哈广PDM 3kW全固态中波广播发射机的日常维护和故障分析处理

苏 鸿

（作者单位：四川省广播电视局523台）

四川省广播电视局523台自2001年以来，先后配备哈尔滨广播器材有限责任公司（简称“哈广厂”）生产的PDM 1kW 和PDM 3kW全固态中波发射机。目前，PDM 3kW发射机为四川省广播电视局523台四川新闻广播主要播出设备，但已运行10多年时间，各元器件出现老化，故障发生较为频繁。本文主要探讨发射机日常维护注意事项和发射机故障的处理方法，并选择其中较为突出的3个故障进行分析，以供参考。

1 全固态发射机概述

通常全固态中波发射机指的是中波发射机在对信号的处理、信号放大以及调幅发送的整个过程。调制方式：高频部分采用幅度调制，低频部分采用脉宽调制（PDM）。主要特点是使用了较低功耗的射频功率放大器（工作在丁类状态）及高效率低损耗功率合成器，采用这样工作方式的发射机具有整机电声指标好、工作效率高、失真小，传播信号质量高，整机故障率低，工作稳定可靠等优点，更能确保广播电视发射不间断、高质量、既经济又安全。

本文主要以CZ-G3K-IV型PDM3kW全固态中波发射机为例，发射机主要部件如：脉宽调制器、调制驱动放大器、前置放大器、功率放大器等都采用了独立的印制板接插结构，并对它们采用轴流风机强制风冷的冷却方式。其主要工作原理如图1所示：

图1 GZ-G3K—lV型PDM3kW全固态中波发射机原理图

2 发射机工作场地环境要求

（1）具有安全接地系统，发射机和其他电设备应就近接地，接地电阻要符合要求。

（2）保持发射机在打开门的情况下与周边的设备设施最少1.2 m的距离，以利于日常操作和检修维护。

（3）发射机工作电源为三相交流电源，为确保发射机处于稳定运行状态，配置6 kVA或更大一些容量的稳压设备。

（4）装在发射机顶端的射频输出馈线电缆要接地良好。

（5）发射机机房要配置通风系统，保证通风良好，确保室温不超过45 ℃。

（6）该发射机出厂前已采用标称阻抗假负载进行设备调试，同时进行P（入射功率）=3 kW，M（调幅度）=100%的4小时开机运行老化试验。在安装连接天馈系统时，确保发射机使用的天馈系统符合要求，如果天馈系统输入阻抗是标称值，发射机射频输出网络不需要任何调整就可以正常工作。

3 全固态中波发射机的维护经验

四川省广播电视局523台现在使用的是哈尔滨广播器材有限责任公司生产的GZ-G3K—lI型PDM 3kW全固态中波发射机。笔者根据发射机日常运行维护规范以及在平时工作对所发现的问题的梳理分析，总结出全固态中波发射机运行维护的经验。

日常维护工作对于播出任务安全高质量完成非常重要。这里所说的日常维护工作，可以理解为预防性检修，其目的是通过预防性检修、检查，及时发现发射机的各个系统工作异常状态，从而消除故障隐患，防患于未然，保障安全播出。

3.1 根据维护检修规范，定期采用目视方法对发射机进行全面检查

目视检查的主要内容：检查高压元件及连接点有无打火迹象；检查电阻有无过热现象，即电阻表面色彩是否出现深度变化；检查电解电容有无泄漏及严格鼓包现象；检查线圈和变压器有无过热迹象；检查连接线是否过热，高频功率合成连接线、连接头是否紧固；定期对发射机的灰尘进行彻底清除，杜绝因湿度过大引起短路故障。

3.2 定期检查冷却系统

定期清洁风扇、空气滤网，根据情况进行更换；如果因设计的缺陷，机器设备没有空气流通的出风口，值班人员在值机过程中应定时观察设备内外的温度变化，当温度上升过高时应开启空调，还可以适当打开前门使设备内外空气流通降温。

3.3 对采样电路以及保护电路进行定期检查

对通过采样电路所采样的各运行参数值进行定期检查比较，看是否有明显变化。对主整电压和低压电源超限保护电路、射频激励器电平超限保护、射频电流超限保护电路和驻波比超限保护电路进行定期检查，排除故障隐患。

3.4 对中波传输馈线和天调匹配网络进行定期的维护

根据检修维护周期要求，每季度检查天馈线、网络电容、连接头与阻抗变换器有无异常现象。及时清洁中波天线塔底座和拉线绝缘子，防止杂物导致塔体接地，同时根据工作频率调整放电球间隙，满足技术要求距离。

4 发射机的故障表现与处理方法

发射机的常规故障主要分为三大类：一是由于设备前期设计不合理所造成的缺陷故障；二是由于值机人员操作失误或检修维护不到位产生的故障；三是由外界不可抗拒因素引起的故障，如雷击造成线电压电位差突变等。

根据故障产生原因和故障现象，中波发射机故障可以分为软故障和硬故障。

软故障的主要表现如下：设备在日常运行过程中，发射机时好时坏，技术参数变化大，具有较强的随机性。排除这种故障比较麻烦，因为设备处于运行状态，不能轻易判断事故部位。比如，发射机正常参数显示应该是+15 V和-15 V，但一天早上开机显示参数过大，为15.7 V和-15.6 V，关机重启后又恢复正常，显示为+15.1 V和-15.0 V，一天运行过程中参数有反复变化的情况。后测量低压电源正常、采样电路也正常，重新紧固插拔排线后恢复正常显示。这种情况就是排线老化后，开关机器前门对其影响使其松动引起的接触不良。

硬故障的主要表现如下：发射机在运行时突然出现故障，重新开机后，故障依然存在。一般情况下此故障是由于元器件损坏引起的，这种故障规律性比较强，采样电路能较为准确显示故障点位，查找问题也比较简单。比如，设备正常运行中突受雷击，造成发射机停止工作，也不能重新开启，故障显示调制、功放告警，工作人员检查后发现场效应管被击穿，更换处理后发射机便恢复正常运行。

出现故障后要根据保护电路显示，判断大致的位置以及分析引起原因。具体要做到以下四点：一看，对故障部位进行外观检查。主要看主要元器件有无变色、打火、破损以及连线是否松动、保险管是否熔断、电容漏液、鼓包等异常现象。二听，听机器内部有无异常响声。三闻，闻有无异常气味。四摸，断电后用手摸故障部位元器件、接点、焊点等有无过热现象。找不到头绪的时候，对比测量同型号电路、器件、设备也能发现异常部位，从而实现快速维修并恢复播出。

5 故障处理工作中应注意的问题

一是全固态发射机运用集成电路和半导体器件较多，在处理故障时应小心谨慎，使用专用工具。二是全固态发射机的电路中很多使用对称、互补、并联、取样等电路，更换其元器件时要精挑细选，保证所用新件与元件明细表上标明一致，特别是金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSFET），要确保同一制造商同一型号。三是场效应管在焊接中应特别注意焊接时间不能过长，防止损坏管脚和电路板。

在平时的值机、故障处理工作中，要态度认真、检查细致，多思考，勤动手，注意知识的积累，这样遇到问题时才能举一反三，迅速解决故障，提高播出质量，更好地为安全播出服务。

6 常见三大故障分析及处理

故障一：显示屏显示“欠推动”故障，设备出现掉高压、无功率输出现象。欠推动故障检测电路在功率合成母板上（由N1等组成），它的取样信号是功率放大器的输入信号，如果出现“欠推动”故障，问题可能出在频率合成器、前置放大器及功率合成母板上推动信号电路（由T1、C1、L5、L6等组成）中，或者功率放大器故障使前置放大器输出负载变化。出现这类故障，机器将自动掉高压，同时显示屏上显示“欠推动”故障。根据分析，需要检查五个点是否有故障：第一，频率合成器是否有故障。如果频率合成器有故障，使前置放大器没有输入信号，从而产生欠推动故障。第二，前置放大器是否有故障。前置放大器由N1、V3～V4、V6～V7和V14～V17四级放大器组成。正常情况下N1-5输出15 V的方波信号；V3～V4输出15 V的方波信号；V6～V7输出25 V的方波信号；V14～V17输出230 V的方波信号。各点信号如有异常，应检查相应的放大级。第三，调谐电路是否有故障。推动信号调谐电路（由T1、C1、L5、L6等组成），也能产生欠推动（或过推动）故障。一般情况下，故障应出在电容C1、电感L5、L6上。正常工作时，L6上的输出信号幅度峰值为80 V左右。第四，功率放大器是否有故障。功率放大器故障使前置放大器输出负载发生变化，会产生欠推动（或过推动）故障。这类故障多出现在功率放大器的输入级或功放管（某个功放管损坏）以及阻尼二极管损坏中。第四，检测电路是否有故障。过推动、欠推动故障检测电路由N1（LM339）和与它有关的器件组成，这些器件有问题或电位器W1（过推动门限调整）、W2（欠推动门限调整）调整不正确，都会产生此类故障，正确的门限电压为N1-7高于N1-6端0.3 V；N1-4低于N1-5端0.3 V。

故障二：调制器板三角波信号正常，但没有调制信号输出。用示波器测量调制器N14（LM319）5端有4 V的三角波信号，但调制器板XS1-3端无调制信号输出。其原因可能如下：第一，控制信号不正常。其包括下面两种故障：a.外部控制信号有故障。调制器板XS1-7端应有随“升、降功率”变化的直流电压，如该电压值为零或固定值，故障源在控制板上。b.内部控制电路有故障。调制器板的N9～N11或与它们有关的电阻、电容等有故障，使N14的4端电压不随“升、降功率”变化，会产生无调制信号输出（或输出脉冲宽度不74可调）的故障现象。第二，驱动电路有故障。三极管V12（2N2222）及与它相关的器件是调制信号的驱动电路，这部分有问题会产生无调制信号输出（或输出功率升不到额定值）的故障现象。第三，保护电路被启动。其包括以下两种现象：a.外部保护电路被启动。正常工作时，调制器板的XS1-4和XS1-5分别有+15 V和10 V电压输入。如果外部电路有故障，控制板将使这两个控制信号为0 V和+15 V，封锁调制信号输出。b.内部保护电路被启动。如果调制脉冲过宽或电压比较器N14-2和与它相关的器件有问题，使N14的7端为+15 V时，调制器板的输出信号将被封锁（继电器K1被释放）。

故障三：发射机加高压不正常，触摸屏正常（亮）。对于这方面的故障，主要分析以下三个方面：第一，控制板上的开／关机逻辑控制。按“开机”，同时测量控制板（ILA／HG3.624.038DL）上的X7-6，应该有+30 V电压输出，如果输出不正确，说明问题出在控制板上，应该检查N8、N10、N6和K1是否正常。第二，接触器驱动电路。按“开机”，同时测量控制板（ILA／HG3.624.039DL）上的XS1-1应有+30 V，如果没有电压，说明连接两板之间的电缆有问题；如果XS1-1电压正常，测量XS1-4应有+30 V，如果没有电压，说明延时控制器板有问题；如果XS1-4电压正常，应该检查整机中的K4和K1是否正常工作；如果整机中交流接触器K1已吸合（能听到交流接触器动作的声音）但是交流接触器K2没有动作，测量延时控制器（ILA／HG3.624.039DL）上XS1-5是否有+30 V电压，如果没有可能是延时控制器上的N2或K1有问题；如果XS1-5电压正常，应检查整机中的K5和K2是否正常工作。第三，K1、K2线圈电压是否正常。当低压接通时，K1、K2的线圈两端电压（对交流电源0线）应为交流220 V，如果不存在，应该检查整机连线是否正确。如果K1、K2的线圈两端电压正常，问题应该在K4或K5的“触点”或它们与K1、K2之间的联线上。

7 结语

通过对四川省广播电视局523台广播发射设备日常运行维护的分析、总结，要落实“不间断、高质量、既经济又安全”的十二字维护方针，就需要平时加强相关理论知识的学习，对说明书和相关电路图进行分析，保证发射设备正常运行，把党和国家的声音传到千家万户。