图门巴雅尔
(内蒙古新闻出版广电局集宁585发射台,内蒙古 乌兰察布 012000)
DAM中波发射机的DDS频率合成器、缓冲放大电路、前级推动电路(以10 kW发射机为例,包括1块射频功率放大器模块构成的前置放大器和3块射频功放模块构成的RF推动机电路)、推动电源调整电路等RF功放级之前的RF通道电路出现故障是导致“欠激励”故障的主要因素。
发射机出现“欠激励”故障后掉高压,显示屏显示“振荡器故障”时,说明DDS频率合成器发生故障,导致没有载波RF信号输出或DDS频率合成器输出的幅度不足以驱动后级工作。DDS频率合成器的电源故障是导致DDS频率合成器不能正常工作的主要原因,DDS频率合成器采用的是非稳压输出的+22 V电压,然后利用78L15、78L12和78L09三端稳压块输出+15 V、+12 V和+9 V电压,作为DDS频率合成器上单片机、分频器和电子开关等芯片的电源。当这3个直流电压任何一路出现问题时,都将导致DDS频率合成器不能输出4.5 V方波载频信号。如果这3个直流电压都存在,用示波器测量DDS频率合成器的输出,逐级检查,有时三极管2N2222故障会导致输出幅度偏低或无输出。还有一种原因是DDS频率合成器的温补晶体振荡器工作不正常,可以用频率计对其进行监控测量,它的不稳定状态将导致“跑频”现象,显示屏显示“振荡器故障”。
发射机出现“欠激励”故障后掉高压,显示屏显示“缓冲放大器故障”时,说明缓冲放大器RF幅度输出不够或无RF信号输出。缓冲放大器上有3只熔断器,当熔断器出现开路时,缓冲放大器上相关的发光二极管被点亮,进一步提示发射机的缓冲放大器存在故障,检查缓冲放大器是否存在损坏的器件。缓冲放大器是三级放大电路,第一级是MOS集成电路构成的时钟放大驱动电路,该电路将DDS频率合成器送来的4.5 V方波信号放大为15 V的方波线号;第二级放大电路由三极管放大电路构成,2只三极管PNP型MJE200和NPN型MJE210组成级联放大结构,RF信号在电源和地之间切换,经过由电感和电容组成的滤波电路后输出30 V的正弦波信号;第三级放大电路是由2只场效应管BUZ71A组成的全波放大电路,分配变压器将30 V正弦信号分成2路,2只场效应管轮流开通和截止,将RF信号在地与30 V之间转换放大。该电路上的任意电路出现故障都会导致“欠激励”故障出现,一般是由于15 V稳压管故障引起“欠激励”故障,MOS时钟电路的+15 V供电是由+30 V电源经过稳压直接提供,由于压差较大,容易出现故障。
发射机出现“欠激励”故障后掉高压,显示屏显示“预推动故障”时,一般是构成前置放大器的RF功放模块自身出现问题。RF功放模块分成A和B 2个部分,前置放大器只选择一部分半桥工作,另一部分的半桥用于备份,通过推动母板上的跳线来选择A路工作还是B路工作,驱动电源来自缓冲放大的+60 V,正常情况下前置放大器输出峰值为23 V的正弦波射频电压。可以通过切换至另一备份半桥检查其工作是否正常,来判断前置放大器模块是否存在故障。如果RF功放模块没问题,则检查推动母板的串并联谐振电路的电感和电容,通常情况下,谐振电容长期工作容易出现发热变质老化现象,如果电容出现明显变色现象就需要进行更换。此外“预推动故障”也可能出现误报警情况,一般是由于母板预推动故障检波器的检波二极管短路导致故障发生。
发射机出现“欠激励”故障后掉高压,显示屏显示“预推动故障”的另一个原因是构成RF推动级的3块RF放大器模块存在故障。推动级的3块放大器模块工作于全桥开关状态,其中2块功放电压为+115 V,另外1块功放电压来自推动稳压电路。正常情况下推动级输出峰值为23 V的电压,通过测量模块场效应管的栅极可测量出。当3块模块中的任意模块出现故障后,输出的RF驱动电压幅度将降低。导致推动级RF模块故障的原因包括场效应管被击穿、RF变压器短路、控制场效应管的开通和截至三极管故障。检查推动级模块故障前,首先要检查模块的功放电压+115 V是否正常,推动稳压电源输出的电压是否正常,一般推动稳压电源一路输出电压在+40 V~+80 V,另外一路输出为零,当外电发生变化时,另一路才开始输出。
10 kW发射机的末级功放电路由6个小台阶和42个大台阶RF模块组成,当有多个模块出现故障并退出工作时,会导致RF输出的负载加大,超出推动级的驱动能力,也会显示“预推动故障”。
“欠激励”故障为2类故障,当故障发生后,会在显示屏上锁存并提示相应故障,RF功放模块故障也会提供故障指示,因此可以方便地利用示波器和万用表来寻找故障。使用万用表测量DDS频率合成器的电源、前置放大器和缓冲放大器的供电电源、故障检测电路的门限电压。使用示波器测量DDS频率合成器、缓冲放大器、前置放大器和推动级的RF输出幅度和波形。
处理“欠激励”故障时,首先要确定故障位置,可以根据显示屏提供的信息初步判定故障是发生在DDS频率合成器、缓冲放大器还是前置放大器或推动级模块。然后测量故障位置的电源,检查RF信号的输出幅度和相位。若都没有问题,检查相关故障检测电路。欠激励故障的维修方法如下。
利用显示屏提供的故障指示确定出现故障的单元电路,观察故障部分的电子元器件有无发热变色现象,测量相关电路的供电电压。判断故障是来自具体模块还是检测电路误报警干扰。
找到故障电路单元后,用万用表检查电路的电源是否正常,检查相关的熔断器和稳压块的工作状态,特别是DDS频率合成器上的稳压块、缓冲放大器和RF模块上的熔断器。需要注意的是推动稳压电源正常的情况下一路为输出,另一路为零,如果另外一路也有输出,检查发射机的外电输入是否存在欠压现象,否则需要重新调整推动稳压电源的“闭环”调整电路。
用示波器测量RF输出通道各点的波形和幅度。正常情况下DDS频率合成器输出4.5 V左右的方波;缓冲放大器第一级和第二级输出15 V左右的方波,第三极输出峰值为30 V的正弦波;前置放大器和推动级RF功放模块场效应管的栅极输出峰值为23 V的正弦波。用示波器测量推动级模块的输入信号的相位,确保每个RF放大模块之间的输入信号相位不超过±4°,如果相位超过了这个数值就需要检测RF功放模块的RF分配变压器。
检查DDS频率合成器、缓冲放大器、前置放大器及推动电源的故障检测电路,这些故障检测电路都是采用取样变压器对RF信号进行取样,然后利用检波电路检波直流信号,送至控制板的比较器电路进行故障判别。检波二极管和比较器LM339故障会导致误报警。
导致欠激励故障的原因较多,处理起来也比较麻烦,该文对欠激励故障进行了一定的总结,以期为中波转播台的正常运行做出贡献。