陕西762厂DAM全固态中波广播发射频功放模块原理及相关故障分析

武晓炜 山西广播电视无线管理中心528台

陕西762厂DAM全固态中波广播发射频功放模块原理及相关故障分析

武晓炜 山西广播电视无线管理中心528台

本文以本人所在某中波广播发射台大量配置使用的陕西762厂DAM全固态中波广播发射机为例，介绍了中波广播发射机发展历史、DAM全固态中波广播发射机调制原理，重点介绍了发射机射频功放模块原理及其常见故障分析与维修。

中波广播 DAM 数字调制 功放模块

中波是以地面波的绕射传输为主、电离层反射波传输为辅的无线电波，主要用作近距离本地无线电广播、海上通信，无线电导航及飞机上的通信等。在中波频段的信号传输中，多径干扰的影响较弱，所以中波广播信号比较稳定，而且调幅波的解调方法简便，接收机成本低，便于普及和应用。

20世纪20年代出现的真空电子管广播发射机，工作方式属于模拟调制，先后经历了栅极调制、帘栅极调制、板级调制阶段。70年代出现的电子管脉宽调制机本质上也属于模拟调制范畴，电子管发射机存在各种线性、非线性失真、自激振荡、整机效率低，以及电子管寿命短、发射机运行成本高等缺点。

随着半导体器件的发展，20世纪70年代出现了功率场效应管的脉宽调制发射机，随后，美国哈里斯公司生产出数字调制的中波广播发射机。从此，中波广播发射机的音频系统及调制方式发生了革命性变化，使整机效率、电声指标、稳定性和可靠性都取得了长足进步。

1 DAM全固态中波广播发射机调制原理

DAM中波广播发射机的调制是通过控制开通一定数量的功率放大模块，将功放输出电压合成并通过带通滤波器滤波来产生调幅已调波输出。那么，功放输出电压怎么能与每一时刻音频幅值对应呢？它是将音频模拟信号经过A/D转换产生12bit数字信号，再对数字信号进行调制编码后从而控制功放模块的开通、闭合数量。

2 DAM射频功放模块工作原理

以陕西762厂生产的50kw发射机为例，参考随机说明书以及图纸，该机共使用143块形同的可替换使用的功放模块，分别是预推动级1块，推动级14块，功率放大级128块。本文分析功率放大级功放模块。

该机射频功率放大模块采用8个场效应管，两两并联，4对场效应管构成一个H型桥式场效应管放大器。分为A、B两臂。每个半桥的源极和漏极连接点为输出，负载接在两个连接点之间。驱动变压器T1、T2的次级各有两个，且相位相反，这就使得场效应管V1V12V4V11和V3V10V2V9轮流导通，当V1V12V4V11导通，V3V10V2V9关断，负载上电压为左正右负，当V1V12V4V11关断，V3V10V2V9导通，负载上电压为左负右正，在驱动变压器的不断激励下，负载上得到如下图所示的方波信号。

图2 -1

3 DAM射频功放模块典型故障分析

在工作实践中，笔者发现功放模块的故障中，绝大多数伴随着场效应管的击穿，这是因为场效应管栅极驱动电压为22—25V峰峰值，源极电压为220V。

3.1 射频功放模块场效应管击穿故障显示原理

当场效应管击穿后，故障指示灯发光二极管发光提示故障。以场效应管V1为例，VI良好时，220V电压通过电感L1、R1接H1正极，流经H1接R24到地，而H1负极由保险F1、电感L1与220V电源正极相接，H1承受负压，不发光。当V1击穿时，通过F1电流多大，保险丝F1烧断，栅极电压通过V1栅极、源极接到H1负极，由于有驱动时栅极电压为22—25V，无驱动时为零，且栅源电阻为零，所以此时，H1负极为V1栅极电压，H1承受正向电压发光。

3.2 射频功放模块场效应管击穿故障处理

以左半桥为例，当H1发光二极管发光时，检查保险丝F1与场效应管V1漏极连接点到地的电阻R，当R为正常电阻一半时，说明左半桥两对场效应管中有一对或者其中一只损坏，当R为0时，说明两对场效应管中都至少有一只损坏。用万用表电阻档在路测量每对场效应管的栅漏或者源漏间电阻，当某对场效应管上述电阻为零时，即此对场效应管至少有一只损坏。判断正确后拆下其中一只场效应管用万用表测量。当发现场效应管击穿时，应更换新的场效应管。当发现拆下的场效应管未损坏时，那么另一只必然损坏，也可在路测量另一只场效应管的栅漏或者源漏间电阻验证。

本机采用场效应管并联方式，目的是提高场效应管通路的电流阈值和输出功放输出功率，但这也为场效应管故障处理增加了难度。由于场效应管并联，在路测量时我们只能判断哪一对场效应管被击穿，并不能精确判断哪一只损坏，这就需要必须拆下其中一只来判断。

更换新的场效应管后，应同时检查相应的双向稳压二极管VD1或VD3，若双向稳压二极管损坏时，当驱动电压过大时，可使场效应管栅源电压过大，损坏场效应管。

3.3 射频功放模块其他常见故障举例

从发射机图纸分析，功放模块良好时，保险丝与场效应管漏极连接点经每对中其中一只场效应管的漏极源极到地，此段电路电阻R应大致与两只串联的良好的场效应管漏极源极间电阻相等，实践中经常发现当更换好的场效应管后，电阻R变得很大，此时电路中就存在其他故障。此时必须检查保险丝经场效应管到地通路中各等电位点连接是否良好，此为接触不良故障。

3.4 射频功放模块故障引发的发射机不能开机

发射机直流调整电源提供的B﹣电源为调制编码板提供提供一个负偏置电压，其电压随发射机音频输入和功率变化，该电压与调制编码板反向驱动器通过电阻分压器相加，同时输入到功放模块一起控制功放的开关，使功放模块开关时所产生的噪声输出降到最低，

发射机开机显示B﹣电源故障掉高压。检查直流稳压板B﹣输出稍低，直流稳压板无故障，模拟输出板正常，检查两只工作指示灯一直不亮的功放模块控制信号输入电路中的三极管V13V14发现有一只损坏，更换功放模块后开机正常。原因是三极管损坏，导致基极与射极间击穿，B﹣输出电路负载增大，B﹣输出电压降低，由于B﹣输出电路中还串联两个电阻，所以电压只是稍低。

3.5 射频功放模块故障处理注意事项

为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地，管脚在焊接时，先焊源极；在连接电路之前。管子的全部引线端保持互相短接的状态焊接完后才能把短接材科去掉，从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等。在未关断电源时，绝对不可以把管插入电路或从电路中拔出。

场效应管背面必须全部紧贴在散热片上的硅胶垫上，防止工作过程中场效应管散热不良烧坏。

4 结束语

射频功放模块是DAM全固态中波广播发射机的重要器件，由于其工作电压高，工作频率高，工作电流大，成为故障频率最高的器件。功放模块的维护占发射机维护工作的很大一部分。该文章分析了射频功放模块的工作原理及典型故障处理，忘对广大中波台工作人员有借鉴价值。

［1］陈晓卫.全固态中波广播发射机功使用与维护.中国广播电视出版社

［2］张丕灶等.数字式调幅中波广播发射机.厦门大学出版社

［3］AM50-3-S-5-1型50kw中波广播发射机成套图纸资料.陕西数字广播通信设备有限责任公司（762厂）

［4］AM503S51型50kw中波广播发射机成套运用文件.陕西数字广播通信设备有限责任公司（762厂）

山西广播电视无线管理中心528台，武晓炜，2013年开始从事中波广播发射事业，现任山西广播电视无线管理中心528台助理工程师。