DAM数字中波发射机驻波比检测分析及驻波故障处理

陈子初

摘 要 在数字中波发射机中，驻波故障是比较常见的故障，其成因比较复杂，一般有输出网络和天馈线系统的故障，参数调整不当故障，信号源和同步不好造成的故障，逻辑检测及显示部分本身故障等。因而故障的处理有时比较棘手。文章通过对数字中波发射机中驻波比检测电路的原理及故障产生原因进行剖析，深层次探讨处理驻波故障的方法，针对不同的故障现象采取相应的维修技巧，便于拓宽检修思路，提高维修速度。

关键词 DAM；驻波比检测；故障处理

中图分类号 G2 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）218-0074-03

数字式的中波广播发射机（DAM）是全国各大发射台比较通用的发射机，因此对此类发射机的研究十分必要，在日常运行中最常遇到的故障之一就是驻波比故障。当发射机的天馈线系统和输出网络的参数由于其他因素影响造成改变而不匹配时，发射机的反射功率会增大，一旦这个功率超过设定值，DAM发射机会进行降功率的保护操作，使发射机运行在安全功率等级上。这就是对DAM发射机驻波故障的简单的描述过程。

1 驻波故障检测分析

驻波故障检测电路（如图1）可分为两部分：1）带通滤波器驻波比检测电路；2）天线驻波比检测电路。当发射机输出端连接的是纯电阻50Ω假负载，此时的反射系数=0，驻波=1，并且U和I同相，根据欧姆定律E=IR，其幅值便可得到确定。如果负载阻抗发生改变，那么电压、电流幅值以及相位关系都会随之改变。为了调整相位/幅值关系，驻波比检测电路在发射机的输出阻抗为50+j0Ω时进行“平衡”。任何因阻抗变化而引起的射频参数变化，驻波比检测电路都会输出一个电压。

驻波比检测电路的射频电压取样由串联的电容分压后获得。而电流取样则来自于电流变压器，当变压器初级的铜棒中有射频电流流过并耦合到次级，在次级上并联一分压电阻，通过电阻的分压的操作将取到的值转为电压值。

1.1 天线驻波比检测器

在发射机的具体电路中检测器电流取样来自输出取样板，并从X1-1处进入负载相位检测器，然后送到由C9、C10、C11、C12、L4组成的并联谐振电路，通过S4开关选择电容容量，L4则用于调整相位角。取样电压方面，来自输出取样板的信号输入到X1-11，然后送到幅值调整C13、C15及由开关S8选择的由C51、C14、L10、L5组成的并联谐振网络，C13工作在使T2初级谐振在发射机工作频率上，输出信号经过VD7和VD8整流，然后送到N1反相输入端。

1.2 带通滤波器驻波比检测器

带通滤波器驻波比检测器也称“内部驻波比检测器”，它的取样电流来自功率合成器，采样的电流通过X3-6进入本板，送到由C50、C53、C54、L12～L15构成的并联谐振电路，通过开关S6粗调电容量和电感量。电压取样信号由X1-9输入到本板，送到幅度调整S7和C29选择的并联电容C30、C31，并联元件C28、C52、L7、L11（由开关S9选择）及C27，C27工作在使T3初级谐振于发射机的工作频率。T3的次级经过VD12和VD13整流，然后送到N4的反相输入端。

2 驻波故障检测的测量与保护

驻波比检测器在测试点XJ7、XJ8的输出是直流电压，经L8、L9滤波后经X2-23、X2-25送到显示板（A32）的X3上。信号经过显示板到控制器，放大后输出去推动前面面板仪表作为天线零位、滤波器零位测量。

因为天线VSWR和带通滤波器VSWR电路除N3上的时间常数不同外几乎是相同的，因此对于两部分保护电路的分析也基本一致。

關断保护电路用了一个比较器N1，可调“参考电压”从同相输入端N1-5接入，这个设定值为2.25V的“参考电压”来自天线VSWR关断保护调整电位器R15；而来自驻波比检测器的直流信号则从反相输入端N1-4接入，发射机正常时，“参考电压”高于反相输入N1-4的电压，比较器输出N1-11是“高”电平，当有VSWR信号存在时，“参考电压”低于反相输入N1-4的电压，比较器输出则是“低”电平。二极管VD10、VD11保护N1不受瞬变电压冲击。不同的厂家的发射机可能在N1型号上有所不同，以及标识的线号不同，但是不管怎么样，其产生的功能是一致的。

VSWR信号的产生时间大概会持续几微秒，一个直接送到调制编码器的逻辑信号迅速将发射机功率输关断，这样可以避免设备故障和过载的发生。当驻波比检测器输出恢复正常后，由C17、R10组成的R-C网络在约20μs时间内仍将N1-11输出保持低电平。

在A27板中的开关S1可以人为模拟VSWR步骤，它是通过将+5VDC直接输入来提高驻波比检测器的输出而实现。

3 驻波故障的自动检测电路分析

发射机本身有自动检测功能，当发射机低压供电加上后，VSWR关断保护电路及逻辑电路将会进行自动检测，其检测结果由VSWR检测“状态”指示灯显示板上，若自检完成指示灯会瞬间红色然后变为绿色；但是检测到故障信号，指示灯保持红色显示。自测逻辑电路产生一个自检低电平脉冲并按三种存在情况判断测试结果：

1）发射机低压供电接通（检修或停机后状态）；

2）VSWR检测器“手动试验钮”已按下；

3）有遥控VSWR命令送来。

来自显示板（A32）的逻辑低电平自检脉冲信号，由X2-11输入，使输出监视其板上晶体管V8、V9导通，将两个VSWR关断保护比较器的同相输入端提高到+5VDC去模拟VSWR故障。

3类故障是驻波引起的降低发射机输出功率的故障。单独的驻波冲击通过一个驻波故障逻辑高电平到功放模块关断选通门N66使功放模块关断14微秒或者19微秒。连续的驻波冲击会使发射机输出功率下降，直到反射功率低于驻波检测器的设定值为止。

4 驻波故障处理分析

4.1 故障部位的判断

当出现驻波故障时，首先判断引起故障的大致部位，表1罗列了几种日常维护中遇到的和故障判断。

也可以对照流程图进行处理，见图2。

4.2 输出网络及天馈线故障

常年大电流、高电压的恶劣环境下工作，以及四季温差的变化，使得天馈线系统和输出网络的阻抗参数经常发生改变，一旦范围超过了发射机所设定的保护值，发射机的驻波故障便随之而来，针对这种情况，就必须根据天线零位变化情况适时对天调网络进行调整，使之与发射机始终处于良好的匹配状态，像我台一般是每年的夏季和冬季各调节一次；除此之外天馈线系统的元件被盗，以及各种小动物或者飞虫误入调配室导致被电死在网络上也会造成驻波故障，遇到这种情况只能采取人工清理的措施；如遇云雾、风雨、雷电等天气因素造成的驻波故障时，可先适当将发射机功率调低，待影响过去后再重新将功率恢复正常。

除了难以避免的客观因素影响外，器件故障原因也时有发生，如调配网络和输出网络中的各元器件之间的连接铜皮接触不良，绝缘材料性能下降造成线圈打火，元器件参数发生变化，馈管电缆断路、短路、漏气、进水。

以上情况牵涉范围较大且部位相对分散，因此这类故障往往比较隐蔽，常给故障检修带来麻烦。在实际维修时，如能借助电桥、假负载、热红外仪等仪器，故障相对较容易发现，否则就要耐心细致地进行一一排查。

4.3 调整不当造成的故障

驻波因调整不当造成故障大致可分为以下几类：

1）负载调谐不当；

2）输出网络匹配调谐；

3）设置处于临界状态；

4）输出检测板上的各种参数设置不当。

作为技术维护人员，在发射机安装过程中应该对发射机主要部位的参数设置加以熟悉并及时记录，在今后的日常维护和调整时作为参考。与驻波相关的调整部位主要有：驻波比保护门限设置，天线驻波保护门限参考电压为2.05VN1-3脚，带通滤波驻波保护门限参考电压为2.30V。

4.4 驻波逻辑检测及显示故障

天线电压驻波比和网络驻波比分别有独立的信号检测和显示电路，当出现驻波故障但发射机能开启一定功率时，A27板有相应的测量点，通过测量相应点的电压，能快速寻找故障功能板，然后再逐步缩小故障范围直至找到故障点。分別检查A27，A32板上的逻辑检测、锁存、显示电路。因为两者的逻辑电路相似，可以通过测量相对应的集成电路管脚电压，通过对比以确定故障的部位。

5 结论

对于DAM数字中波发射机，无论是驻波故障或是其他方面的故障，在维修工作中，首先要深入了解整机工作原理，熟记各关键点的电压、波形，熟悉机器各部位开关、旋钮、电位器及指示灯所起的作用及调整方法；充分利用维修工具，化整为零、逐级逐点、剥丝抽茧、面面俱到，克服思维定式，避免走入检修误区。

参考文献

[1]张丕灶，等.全固态中波发送系统调整与维修[M].厦门：厦门大学出版社，2007.