中波广播发射机功放问题与解决建议

■内蒙古自治区广播电视传输发射中心锡林浩特广播发射中心台集宁585台：薛志鹏

功率放大器能够为数字调幅做准备，在展开数字调幅这一工作过程之前一般都需要明确具体的操作标准，严格按照操作标准来完成调幅任务。而在调幅工作期间，开启一定数量的功率放大器可以产生射频输出电压，当射频输出电压和瞬时音频调制信号保持一致时，生成的电压作用能够为后续设备的稳定运作提供稳定的动力支持。数字调幅也是人们常说的量化调幅，在调幅工作结束之后形成音频信号的同时还会产生音频数据流，通常其大小为12比特左右。之后还需要对处理过的音频信号展开系统编码工作，形成与之对应的位码信号，期间需要应用的编码设备便是调制编码器。控制系统运作需要按照时间序列执行，故障问题根据严重程度分类，确保发射机房计算机设备可以对系统整体运作情况展开监控与数据管理。

1.中波广播发射机运行原理

1.1 数字调幅

对于中波广播发射机来说，数字调幅的运作原理在于将接收到的模拟音频经过处理后转换为对应的数字信号。所以在发射机系统运作期间，工作人员通常要利用对应的方法来采集并检查音频信号。采集与检查过程具有一定的随机性，检查期间需要将收集到的音频信号进行量化和放大处理，以便对得到的音频信号时间轴进行了解和确认。量化处理音频的过程是对收集到的样本音频展开离散化处理，从而得到随机一组样本音频幅度离散型信号，也可能是时间离散型信号。

1.2 中波传播介质

在中波广播发射机日常运行过程中，许多用户都曾反馈夜间的收听效果要优于白天的情况，实际上这属于正常现象，大地也会吸收中波功率，中波在地面上的传播距离一般不到300公里。在白天时大地受阳光辐射较为强烈，那么电离层的密度也会进一步提高，这时电离层将会成为一种良性导体，中波利用天波传播的一部分信号会被电离层所吸收，所以导致传播过程存在一定的损耗。在夜晚时没有了阳光直射，电离层中的电子和离子相互复合而显著增加，这使得电离层的密度减少，从而导电性能也跟着降低，在这一条件下电离层对于中波的吸收效果也会大幅度下滑，所以夜间的收听质量相较于白天更高。

1.3 功能模块

目前在广播设计中，功放桥接设计通常会利用带有IRF350场效应晶体管的功放板来完成，能够在发射机稳定运作的条件下实现轮换处理48块功放板的信号。这种功放板的运作原理如下：利用射频放大器以桥式连接的方式衔接MOS场效应管，这种连接方式在中波广播发射机中有着较为广泛的应用，一般划分为V1V2场效应管与V3V4场效应管。在功能模块中，不同部分的两个场效应晶体管会通过轮换的方式交替运作，同时第一部分的V1场效应管和第二部分的V3场效应管会以桥式连接的方式衔接，这一方式的优点在于可以将接收到的音频信号进行正常速率与正常质量的传递，并且把控供电电压的交替变化。功率放大器在现场运行中需要判断好其工作效率，可以将场效应晶体管的过渡时间作为工作效率的判断标准。若场效应晶体管处于截止、导通等状态时，耗电量也会处于一个较低的状态。若能有效控制场效应晶体管过渡区间的能量损耗，了解处于过渡区间的时间情况，场效应管在这一时间段中的工作效率处于较高的状态水平，那么可以确认实际的能量损耗处于理想范畴，平均功率并不高。

2.中波广播发射机功放问题与解决建议

2.1 数字调制变化

中波广播发射机在正常工作过程中，若由于设备功率异常而对发射机数值转换带来不利影响，那么维修人员就需要及时围绕发射机系统展开全方位的检查与分析工作，及时找到发射机故障的具体位置。一般来说发射机存在数字转换故障的原因大多为：发射机中A/D转换器出现了较为严重的故障问题，导致循环调制编码器应有的编码与实际编码之间出现了较为明显的差异。根据中波广播发射机发射机的运行原理来看，发射机内部的编码器在执行编码工作时一般会屏蔽掉信号，但发射机运行期间转换器也要将数字信号进行分频处理，这一现象可能会导致实际传输信号与检查人员采集到的样本信号之间在频率方面出现较大差别，在传输性质差异较大时可能使得工作人员收集到的样本信号扭曲和失真。例如，发射机中的设备功能模块接收到错误编码之后，可能会导致数字信号在传输期间失真，发射机功放功能难以实现开关的自动化调节，不利于系统运行的稳定性。这时，维修人员可以将编码器中容量相对较大的金属箔片、云母片展开电容器组装，这样能够控制工作人员在收集信号样本工作时可能对编码器信号所带来的干扰问题。之后再输送一段示波到中波广播发射机进行测试，确认发射机的功放功能有无存在异常。

2.2 功放管击穿问题

在中波广播发射机运作期间，若发射机从原本的有序化运作突然转变为无序性的异常调幅，这种情况可能导致功放管被击穿等问题，严重时会对发射机运转效率和安全性带来不利影响。在故障排查中，维修人员需要重点关注模块功放段，在模块功放段中配置相应的电子测量仪来检查模块的功放功能是否存在异常，准确了解调节频率的时间和运行效果，掌握控制功放开关的时间等情况。如果电流调节器内部的电压负载处于正常水平，并且维修工作也没有发现较明显的异常问题，便可以断定故障问题发生在调节器上，之后对调节器展开全面检查。一般情况下调节器的使用寿命较长，但在使用过程中可能会造成信号输出管道损耗等问题，在损耗程度不断累加的条件下也会逐渐氧化，功放管更容易被击穿。面对这类问题，在维修工作中可以选择焊接的方法，维修人员先找到管道氧化问题最严重的区域，之后利用相应的方法进行控制，同时对另一侧的电压进行检测，判断电压水平，最终找到对应的故障解决方法。

2.3 天线故障问题

中波广播发射机产生的最常见的故障便是天线故障问题，导致天线故障问题发生的成因大多在于零位未能保持规律性变化，运行不稳定，从而造成反射增大的情况。针对这一故障，可以对中波广播发射机的天馈线和天线调幅进行全方位排查，针对出现问题的位置以及问题严重情况进行判断，主要判断天线有无明显损坏问题。这时，可以先启动备机，将主机发射机置于假负载位置，期间需要观察发射机开关的运作情况，按照发射机开关运作情况，对发射机在相同输入信号下能否正常运作进行初步判断。期间也可能会面临一些特殊情况，例如正常的音频节目源频率跳跃水平基本一致，但调幅电流可能会发出天线警报，发生这一问题时功率会在警报的影响下降低。除这种情况外，天线故障的原因还有可能是设备网络中性线与内部相线在相互影响之下形成了非线性负荷，从而导致谐波电流串联的问题，进而引发电路障碍情况，最后对中波广播发射机的日常运作带来不利影响。面对这类问题，需要选择合理且针对性的手段来解决故障，期间需要确保电容器的完整性。同时，天线损坏还可能因为雷击等外部因素导致，天线本身在避雷针的保护下基本不会遭遇雷击问题，有的地方避雷针和天线保持1m左右的距离，但实际上标准的安全距离为3m，实际距离和标准距离差异较大，当避雷针接闪电时，雷电的破坏力较大可能会击穿空气，对距离较近的天线造成反击效果，最终导致天线损坏问题。面对这一问题，天线馈线需要在接入设备端口位置设计对应的信号浪涌保护器，并且在避雷针的安装工作中也要保证避雷针和天线保持标准的水平3m安全距离，而且避雷针和天线也要呈对角线方向安装。

2.4 中波发射机元器件故障维修

由于广播电视台发射设备经常为长时间高负荷运行，并且人们对于广播电视节目的需求较大，难以对发射设备留有一定时间来停机检查。全年无休的运行使得设备的维修保护尤为重要，这甚至决定了广播电视节目能否顺利和安全地播出。定期维护能够及时了解发射机是否存在故障问题或安全隐患，及时排除故障隐患，避免故障问题对系统运行带来的影响。中波发射机的日常运行中需要重点检查电解电容有无漏洞问题，以及发射机电阻有无出现温度异常情况，高压器件是否在较高的温度环境下出现打火的问题，发射机电源位置有无异味或变色等问题。

3.中波广播发射机日常维护策略

3.1 定期进行除尘

由于中波广播发射机的运行状态为长时间的带电运作，因此发射机表面可能在电荷积聚作用下吸附空气中的灰尘。虽然大多数广播电视台都十分关注机房管理工作，机房密闭性有了明显提高，但空气中的灰尘仍然是难以避免的问题。中波广播发射机灵敏性与精确度都可能因为吸附大量灰尘而被降低，并且灰尘吸附较多也会加速设备老化，严重时还可能造成信号失真的问题。因此中波广播发射机需要定期进行除尘工作，提高设备使用寿命的同时，让设备始终处于良好的状态投入到工作中，在除尘工作中，鼓风机与吸尘器等都是主要的清洁设备。

3.2 定期检查设备开关

在中波发射机功放模块中，开关老化也是最常见的故障之一，开关老化容易造成中波广播发射设备开关不受控等现象，严重时还可能导致开关脱离的情况，设备运行过程不可控可能会造成更严重的连锁问题。一些广播设备难以保持稳定运行状态的原因可能在于开关运行状态不稳定。但维修工作却很容易忽视开关质量问题，如果质量出现损坏，则可能造成检修维护难度加大，维修人员往往要花费一定时间才能找到功放模块故障问题的原因，难以保证故障维修工作的效率。对此维修人员在设备检查工作中，应当把控好检查工作的各个细节部分，确定维修工作的基本开展方向，以此来提高维修工作效率，提高质检与维修工作有效性。此外，若开关设备长时间未能进行检查，在出现开关脱离问题时还可能对设备操作带来一定危险，根据仪器设备的物理现象，包括自感和互感等，开关部分潜藏的安全隐患也不容小觑。对此定期需要进行开关的维护与检查工作，排查功放模块的隐藏故障问题，提高功放模块运行质量。为避免开关安全隐患造成更严重的安全事件，还需要强化维修人员的专业培训工作，提高维修维护水平，在功放模块检查与维修中保证工作质量与效率，提高中波广播发射机系统运行稳定性与安全性。

3.3 定期更换元器件与接线端子

中波广播发射机电流的热效应对于元器件和接线端子具有较为显著的影响，元器件和接线端子可能在电流热效应下提高设备损耗，这些损耗也是造成发射机系统故障的原因之一。因此在日常检查维护工作中也要关注小型元器件的保养、清洁、更换等工作。首先需要定期清理和更换元器件与接线端子，尤其是中波广播发射机接线端子，长时间的带电运作使得设备灵活性下降，阻值与电能损耗也会相应提高；其次需要做好维护保养工作，尽可能减少电流对中波广播发射机带来的损耗问题，确保设备运行的可靠性。从这些维护措施中能够了解到，中波广播发射机的安全运作需要多个环节协调运行，但是，按时做好维护与检查工作则是保证系统稳定运行的基本工作，是提高设备的安全性与可靠性、提高信号传输的质量与效率的前提。

3.4 合理选择测试方法

为有效控制中波广播发射机功放故障问题，替代法是最常用的方法之一，替代法的优势在于可以在较短的时间中检测出功放模块的故障问题。在这一条件下合理利用测试法能够快速而准确地找到功放模块存在的故障问题，为检修人员检修工作的高效展开提供支持。当发现新设备的元器件存在故障问题时，需要尽可能保证功放模块运行的有序性，所以在维护功放模块工作中还需要利用示波器设备来进行电平测量工作，检查功放模块的故障问题和驱动信号电平是否存在必要的关联性特征，在驱动信号进行电平测量工作中，还要保证中波广播发射机处于关闭状态，通过一定的测试的手段提高高压电源的放大效果，并且拔出熔断器组件与保险装置，保证测试人员的安全性。

3.4.1 示波器测量

在测量工作中，需要合理设定发射机的功率数值，一般情况下功率数值为5kW为宜，利用示波器的探头测试功能来优化功放模块场效应测量过程，调整好轨迹并且在屏幕中心位置显示出来。合理设置幅度值，通常每格50V即可，外部同步示波器设定方法，与振荡器连接，对示波器系统进行调整，让示波器波形周期具有9格的占据效果，每格度数尽量保证在40°左右。示波器屏幕上需要确定波形为0时的位置情况，将这一位置作为标准展开功放模块的功放测试工作的基准位置，根据参考相位信息，角度需要保持在5°以内。

3.4.2 信号测量

功放模块射频驱动电平检查方法如下：其一，关闭发射机中的交流电源，并且在保险丝板中移除功放电源保险丝；其二，交流电源检查前应合上低压开关，之后按下开机键并观察功放电源加电过程，以及射频功率和功放电流指示；其三，检测各功率模块的RF输入信号，波形幅度需要保持在25～28VP-P之间。

在检测驱动信号相位时需要注意，功放模块结构一般有两个，都具备独立的驱动信号，为保证发射机运行稳定，驱动信号相位需要保持在±5°以下。利用示波器检测放大器射频驱动信号相位，需要注意以下问题：1）过渡驱动相位差异。检查控制元件，虚焊可以在射频放大器中造成驱动相位问题，可以通过替换的方式来解决这类问题；2）功放模块漏极相位问题。在检查模块是否存在问题时，需要检测漏极相位，二进制放大器漏极相位可以进行调整，射频放大器漏极需要保证相互间处于±4°以内，典型情况则为±2°以内；3）过渡漏极相位差异。若某一功放模块的漏极相位高于技术标准，可以通过另一个满足要求的模块进行替换。若模块存在故障则需要检查驱动相位和射频驱动变压器、MOSFET晶体管。若多个模块都在相同的位置产生相位问题，那么需要检查功率合成器或功率线圈抽头是否存在故障。

4.结束语

中波广播发射机的应用打破了传统电子管中波发射机的限制，但这并不代表值机工作可以松懈，相反更需要把握设备运行原理和系统维护检修工作，保证广播电视节目的安全播出。智能化技术的发展为远程可控的中波发射提供了便利，这也对有关的技术人员提出了一定要求，只有不断提高自身的专业素养才能保证中波广播发射机的高质量运行，为广播电视行业提供更有力的支持。