浅谈哈广中波发射机故障的判断方法与维护

林 炜

福建省广播电视传输发射中心304台 福建省 福州市 350407

1 概 述

全固态PDM中波广播发射机以音频指标好、效率高、体积小、故障率低、易于维护等特点，已取代真空电子管发射机成为主流。304台采用哈广生产的GZ-G3K-2型全固态PDM中波广播发射机为主机，以上广TS-03 3kW全固态PDM中波广播发射机为备机。本文以日常工作中常见的几种哈广全固态PDM发射机的故障判断方法为切入点，结合笔者这几年的具体维修实例进行分析探讨。

2 故障判断方法

对于发射机的故障判断方法，其判断过程可分为三个步骤：1.确认故障状态；2.缩小查找范围；3.查找故障电路及元件。

2.1 确认故障状态

确认故障状态首先是要了解发射机的正常工作状态，才能当设备出现非正常工作状态时能够快速识别出来。以哈广机为例，可以通过发射机的入射功率、反射功率、功放电流、驻波比、RF电平等指标数据上的变化，来判断该设备是否处于正常工作状态。通过自动化监控设备上数据的变化，也能比较直观的体现出一台发射机或者其中的某个设备是否出现异常状况。

以304台的自动化监控为例（图1），从监控屏幕中可以简洁明了的看出发射机哪个或者哪些地方出现异常，例如发射机入射功率为零、输出监听无彩条、无信号源输入、反射功率过高、驻波比过大等等。通过这些直观的显示，可以让我们较快的确认故障状态，为接下来的分析解决故障做准备。

图1 自动化监控显示屏幕

2.2 缩小查找范围

全固态PDM发射机分为若干单元，每个单元模块都有相应的功能，判断故障现象就意味着能确定哪个功能出现问题。基于现在自动化设备的应用，我们虽然可以通过控制桌上的电脑屏幕直观的看到发射机出现了哪些异常表现，可是并不能够立刻确定这种异常对应的是哪一个设备或者单元模块，对于哈广机来说，就更难以准确的判断具体的故障原因了。例如入射功率为零，有可能是卫星接收机确实没有信号，又或者是信号传输上出现了问题，也可能是入射功率指示系统故障等，因此缩小查找范围对于确定故障源，是相当重要的一步。

缩小查找范围可以从以下几个方面着手：

2.2.1 查看设备外观

通过先前确认故障状态的判断，找到相应的设备彻底查看。检查有无打火、拉弧、冒烟等异常现象；查看元器件有无打火、飞弧、变形、变色、冒烟、断线、氧化、灰尘、腐蚀、生锈、发霉等异常现象；听设备有无异响，如继电器是否吸合成功、有无异常放电打火声；闻一闻有无发出异常气味的变压器、腐蚀现象；通过感觉判断风机风量是否正常，在发射机停机放电后，摸一摸有无过热的电源变压器、半导体器件、触头接线处。如果通过肉眼观察发现明显的故障元件，就能有效的缩小查找范围。

2.2.2 检查开关机状态的区别

这种状态的检测是针对设备工作在正常负荷下进行，其电压值应在正常范围之内。而对于一些模拟设备，还需要检查模拟电路的静态，即设备已通电但无信号输入的状态，因为若静态不正确，信号将不能被正常处理。

2.2.3 部件交换

可以通过部件交换的方法，将一些可替换的部件，进行顺序交换，直到查清故障出在哪一个部件为止。例如，哈广机可以更换功放单元内的功放单元片来确定是否是这个功放单元片内出现故障。

2.3 查找故障电路及元件

根据上一步得出的判断，找到相对应的故障单元电路图，使用万用表、示波器等设备，通过电路测试的方法，找出故障电路。通过下列方法判断：

通过从后判前的方法，在动态测量时从输出端着手，向输入端方向开始检查，一直到发现正确的信号时，可以判断下一级电路就有可能是故障的电路。

对于有许多级的复杂电路，可以采用中间点检查的方法，依次在每个余下的电路级的中点进行测量，可以较为有效率的判断出复杂电路中是哪一级出现了问题。

对于有反馈环路的电路或者是拥有子系统的复杂电路，我们可以采取断开和隔开的手段进行判断。通过断开或隔开以后，采用之前的两个方法进行逐一检测。

通过输出值比较的方法，将其与正常工作的电路输出值进行比较，还可以与维修手册上的数值进行对比，从而判断该电路是否存在故障。

当确定了故障电路以后，对于故障元件的判断，则首先可以通过观察来初步判断，例如对于电阻或者电容、线圈之类，可直接通过视觉和嗅觉来初步判断是否损坏。对于一些工作时会发热的元件，我们也可以在确定安全的情况下，通过触觉来判断其是否过热。对于一些启动或工作时会发出特定声响的元件，像继电器是否完全吸合、变压器有无交流声这一类的情况，则可以通过听觉进行判断。如无法直观判断，采用电路测试的方法进行准确辨别，方法如下：

2.3.1 波形法

用示波器对电路进行测试，分析输出波形的幅度、相位、持续时间和形状。当电路完全损坏时会导致无波形输出，电路性能差则会导致波形变差或失真，例如检查功放模块时，若没有正弦波输出，则说明无激励信号输入，若部分没有正弦波，则说明对应的一路场效应管击穿短路。

2.3.2 电压法

主要用于测量电源、电路支路、晶体管集成电路等有源元器件的直流、交流工作电压，电阻、电容、电感等无源元件的电压降等。根据测量的电压值分析电路的工作状态，判断故障所在。

2.3.3 电阻法

当波形法和电压法无法准确判断损坏元件时，就要进行电阻测量。来进一步确定。在疑似损坏的元件相对点上进行电阻测量，就能准确的辨别判断元件是否损坏。电阻测量要在不加电压的状态下进行，并检查滤波电路是否已放电。

3 维修实例分析

发射机液晶显示板，功放电流B、入射功率下降，功放电流A升高。

故障现象：发射机液晶显示板上，功放电流B较平时下降一半，入射功率较平时下降三分之一，功放电流A相对于平时略有升高如图2所示。

图2 由于无法重现故障时的面板数据，故采用关机时的面板予以替代

故障分析：考虑到入射功率和功放电流较平时都有所降低，但是并非完全消失，因此初步判断故障在于功放盒。考虑到功放盒A、B并无报警指示灯且有电流指示，说明功放A、B至少处于工作状态，由于功放电流B明显下降，因此把侧重点放在功放盒B上。用手感知左右功放盒功率放大口工作温度时，发现功放盒A工作温度相对于功放盒B高出许多，再与其它正常播出的发射机功放盒工作温度进行对比，随即判断出是功放盒B工作温度明显低于其他正常工作的功放盒，于是判断问题出在功放盒B。哈广机的功放盒内有三片功放单元片，拆卸功放盒B后，发现用于固定其中一片功放单元片的固定螺丝与铜片已打火烧焦且部分碳化，造成该功放单元片处于悬空状态。

处理方法：更换固定螺丝及垫片，紧固螺丝。

结论：这是一个通过基础判断和感官感知以确定故障源的实例，其中值得注意的是，功放电流A略有升高的现象。其原因是值班人员发现功率降低时，未注意到电流不匹配，采用提升入射功率的手法加大输出功率所致，这点在发射机恢复正常以后，入射功率高于原先值得以判断。

设备无入射功率、功放A、B无电流，功放盒调制与功放故障灯报警。

故障现象：液晶显示板无入射功率指示，功放电流A、B电流为零，功放盒A（本文定义功放盒A内的功放单元片为A1、A2、A3，功放盒B单元片为B1、B2、B3）调制故障灯全亮、三盏功放故障灯中单元片A2点亮报警，功放盒B无故障指示灯报警，功放盒B对应的发射机背面限幅器面板下方位置的保险管熔断指示灯报警。

故障分析（1）：功放电流A、B均无电流指示，说明功放盒A、B均处于无法工作的状态，而单个功放单元片的损坏并不会导致整个功放盒不工作，因此需要先从整体不工作这个方向上找原因。根据现有条件进行判断，功放盒B未工作的原因很可能是因为发射机背面限幅器面板下方的保险丝熔断造成的。

处理方法（1）：更换保险丝，功放盒B恢复正常工作，故障解除。

故障分析（2）：判断功放盒A无法正常工作的原因。功放盒A对应的保险丝并未发生熔断，并且功放盒A有多处报警指示灯亮起，因此初步判断是功放盒A内部问题。随即拆开功放盒A，发现功放盒内射频信号RF输入线路中两个4.7Ω（R1并联）有明显碳化痕迹（图3），经万用表检测R1阻值达到一千多欧，与电路图中R1的正常阻值差距很大，处于接近开路的状态。由于RF驱动限流电阻R1长期发热，阻值变化，有时有阻值，有时开路，时通时断。当阻值正常或变大时，RF驱动信号能加入PA-A盒，整机入射功率正常；当电阻R1碳化后处于接近开路的状态时，就导致电流无法输送到功放单元，功放盒完全不工作。

图3 功放盒框图

处理方法（2）：更换电阻R1后重新测试功放盒A，发现面板指示中功放电流A有数值，只是和平常数值相比降低许多，且功放盒A中单元片A1、A3的调制故障灯熄灭，A2调制故障灯和功放故障灯依旧处于报警状态，说明功放盒A已经恢复工作状态，结合A2的报警指示灯和功放盒功放电流偏低的情况，判断是功放单元A2还有故障存在。

故障分析（3）：确定了故障出于单元片A2后，随即拆卸下功放单元A2，目测观察并未发现明显的损坏痕迹，因此根据电路图分析（图4），决定采用电压法进行测试判断。引入-72V电压后，根据电路图电压点位逐一测量比对，发现问题存在于单元片A2内调制器一端场效应管IRF140与逻辑电平变换器上的ICL7667转换芯片之间。

图4 功放单元图

处理方法（3）：由于日常检修中场效应管相对较容易被击穿，于是先拆卸场效应管IRF140进行测量。使用万用表对IRF140的G（栅极）、D（漏极）、S（源极）进行双端对应测量后，发现该场效应管双向都导通，证实其被击穿，更换IRF140。

故障分析（4）：更换后测试，发现单元片A2调制故障灯依旧点亮，且场效应管IRF140后端依旧无-72V电压，故判断逻辑电平变换器上的ICL7667转换芯片存在被击穿可能。

处理方法（4）：使用万用表对ICL7667的八个脚进行相应的测量，比对其正常电压值证实其被击穿，更换后设备恢复正常工作故障排除。

结论：这是一个先通过报警指示与发射机给出的故障提示来确认故障状态，再通过感知观察与参考电路图缩小查找范围，最后使用万用表等仪器，用电压法、电阻法配合电路图相关数据来确定损坏元件，并逐一排除故障的典型实例。

发射机无压缩比指示，调幅度有所下降

故障现象：发射机激励器无压缩比指示

故障分析：根据故障现象，判断发射机激励器无压缩比指示的原因可能由于激励器不工作或者无音频输入信号源导致。于是对照相应电路图，使用电压法测量激励器显示板上的X1-3接点（如图5），发现无电压参数值，对照说明书正常值应为2.20V左右浮动。因此，判断故障发生位置应在调制板电路前端并非激励器本身不工作。随即检测音频输出口，检测到平衡输入端一侧无音频输入信号，于是按照线路向前查找，发现故障是由于音频输入线端口接触不良导致的。

图5 激励器

处理方法：重新接好端口故障排除，设备恢复正常。

结论：这是一个典型的从后向前查找故障源并逐一排除故障可能的实例，此例故障并非来自元器件损坏，而是线路接触不良导致，其关键点在于对激励器显示板X1-3接点的测试与判断，从而减少在检修上做得无用功。

结束语

哈广全固态PDM中波广播发射机的故障判断与维修方法没有定式，在日常的工作中，要根据实际情况来分析判断故障原因，结合现有条件逐步维修解决故障，以提升工作效率，更要用严谨的态度来对待每一次检修工作，确保设备安全优质播出。