关于全固态中波发射机设计的改进

摘要:北广科技ZF-5B5KW PDM 中波广播发射机因设计上的技术缺陷,在实际播出应用中频繁损坏线路板、元器件,导致发射机不能正常工作。

本文阐述了找寻故障点和维修故障的方法,探寻故障发生的原因,在技术上对发射机设计缺陷进行改造。

关键词:全固态中波发射机设计改进
发现故障
北广科技生产的ZF-5B5KW PDM全固态中波发射机是安徽广播电视台农村广播1008千赫兹频率的备机。

机器面板由微机控制器控制并采
用LED显示屏,显示屏界面有入射功
率、反射功率、功放电压、电流、调幅
度、天线零位等机器运行状态和故障
原因显示,机器运行状态一目了然,能
监视运行状态和快速处理故障。

此发
射机采用脉宽调制,高末级使用8只
调制/功率放大器,工作于丁类放大状
态,经功率合成后输出,整机效率可达
75%以上。

在一次例行设备维护中,我们在
倒换各频率备机检查各备机工作情况
是否良好时,发现1008千赫兹备机不
能正常工作。

故障表现为面板故障灯
(红)闪亮,机器高压正常但没有功率,
拉开外门,看到所有调制、功放小盒调
制输出指示灯均不亮,其他各单元均
正常,查看状态量窗口显示调制推动
故障,所以判断是调制推动故障封锁
调制导致没有功率输出。

封锁调制即
调制驱动信号被保护电路钳位到地,
保持PA盒内MOS场效应管源漏极间
电压为零,使RF载波功率输出下降或
者为零,保护MOS场效应管的安全。

故障原因
封锁调制故障可以从PA盒内局
部封锁调制保护电路和智能控制系统
整体封锁调制保护电路两个部分判断
故障点。

PA盒内局部封锁调制保护电
路一般是因MOS功放管损坏或者逻
辑电平变换器、调制器电路故障引起
的。

发射机智能控制系统封锁调制保
护电路动作的主要原因有:RF过流、
RF驱动电平异常、驻波故障、15V电
源故障。

正常时RF电流采样为正弦波
3V值,RF驱动电平采样为DC25V-
30V,经过检查MOS功放管、RF电流采
样信号、RF驱动电平监测电路、-15V
电源后都未发现故障点。

在查找设计
图纸后,确定故障点应该在脉宽调制
器部分,线路图如图1所示。

正常情况下,调制推动封锁端和
调制推动启动端为低电平状态,经过
N10、N11、N12反相器三次反向后,N12
后端为高电平,N12前端为低电平,所
以VD17绿灯亮,VD17红灯不亮,R72
后端为低电平正常状态去推动调制。

经观察和测量,VD17红灯亮,调
制推动故障端为高电平故障状态,调
制推动封锁输入端为高电平故障状
态,所以判定故障点不是在脉宽调制
器线路板中,而是在上游电路中。

于是
查找调制推动封锁来路——
—输出检测
板天线驻波比检测电路,线路图如图
二所示。

关于全固态中波发射机
设计的改进
□杨龙庆周伟
图一
技术技巧
声屏世界
2018/9
经过分析,故障点在输出检测板的驻波保护电路上。

正常情况下,由天线驻波比检测电路和电流过大检测电路送来的低电平信号分别送入R7、R38到V1、V2三极管的基极,从而使得V1、V2三极管处于截止状态,在上
拉电阻R37的作用下使得反相器N10输入端为高电平,经过两次反向后的高电平送入V3的基极,所以V3饱和导通,V3的集电极输出低电平去脉宽调制器。

于是我们更换了V1、V2两个三极管。

技术改进
在之后的几次例行维护时,该发
射机又出现了同样的高压正常但没有功率的故障,同样是V1、V2被击穿这一故障原因,而且在此期间备机并没有工作过。

经过分析后,考虑到发射机在没有工作的情况下V1、V2被击穿,不应该是机器内部线路板电流过大击穿V1、V2,应该是外部高频杂波或者是引线过长产生的某个谐波的串入击穿了V1、V2。

如果只是像之前只是更换V1、V2,一段时间后这两个三极管肯定还会被击穿损坏,导致备机故障不能工作。

经过讨论分析,我们制定了两个方案。

方案一:在V1、V2的基极的下拉接地电阻R8、R40两端分别并联一个
电容,组成RC 并联滤波电路;方案二:如果方案一达不到效果,在R7、R38后端采用L 型滤波电路或者π型滤波电路。

根据方案一,在V1、V2基极的下拉接地电阻R8、R40两端分别并联一个1000pf 左右的小电容,用于滤除高频杂波,提高抗干扰能力,保护V1,V2不被击穿。

改进后的电路图如图三所示。

在R8和R40两端分别并联小电容组成RC 并联滤波电路,RC 并联滤波电路既可通过直流又可通过交流信号,并联滤波电路的转折频率:f 0=
2πRC。

当输入信号频率小于f 0时,信号相对电路为直流,电路的总阻抗等于R;当输入信号频率大于f 0时C 的
容抗相对很小,总阻抗为电阻阻值并上电容容抗,当频率高到一定程度后总阻抗为0。

由图纸得知R8、R40阻值均为1KΩ,C1、C2电容为F,经计算f 0≈159KHz。

由于近场强高频杂波频率远高于159KHz,所以该滤波电路可以很好地滤除高频杂波保护V1、V2不受损坏。

结论
此电路如此改造后,经过一段时间发射机实际播出的检验,V1、V2再也没有被损坏,故障点被消除,确保了备机随时可以工作。

如果此故障不能排除,发回厂家维修换板,会造成1008KHz 单机长时间不能工作影响安全播出,另外费用会比较高。

此次对该发射机的技术改造既节省了成本,又达到了预期设计目标。

(作者单位:安徽广播电视台阜阳发射台)
参考文献:1.北京北广科技股份有限公司:《ZF-5B 5KW PDM 中波广播发射机技术说明书》。

2.陈晓卫:《全固态中波广播发射机使用与维护》,中国广播电视出版社。

3.刘洪才:《广播发射与卫星传输理论基础
》,中国广播电视出版社。

技术技巧
图二。