高连英
(作者单位:云南省广播电视局东川696台)
射频部分是发射机的主要组成部分,其作用是产生、放大射频信号,因此射频部分工作正常与否是衡量发射机播出指标的标准。DAM中波发射机射频系统设置了很多检测电路,用于对关键电路节点上的射频参数进行监测,如果被监测的参数发生偏移,发射机会采取针对性的保护措施[1]。发射机在出厂时已将射频部分各项参数调整好,运行过程中一般不做调整,但如果发射机出现了故障或者发射机进行了改频,就要对涉及的射频参数进行重新检测和调整。
射频部分需要检测与调整的电路包括射频振荡器、缓冲放大器、预推动放大器、推动放大器、推动电源调整器、末级功率放大器。图1为北广10 kW DAM中波发射机射频激励部分组成框图。
图1 数字调制中波发射机射频激励部分组成框图
频率合成振荡器在测试前应加电预热至少20 min以上,以确保温补振荡器的频率稳定度达到要求。
2.1.1 电源电压的检测
加低压电,用数字万用表测量X1-1处的电压,应为+22 V,此处电压正常后,再测量其他各点电压,正常情况下,N13-3为+15 V,VD2正极为+12 V,VD3正极为+9 V、VD6正极为+5 V。否则应检查供电电路和稳压电路异常原因[2]。图2为振荡器供电及稳压电路测试点和电源异常原因示意图。
图2 振荡器供电及稳压电路测试点和电源异常原因示意图
2.1.2 射频激励信号源的检测
打开低压电源开关,如果发射机面板上有频率显示器,可以通过频率计数器读取振荡频率,如果发射机面板上没有计数显示,可用外接频率计校正。
2.1.3 波形及幅度的检测
振荡器输出脚在X4-8上,在此点测试振荡器输出的波形应为4.5 Vp-p的方波信号,否则说明振荡器有故障。
关断发射机低压电源,打开前门和功放柜门,原理图参照随机自带的图纸(PF2.800.10063DL),分别用示波器的挂钩挂在以下几个部位进行检测:
(1)激励输入X1-39/40对地波形:44.5 Vp-p方波。
(2)第一级放大输出N1-5波形:13 Vp-p方波。
(3)第二级放大输出V1、V2发射极接点波形:15Vp-p脉冲波。
(4)第三极放大输出V3、V4接点波形:30 Vp-p方波。
(5)缓冲放大器输出在本板上L2与C11的连接点上测量,或者在预推动放大板上的VD7正极测量:18~25 Vp-p近似正弦波。
(6)如果预推动放大器没有推动电平信号,则应检查VD8的正极,检查一下预推动切换电路是否正常。
(7)缓冲放大器本板供电电源为30 VDC,由保险丝F3提供。
(8)缓冲放大板上的F1、F2分别向预推动放大板A、B两个半桥提供电源,由60 VDC经降压电阻R1得到。
(1)关断发射机的低压电源,打开前门,找到推动级功放模块A41~A43(见图1),在第1级激励级的VD7上钩挂示波器探头,然后开发射机低压,测量点上的驱动电压应在20~30Vp-p,然后再分别检测第2级、第3级的激励幅度也应当在正常范围内,如不正常应检查输入回路及功放模块。
(2)观察预推动放大器波形,调节预推动放大器L1或电容C3~C5,使得在推动级模块的输入端的幅度为最大波形,示波器上的波形与电流指示应同时达到最大。
(3)预推动放大器的频带很宽,当把预推动放大级调到最大值后,应将L1稍微向感性方向调偏一点,使工作效率更好一些。
(4)接着调节预推动放大级电平控制R1,调节R1可以调整预推动级供电大小,从而改变预推动级输出幅度的大小。一般调整为23 Vp-p左右,注意当发射机工作在高频段时,可将推动合成器母板上的XS15置于1~3(60 V)位置上。因R1不在电路中,在第1级推动器上的VD7处测量时,也应测量其他两级同一点上的电平,各级的推动电平差异应在±2 V之内。但应注意,因为第三推动级用于中和放大,故此其推动电平的差异可能达到±5 Vp-p,但也应在20~30 Vp-p[3]。
用示波器在功率合成母板A18上测试末级功放PA1(第一块功放)的输入端(X16-49/X16-43)波形的幅度,开低压后按开机键上高压,调整L2(在机器功放柜顶部),直至使示波器的波形最大且不出现过推动为止。
推动电源调整器是为推动级提供浮动电源,因此要对推动级进行调整,首先要确保推动电源是正常的。调整之前要确定外供电电压是否正常,如果外电压比正常的高或低,应用交流稳压器将电源调整到正常值。图3为推动电源调整器电路原理图。
图3 推动电源调整器电路原理图
2.5.1 开环回路调节R2
将开关S1放置在“开环”位置,将控制板上的功放开关放置在“关”位置。打开低压开关,测量1A电压,如果该电压接近正常值,就不需要调整了。如果需要调整,使用无感起子调整R2,使X3-6/7端的1A电压在40~80 VDC,X3-9/10端的1 B电压为0 V,测量1号推动模块激励电压幅度应在23 Vp-p左右[4]。
2.5.2 闭环回路调节R12
将开关S1放置在“闭环”位置,将控制板上的功放开关放置在“关”位置,调节R12,使1A电压与开环工作时一样。将控制板功放开关置于“开”位置,调节R12,获得正常的输出,此时推动级电压工作在自动增益控制状态下,推动级的输出保持稳定状态。
打开电源柜后门,将熔断器组件板A24上的保险F2~F7断开,关上电源柜门,打开中间柜的前门,在第一个末级功放板右侧,用示波器探头钩挂在VD7或VD8的正极,探头的接地端夹在机柜上,并确保示波器外壳接地。按开机键,按降功率直到为0,将循环调制开关置于“关”位置,这时虽然能开机,但无射频功率输出,无功放电流,用示波器DC档看,应有射频正弦波信号,峰-峰值在22~25 Vp-p,且直流分量为0。如果这时的推动电平小于20 Vp-p,且正弦波在示波器上的直流0 V以下,说明大台阶功放没有工作。
需要注意的是,有些技术人员在测试推动电平幅度时,担心烧坏功放板,习惯将控制板上的功放开关置于“OFF”位置,其实是不对的,只有功放板处于放大状态,才能测得准确值。若放大器在“OFF”位置,所测得的波形在0 V以下,且其峰-峰值可能被削波。末级功放的测量包括推动信号相位测量、功放板漏极相位测量、末级功放好坏测量。
2.6.1 推动信号相位测量
将示波器耦合状态设置到“DC”位置,设置示波器为DC耦合,每格5 V且光标轨迹在显示屏中心。设置示波器同步为外同步位置,用连接电缆连接到振荡器的X5上作为外同步信号源。水平调整示波器到9格且波形位于十字中心的位置。增加垂直灵敏度以扩展波形,按下展宽按键转换示波器到X10位置,使波形水平扩展10倍,并调整水平位置,使射频推动电平波形过零点后再平移到显示屏十字中心位置,这一波形的相位作为测量其他信号电平相位的参考点。如果另一放大器推动信号波形过零点偏右边一大格,就说明此放大器推动信号相位比参考放大器推动信号的相位滞后4°[5]。
2.6.2 末级功放漏极相位测量
如果某一功放模块经常损坏,而测量其推动信号电平幅度又正常,就应当对其输出相位进行测量,来分析故障的原因所在。正常的功放模块漏极相位差应在±4°以内,标准相位差通常在±2°以内。用示波器探头连接到被测功放模块V3的漏极,并将探头的接地端接在机柜上。设置示波器在AC耦合,每格50 V,并使扫描线轨迹在显示屏中心。将示波器设置为外同步输入(EXT),并将外同步连接到振荡器X5上。发射机开到5 kW载波功率,按照推动信号相位测量的同样方法进行测量。若其他功放模块平移占据左边第一格,这个放大器就比参考波形相位滞后4°,如果参考相位已确定,就不要动任何旋钮,可将探头连接到需要测试的功放模块,如测量1~6号功放模块的漏极相位,此时应将参考相位设置在1~6号功放模块中的任意一个。末级功放相位偏差过大一般是功放模块有问题,应检查推动信号是否正常。另外,功放板输入变压器有问题或场效应管IRF350不匹配也会造成相位异常,如果这些都没问题,检查合成变压器和补偿线圈。
2.6.3 末级功放好坏测量
功放板出现故障时,可用万用表和示波器进行检查,以便确定故障部位。检查前应断开所有电源,并将功放板从合成母板上拔下,将烧断的保险管换下,与烧坏保险管对应的那一边功放桥一般有1~2只场效应管损坏,功放板上的发光指示灯会点亮,把万用表置于×1档,用万用表测量场效应管源、漏极阻抗:源极接负表笔,漏极接正表笔,测量值应是低电阻,反之测量值应是高电阻。如果不是这样,则场效应管可能已经损坏。在检查功放各级场效应管之前,应先检查栅极上背靠背串接的稳压管是否已坏,如已烧坏,那么对应的场效应管也已损坏。如果确定功放板已损坏,但又不能确定故障点在哪里,可以将故障功放板与好功放板对比测量,测量好坏功放板同样两点的正反向电阻,然后通过分析判断故障点位置[6]。
2.6.4 场效应管测量
在拆卸和装配场效应管时,要防止静电电压,电烙铁不能漏电,以免损坏场效应管。在装配时螺丝要上紧,但不能用力过大,以免脱扣。另外,如果没有新的场效应管更换,千万不能在拆下场效应管的情况下开机,以免损坏瓷质环形变压器。
射频部分的检测与调整是一项很细致的工作,对技术人员的业务能力要求很高。技术人员需要掌握射频部分的工作原理和电路流程,严格按照要求进行检测和调整,在带电情况下需保持清醒的头脑,避免因失误不慎造成新的故障,调整前应记下调整部件原始位置,若调整无效,应恢复至原始状态。