城市广播系统中10 kW中波发射机的故障诊断与应对策略

【摘要】随着城市化进程的加速，10 kW中波发射机在城市广播系统中的重要性日益凸显，本文主要探讨了该设备在城市广播系统中的应用及其面临的挑战。首先分析了城市环境中电磁干扰的普遍性及其对中波发射机性能的影响，然后详细探讨了设备稳定性问题，包括门连锁故障和电缆连锁问题，这些问题可能导致发射机突然关机，严重时甚至影响广播的正常播出。针对这些挑战，本文提出了一系列解决策略，旨在提高系统的整体稳定性和应急响应能力。

【关键词】中波发射机；电磁干扰；设备稳定性；紧急响应

中图分类号：TN92 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.17.011

全固态10 kW中波广播发射机因其出色的技术性能，在城市广播系统中扮演着至关重要的角色。该设备的数字化与集成化设计极大地提高了广播信号的传输效率和覆盖范围。在城市环境中，中波发射机展现了其独特的优势，特别是在建筑密集的区域，其信号能够有效地穿透障碍物，保障广播内容的连续性和清晰度。这一特性对于紧急情况下的广播传播尤为重要，能够确保在自然灾害或其他紧急情况发生时，重要信息能迅速、广泛地传递给公众。此外，该发射机的应用不仅限于日常的新闻和娱乐广播，还包括公共安全和应急响应通信。中波发射机还可作为关键的通信工具，在紧急情况下帮助政府和救援机构向市民传递指导和帮助信息。其高效的信号覆盖能力确保了在广播区域内每个角落都能接收到这些至关重要的信息。尽管城市环境对于广播系统的运行提出了一定的挑战，但通过技术团队的持续努力和发射机技术的不断优化，这些问题已得到有效地控制和解决。本文详细分析了中波发射机在城市广播系统中面临的挑战，探讨了故障预防和快速响应措施。

1. 故障处理与连续性保障

在城市广播系统中，10 kW中波发射机的可靠性关键在于其故障处理机制，该机制通过维持广播的连续性和稳定性发挥了决定性作用。一类故障检测电路利用多个故障检测输入（如电源过压、电缆联锁和温度监控）并通过74HC4078芯片处理，当任一输入高电平变化时，输出信号表明发生故障。该信号经进一步处理生成持续至少2.4秒的关机脉冲，通过RC延时电路控制时间，以安全关闭发射机。同时，发生故障时控制面板上的故障指示灯将亮起，需技术人员手动复位。这种设计虽确保了系统安全，但在城市广播环境中也带来了挑战，尤其是对广播连续性的影响。

图1 一类故障检测电路原理图

图1展示了一类故障检测电路的原理图。这种电路利用多个故障检测输入，例如电源过压、电缆连锁和温度监控，通过74HC4078芯片进行处理。当任一输入信号发生高电平变化时，输出信号表明发生了故障[1]。这个信号会被进一步处理，产生持续至少2.4秒的关机脉冲，以安全关闭发射机。同时，当发生故障时，控制面板上的故障指示灯将亮起，需要技术人员手动复位。这种故障检测设计确保了系统的安全运行，同时也揭示了发射机在处理潜在故障时的高度复杂性和精确性。

2. 紧急情况下的故障应对

在城市广播系统中，10 kW中波发射机扮演着至关重要的角色，确保信息的连续传递与覆盖。然而，其运行面临诸多挑战，尤其是一类故障的处理问题尤为突出。这类故障包括过载、电路故障等，一旦发生，显示板会输出至少2.4秒的高电平信号，触发发射机的安全关机程序，并在面板上锁定故障警示灯。这种突然的高压断电不仅导致发射机无法自动重启，还可能引起广播暂停，影响城市广播系统的稳定运行。针对此类故障，广播系统的应急措施尤为关键[2]。技术团队需迅速诊断故障是否源自主用发射机。确认故障后，应立即切换至备用发射机，确保广播的连续性。同时，快速定位故障原因并进行修复是恢复正常广播的必要步骤。

2.1 外部连锁故障

在城市广播系统中，10 kW中波发射机发生的外部联锁故障通常表现为显示板上“外部联锁”指示灯亮起红灯，并伴有声光报警，这种情况多由发射机未正确连接到天线或假负载引起。这种故障可能导致广播中断，影响服务连续性和可靠性。控制板A38负责监测发射机与天线或假负载的连接情况，如果连接断开或未安装联锁短路插子，控制系统将识别出故障并发出警告。故障处理中，技术人员需要检查并测试显示板和控制板上的信号路径，并确认电路中的组件如电阻（R11， R12， R13， R14）和继电器K3是否正常工作。如果继电器K3显示异常，需替换以恢复正常功能，一旦继电器替换并重新通电，显示板上的指示灯应从红色变为绿色，标志着外部联锁故障已被修复。这种外部联锁机制在城市环境中尤为重要，因为频繁的设备配置变动和密集的电磁活动可能影响发射机的正常运行。

图2 连锁电路原理图

图2为外部联锁故障的电路原理图。这个电路包括多个电阻（R11， R12， R13， R14）和继电器K3的控制逻辑。该电路确保发射机在正确连接到天线或假负载时能够接收到适当的电压信号并继续正常运行。如果外部联锁电路出现故障，例如继电器K3故障，可能导致发射机因未检测到正确的负载而自动停机。这种设计对于城市广播系统尤为重要，因为频繁的设备配置变动和密集的电磁活动可能影响发射机的正常运行[3]，故障处理中，技术人员需要检查并测试显示板和控制板上的信号路径，并确认电路中的组件如电阻和继电器是否正常工作。如果继电器显示异常，需替换以恢复正常功能，进而确保广播服务的连续性和可靠性。

2.2 输出检测板故障

2.2.1 故障现象

在城市广播系统中运用的10 kW中波发射机，当面临输出监测板故障，故障表现为发射机在正常运行中突然失去高压电源并自动停机，此时，故障指示面板上的+5V输出监测红灯会亮起。这种现象表明发射机内部电压监测机制检测到异常，自动执行保护程序以避免设备损坏。

2.2.2 故障分析

在城市广播系统中，10 kW中波发射机输出监测板的+5V电路，其故障通常表现为故障指示面板上+5V监测红灯亮起，这种情况可能指向几个关键问题。首先，这一指示灯的亮起通常意味着供电电路可能存在异常，这能直接影响发射机的功能和广播的连续性。具体来说，当+5V的红灯亮起时，它提示技术团队应首先审查输出监测板的供电是否稳定和充足。供电不足或不稳定都可能导致输出电压异常。其次，+5V稳压电路的性能也需仔细检查，因为任何稳压器的故障或效率下降都可能导致不稳定的输出，进而触发故障警报[4]。此外，在复杂的城市电磁环境中，外部干扰也可能影响敏感的电子组件，如稳压电路。这种环境下，稳压电路可能更频繁地遭受干扰，从而增加发射机故障的风险。

2.2.3 故障处理

在城市广播系统中，10 kW中波发射机的稳定性对于广播服务的连续性至关重要。输出监测板的+5V稳压电路，如图3所示，是这一系统中的关键组成部分，确保发射机电源稳定和可靠运行[5]。该电路由多个组件构成，包括UC3834三端稳压器、调整管V1、稳压二极管VD20和VD21，以及多个电阻和电容，如R22、R23、R24、C37和C38等，这些元件共同维持+5V的输出。在城市环境中，发射机面临的挑战尤其严峻。电磁干扰、电源波动及密集建筑可能导致电路故障，特别是在稳压电路中。稳压电路的故障不仅会导致发射机自动关机，还可能引起连锁反应，影响广播的稳定性。例如，一旦稳压电路中的VD21二极管发生软击穿，虽然外表可能看似正常，但其内部结构已不能正常工作，导致电路输出不稳，继而触发故障指示灯亮起，并使发射机停止工作。此外，城市广播系统的维护团队需要高度警觉，及时识别和解决这些电路问题。从图3可以看出，维护人员需对电路中的每个关键点进行测试，例如测量TP5的电压，检查三端稳压器和相关二极管是否正常工作[6]。此类细致的检查有助于快速定位故障源，如稳压二极管VD21的更换所示，及时的故障处理能够恢复系统的正常运行，保证广播服务不受城市环境挑战的影响。

图3 输出监测板+5V稳压电路

图3展示了输出监测板中+5V稳压电路的电路原理图。这个电路是由UC3834三端稳压器、调整管V1、稳压二极管VD20和VD21以及多个电阻和电容（如R22、R23、R24、C37、C38等）组成。这些组件共同维持发射机的+5V输出，确保电源稳定和可靠运行。在城市环境中，发射机面临的挑战尤其严峻，包括电磁干扰和电源波动，这些因素都可能导致电路故障，特别是在稳压电路中[7]。例如，如果稳压二极管VD21发生软击穿，虽然外表可能看似正常，但其内部结构已不能正常工作，导致电路输出不稳，进而触发故障指示灯亮起并使发射机停止工作[8]。维护人员需对电路中的每个关键点进行测试，如测量TP5的电压，检查三端稳压器和相关二极管是否正常工作，这些细致的检查有助于快速定位故障源，保证广播服务不受城市环境挑战的影响。

2.2.4 故障总结

在城市广播系统中使用的10 kW中波发射机，其稳定运行极为关键，尤其是电源稳压部件的可靠性[9]。故障分析显示，稳压二极管是故障频发的关键元件，这主要是因为它们直接承受来自城市复杂电网的电压波动和电磁干扰。城市环境的高温和高污染也对这些敏感元件构成了额外的挑战。随着时间的推移，稳压二极管在持续暴露于这种环境下会逐渐降低性能和耐压值。尽管这些二极管设计有自我恢复的能力，使它们在遭受击穿后能够恢复到正常工作状态，但其性能会有所下降。在正常工作状况下，这种性能下降不易被察觉，因为电路看似正常运作。故障分析过程中，技术团队需对这些组件进行特别关注，尤其是在没有明显物理损坏的情况下[10]。通过定期的性能测试和对比分析，可以评估这些二极管和三极管的实际工作状态。在城市广播系统的维护中，采用替换法来确认这些关键元件的健康状况是一种有效的策略，有助于提前识别和预防可能导致广播中断的故障。

3. 结束语

随着城市广播系统在现代通信领域的扩展，10 kW中波发射机的重要性逐渐凸显。这些设备在城市复杂的电磁环境中提供了稳定、可靠的广播服务，也面临着电磁干扰和设备故障等挑战。深入分析这些问题及其解决策略，有助于优化设备性能和可靠性。广播系统需适应技术进步和环境变化，保持内容连续性和信号清晰度。维护团队需理解并应对技术挑战，以提高应急响应能力。未来，随技术发展，将开发新解决方案和管理方法，提升广播系统的效率和可靠性，满足复杂环境中的需求。

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作者简介：郭海波（1987—），男，内蒙古莫力达瓦达斡尔族自治旗人，工程师，研究方向：广播电视中波发射机、电视发射机等。