调频广播发射机故障原因及改造措施

科 技论 坛
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调频广播发射机故障原因及改造措施
尹 伟 ．
（ 延寿县广播 电视事业局 ， 黑龙江 延寿 １００ ） ５７０
摘 要： 针对 某电视 台在农村 中央广播 电视 节 目无线覆盖工程 中， 调频 广播发射机 与天线不能配接的故 障原 因进行分析 ， 通过排 查 是发射机 带外滤波不干净或频率不对等 导致保护。 关键 词 ： 调频广播 发射机 ； 护故 障原 因； 保 改造措施 １某 调 频 广 播发 射 机 保 护 故 障 原 因 在农 村中央广播 电视节 目无 线覆 盖工程 中 ， 台使用 由农村 中 某 央无 线覆盖 工程 划拨 的 陕西数 字广 播通 讯设 备有 限公 司生产 的 Ｆ ０ Ｓ １ １０ 全 固态调频广播发射机 ，天馈系统为成都凌风 Ｍ１ １～ 型 ０ Ｗ 电子科技公司生产 的 ＬＴ Ｓ １ Ｆ Ｆ Ｂ Ｖ— Ｍ调频广 播双鞭垂直极化天线 ， ｒ 工作频率 为 ９ ． Ｍ Ｚ 设备安装完成后开机试播 ， ７３ Ｈ 。 发射机始终不能 图 １改 造 示 意 图 正常工作 ， 发射机开机后立 即进入保护状态并报警 ， 该机 只有一 个 从而保证只有振荡器 中心 报警 指示 和一种声音报警 ， 无从 区分报警 的具体原 因。从发射机保 平均 中心频率不稳定 的那一部分起作用 ， 频率不稳定影起 的误差 电压反馈给压控振荡器 。 即在调频锁相环 中 护告 警的信息分析 ， 可能有 以下一些原因 ： 加入失锁保护 电路 ， 对环路滤波器采用 自动 开关控制 ， 当调 频锁相 １ 发射机天馈系统驻 波比过多 ， ． １ 导致驻波保护。 环失锁时短路低通滤波器 ， 扩大搜索范 围 ， 当频率接近中心频率 时 ， １ 发射机输出功放单元有故障 ， ． ２ 导致开机检测参 数超标保护 。 断开开关 。 １ ． ３电源及其它原因导致保护 。 由于该调频调制单元为全调频段通用设计 ， 则该调 频锁相环采 我们 开始逐步依次排查 ： 首先 ， 怀疑天线调试不合格 ， 是 驻波 比 用扩展捕捉带的方法 ， 使锁相环锁定所允许 的最大起始频率范围变 过大。该天馈 系统采用双鞭垂直极 化天线 ， 采用 Ｓ Ｙ ５ — ３聚乙烯 Ｄ ０２ 以满足调频全波段覆盖。我们分析该锁相环 的初始振荡频率设 螺旋绝缘 皱纹铜管外导体同轴电缆 。 我们采用扫频仪器 多次仔细调 宽 ， 置为调频频段 的低端 ， 通过 Ｃ Ｕ设置工作频率后 ， Ｐ 由锁相环 完成 最 试天线的驻波 比指标 。但仪器测试 的结果都完全合乎要求 ， 测试指 后 的频率锁定。由此 ， 我们 确认该 “ 漂移” 过程为调频发射机调制器 标为 ＜１１ ， ．５ 达到 乙级标准 ， 中心频率 ±４ ０ Ｈ 在 ０ Ｋ Ｚ带宽 内的指标 ＜ 为进一步确认 ， 我们打开发射机 ， 监测功放 的前级 １ ，达 到国家 甲级标 准 ，根据 国家广 播电影 电视行 业标准（ ＹＴ 锁相 的正常过程。 ． １ （ ／ Ｇ 输入信号 ， 频谱仪显示测试结论相 同。 ５ ５ － ９ ４电视和调频广播发射天线馈线 系统技 术指标》要求 ： ０ １９ １ 在 通过分析 电路 的控制原理 ，发现在发射 机没有完成锁相前 ， 没 天馈 系统输入端 ，调频广播 天馈 系统在工作频道 内的驻波 比为 ： 甲 有对功率输出级进行控制 ， 发射机 的末级功放一开机便进入工作 状 级 ≤１１ ； ．５ 乙级 ≤１ ０ 丙级 ≤１ ０ ． ； ２ ＿ 。根据广播 电视系统对驻波 比的 ３ 导致 开机时 的锁相过程 中的漂移信号通过功放单元 输出。由于 要求 ， 此天线指标 在实际应用 中发射机不可能产生保护。按 理应 该 态 ， 该调频广播发射 系统使用的是调频 广播 双鞭垂直极化天线 ， 为窄带 完全 可以正常工作 。 于是开始怀疑为发射机有故障， 于是 ， 采用假 负 双鞭 天线 ， 厂家调试带宽 一般在 １ ～ Ｍ Ｚ以下 ， ．２Ｈ ５ 不是调 频全波段 载开机测试 ， 发射 机正 常开机 ， 且功率输 出完全正常 ， 各状态 检测 均 其频率完 正常。停机后再 次检查发射机输出接 口、 天线接 口无异常 。 为此 ， 天线 。在发射机锁相完成前的中心频率 由低 到高 的上升 ， 可 全在该天线的正常通带 以外 ， 该信号通过发射机功放单元输 出到天 以排 除以上分析的三个原因。 必将造成发射天线 的反 射过大 ， 而导致 发射 机检测后形成 从 检修 工作陷入 困境 ， 经反复分析 ， 认为可能是发射 机带外滤 波 线后 ， 驻波 比保 护 ， 保护后开始报警 。 不干净或频率不对 等导 致 ， 了进 一步确认 故障 ， 为 我们 将发射机接 ２对 调 频 广 播 发射 机 改 造 措 施 上 ３ ０ 的假 负载 ， ０Ｗ 通过定 向耦合 器取 出射频信 号 ， 频谱仪设置 将 由于发射机 出厂时是在标 准假 负载上进行测试 ， 几乎不存在所 到中心频率 ， 采用频谱仪监测发射机输 出频谱 。 开机后 ， 发现发射机 谓的“ 带宽” 问题 ， 所以能工作正常。 同时， 也了解到有的地方同样 的 工输 出的频谱带外抑制完全合乎要求 ， 带外非常干净。 关机后 ， 将频 一是发射天 谱仪 的分辨率调低 ， 展宽扫描频带 ， 再次开机 ， 意外 发现在开机 时发 技术方案但设备工作正常。我们分析可能为两个方面 ， 线为全波段天线 ， 且没有 多工设备 ； 二是发射机 工作 频率为调频波 射机 的输 出频谱从低段 开始 向高端慢慢移动 ， 几秒后移 动到发射机 段的低端频率 ， 锁相时间更短 ， 就算使发生 了驻波 比保护 ， 也在发射 设定 的工作频率 ９ ．Ｍ Ｚ处频率锁定 。 ７３ Ｈ 机的驻波 比保护 的允许时间内， 因此 能正常工作。 总结 以上分析 ， 我 我们立 即查阅该公 司提供配套资料中的电路 图。 该调制器采用 们提 出以下解决方 案 ：１将 调制器的锁相时间缩短 ；２ 在调制器 （） （） 变容二极管直接调频技术 ，即在工作于发射载频 的 Ｌ ｃ振荡 回路上 封锁功率输 出 ， 待频率锁定后开始逐步增 大到设 定功 直接调频 ， 采用 晶体振荡器和锁相环路来稳定 中心频率 。较之 中频 完成锁相前 ， 率。 通过反复 比较两套方案 ， 我们认为 ： 第一套方案 由电路 设计 已经 调制 和倍 频方法 ， 这种方法的 电路简单 、 性能 良好 、 副波少 、 维修方 确定 ， 改造难度大。 第二套处理方案实现容易 ， 并与厂家工程师进行 便， 是一种较先进 的频率调制方案 。 了沟通后 ， 了解到他们公司在小 功率 发射机上确实没有在锁相前关 根据锁相稳频 电路原理 ， 其电路一般包括 四个部 分 ： 控振荡 压 决定在调频调制器 的输 出端安装 了一个 器、 鉴相器 、 基准晶体振荡器和分频器。 大的调制信号加入压控振 闭功率输 出。我们分析后 ， 放 高频低 电压继 电器 ， 实现信号锁相前 的信号封锁 ， 由于锁相环 完成 荡器 ， 对其进行频率 调制 ， 过调 制的高频信号一路送至后 面的放 经 锁相后 ， 由一个指示信号输 出， 会 我们决定采用该输 出电压控 制继 大 电路 ， 另一部分送入分频器进行分频 。分频器输 出的方波信号送

改造点如图 １ 所示 。 人鉴相器 中， 与基准晶体振荡器经过分频后得到 的基准信号进行 比 电器工作来实现射频关断处理 ， 其原 理为 ： 继 电器接入 调制器 的输 出端 ， 将 使用 继电器常 开接 较， 实现相位锁定 。鉴相器 的输 出信号经过环路滤波器送人压控振 设置为常开 ， 利用锁相成功后的指示 信号控制继 电器 的工作 ， 闭 荡器 中， 控制压控振荡器的振荡频率 ， 从而达到稳定频率 的 目的。 点， 合电路。在锁相完成前， 继电器为常开， 信号被关断， 保证无信号进 调频锁相环路 中的环路滤波器是低 通滤 波器 ， 由于调频的结果 使压控振荡器输 出信号 的瞬时频率总是偏离其基 准值 ，也就是说 ， 入 功放末 级电路 。锁相成功后调制器会有 一个 指示 信号 的电压输 我们用该 电压 信号控制继 电器闭合 ， 稳定的主频信号输 出到 将 已调信号在中心频率附近很小的一个频偏范 围内变化 。 而环路的功 出 ， 功放 电路推动功放工作 。这样一来 ， 保证 了输 出的大功率信号为天 能就是要抑制 频偏 ， 产生 了一个矛盾 ， 这就 又要解决 中心频率 的稳 再没有出现过类似的 定， 又要保证调频 的调制频偏不受影 响。 为了解决这个矛盾 ， 应该使 线的带 内信号 。通过改造后发射机工作正常 ， 保护故 障， 技术改造成功。 调制信号的频谱处 于环路通带之外 ， 也就是需要在鉴相器和压控振 荡器之间加一个低 通滤波器 ， 将其滤 除。环路 只对 引起压控振荡器