已经输出PWM信号。但各功放模块上并无PWM信号。说明由于功率模块射频驱动信号低，禁止了PWM信号送入所有的PWM放大器中。造成上述现象的原因可能为（1）功率模块射频驱动信号有短路处。（2）功率模块射频驱动前级故障，造成功率模块射频驱动禁止。（3）前级驱动输出的电平幅度不足，无法推动射频放大器MOS场效应管正常工作。

对功率模块射频驱动信号的相关线路进行检查并测试没有发现问题。对功率模块射频驱动前级进行检查，更换频率合成器板、射频放大板、PWM放大板后依然出现上述故障。为进一步判断故障点，先插入两个功率模块，发射机正常，测试模块中功放射频驱动为32V；将插入3块功率模块，发射机正常；插入4块功率模块，发射机出现了故障，告警，此过程中功率模块射频驱动信号逐步降低，功率射频驱动前级工作状态也不正常，负载的变化对射频输出影响显然变化很大。经对射频驱动电路检查，发现射频输出的电流变压器T5当发射机加20%功率时，温度是70℃，比正常值偏高，T5电流变压器初级为射频放大A18输出的受PWM信号影响的射频驱动信号，为一个漆包线的线圈如图1所示，它的次级为穿过该线圈磁环中央的铜管，铜管一端接地，另一端经调谐电路后为8组功率模块提供射频驱动信号。

3.3 故障点

由于长期工作在高频环境下，T5处的高频瓷环老化，磁导率μ下降，导致损耗加大，引起射频回路输出到各工作模块的射频信号输入降低，导致模块不能正常工作。此故障点不易被查找出，T5外观无变化，检查无异常，一般仪器无法直接测量，具有隐蔽性。因此要增加T5的电感量，已达到发射机工作范围值，可采用选择高导磁率的磁环；增加线缆绕线圈数与减少磁环内径；增加磁环的数量；采用高频磁性材料等方法。

3.4 故障分析

316D机射频回路由：频率合成器（A15），前驱动（A17），射频放大器（A18），PWM发生器（A16）中的72 kHz和电源采样（电源采样作为电源输出变化的补充）的合成信号采样，射频驱动分布（A20），PWM放大（A19），和外围电路如T5，L2，C9，C7，C8等组成，直到把射频信号送入各模块中的射频驱动调谐中，使模块工作。

此机驱动射频信号是由频率合成器（A15）输出载波信号，经前驱动（A17）放大，使射频放大器（A18）中的MOS管工作，而其输出电平又是由PWM放大板（A19）提供，形成射频信号，经T5，L2等电路送至模块中，如图2所示。

A19 PWM放大板中输入直流电源-220V，受72KHz和电源采样的合成信号控制后输出，其输出信号经滤波网络后，进A18射频板为此板提供电源。由A18载波信号控制后的输出信号经T5，T6，L2等输出网络送入负载模块中，如图3所示。

由图2、3可查到，驱动脉宽输出采样点为A19 PWM放大板输出端采样（图标1），驱动射频射出采样点在A18射频板输出的T5后的T6点采样（图标2），模块中功放射频驱动采样是在功放射频调谐的一路输出端采样，由表1可见，故障时比正常时，Uz18的压降明显被提高，致使输出到负载模块中的电压值被降低，使模块中的射频驱动电压变低。

T5是射频电路中重要的连接器件，它是射频放大器（A18）的负载，把A18输出的射频信号取出，又把取出的射频信号经过耦合电路送入各工作模块的射频驱动调谐中，在经射频驱动调谐分配到模块中的各放大电路射频板中。

驱动射频信号进入模块后，经模块中的驱动射频调谐输出分配到模块中的射频工作板上，驱动射频调谐输出中还有一路射频信号采样进入模块的控制板中，最终与PDM输入信号经或门一起去作为PWM板MOS管G极的控制信号。由于T5的μ（磁导率）下降，使模块中射频信号变低输出置“1”禁止信号，使PDM输入与射频信号相或后輸出置“1”禁止信号，使PDM信号禁止，使PDM板不能工作，导致模块不工作。导致显示100%的放大器故障告警，100%功率模块禁止故障的现象。

4 结语

通过此次故障处理，说明发射台的维护人员不仅要能熟练处理发射机常见故障，当遇到一些原因比较复杂的故障时，要能充分利用发射机上各采样点提供的主要部件的状态和参数，根据状态和参数的异常，进一步判断故障的原因，要对发射机主要元器件的性能作深入的了解，结合实际中存在的问题，处理好发射机出现的复杂故障，维护好发射机。

收稿日期：2016-08-11

作者简介：冯宏友（1979—），男，回族，北京人，国家新闻出版广电总局五八二台，工程师，工程硕士学位，研究方向：广播与电视技术。