刘崇辉

（山西广播电视台，太原 030001）

调频发射机功放故障分析及处理方法

刘崇辉

（山西广播电视台，太原 030001）

本文针对调频功放RFPJ1KM（或PJ1KRF）易发故障详细进行了分析，希望以高山台站调频发射机具体的运维过程中总结的故障处理经验，为广播频率安全播出保驾护航。

调频发射机；调频放大器；模块；激励器

1 引言

调频发射机作为最主要的广播覆盖方式已经普及，山西广播电视台交通、农村、故事等频率选用了意大利的全固态立体声调频广播发射机，各相关频率的广播质量和覆盖率大大提高。这些发射设备主要建立在省局228台E112°19′27″、海拔1840M的庙前山，通过对RVR调频广播系统的深入研究（主要设备如：同步调频激励器、调频功放等）利用RVR广播系统的实际组网经验，本着严谨可靠、技术先进、经济实用的原则研究分析得到了一些调频发射机常见故障的处理经验和方法。

2 调频发射机整机工作特性

2.1 PJ5 KPS

PJ5 KPS是调频声音广播的射频放大器，是一个全固态设备，具有现代化设计。在调频放大器模块中，使用MOS场效应管作为有源器件。

PJ5 KPS发射机由插在19″机箱中的模块组成。发射机的主要模块有：1个控制器、5个1.2kW的射频功放模块、1个或2个电源机箱、1个功分器/输入射频。

2.2 发射机

发射机由散热风扇、电气附件和射频馈线这些工作所必须的部件（而并非真正的模块）装配而成。一个完整的发射机通常配置两个FM激励器（一主一备）。

（1） PJ5 KPS的其他主要特性：

⊙ 1.2kW的功放模块可实现热插拔。

⊙ 每个模块由一个基于微处理器的卡来控制。该卡检测和调整工作状态，结果数据传送给控制器。

⊙ 控制器以自动状态或手动状态来管理两台激励器的倒换。

⊙ 发射机可以装配双电源/整流模块，两个模块互为热备份。

⊙ 即使控制器缺席，发射机也会象平常一样工作。

（2） PJ5 KPS预计提供下列可选项目：单或双电源机箱，单或双激励器，N+1结构，不同种类的激励器，安全断路后自动恢复或手动恢复。

（3） PJ5 KPS构成。它主要由电源、功率分配—耦合、射频放大三部分构成。

2.3 电源部分组成

电源部分由一个或两个三相变压器组成，每个变压器经整流电路整流产生80V非稳压电压，供给RF模块。变压器和整流电路装在可热插拔的电源机箱内，同电源电感装在一起，有助于达到约94%的功率因数。电源机箱的容量可供PJ5 KPS满功率工作的需要。因此，两个电源机箱是热备冗余结构。电源部分是由安装在机箱内部的基于微处理器的卡来控制。

2.4 功率分配——耦合部分

功率分配——耦合部分完成除功率放大外的所有处理。来自两个激励器（冗余结构）的RF（射频）信号，首先衰减6dB，以利于极间去耦，然后连到一个受控制器控制的同轴继电器上。两个信号中，一个接到机器内部的假负载上，另一个接到功分器上。两个信号的功率由特定的定向耦合器测量。

选中的激励器的RF信号分成5个支路，每个支路输入到一个放大模块。5个放大支路的输出由耦合器合成，总的RF信号由低通滤波器滤波，消除谐波分量，输出到输出接口。

功率分配——耦合部分由基于微处理器的卡来控制，它将各测试点的检测值显示给用户，用于故障诊断。

整机包含5个RF功放模块，每个可提供1.2kW的最大功率，每个模块包含一个开关电源部分，对电源部分提供的电压进行校准和稳压。每个功放模块包含一个前级，其增益根据BLF175 MOS管而变化。被驱动放大的RF信号分成4个支路，被4个基于BLF278的模块放大，然后由低通滤波器合成。每个RF功放模块由一个基于微处理器的卡来控制，这个卡通过RS485母线与其他放大模块的同类卡相连。每个模块都具有APC（自动功率控制）功能来校准电源，放大级的增益和开关电源的提供的电压被校准，使模块输出的功率与设置的电平相应（如果可能的话）。

PJ5KPS提供的总功率，由功率分配——耦合部分上的基于微处理器的卡，根据控制单元上的“RATED POWER”（额定功率）和“LOWER POWER”（降功率）参数设置来控制。

3 发射机功放故障及维护

故障介绍：RFPJ1KM（或PJ1KRF）功放模块用在PJ500M-C和PJ1000M功放中，使用PHILIPS BLF278对儿MOS-FET管（两个管子在一个封装中）形成推挽结构（180度相位）。

3.1 故障板的确定

每个模块有自己的50V供电快速熔断保险，最常见的故障是短路。所以，如果更换了熔断的保险后又立即烧断，你可以假定“对儿管”有问题。当PJ1000M功放中的一个保险烧断，前面板的绿色LED会熄灭。通常，这些LED的顺序与内部功放模块的顺序一致。

3.2 更换故障板

（1）拔下50V供电的红色线，断开其他连接——焊开射频输入和输出（一小段裸露的硬线）和偏置线（塑料护套线）。由于板上的元件固定到一块厚铜片上，所以只需拧下5个与散热片（放大器机壳）固定的六脚螺丝。由于铜片上涂了硅胶，所以可能不易拆卸，可能需要小刀、钳子等工具。将散热片上的硅胶擦干净，必要时用蘸酒精的干布来擦。

（2）安装新板。BLF278对儿管是场效应管，对静电非常敏感，不要用手指或手持工具直接接触其管脚。在铜片与散热片的接触面涂上一层硅胶便于散热（注意机壳表面必须擦干净），然后焊上射频输入、输出和偏置电压线，连接50V电源红线。在送激励信号之前，要调整静态电流，还要检查贴片电阻R9（100Ω）处于良好状态，当对管损坏时，通常它也会象保险一样烧断。

（3）利用偏置电压调整静态电流。在调整偏置电压之前，必须确保多圈电位器R15的中间点接地（逆时针拧到底），这非常重要，必须用万用表认真检查，也必须确保PJ1000M前面板上的BIAS ADJ（偏置调节）调整电位器顺时针拧到最大，以获得尽可能高的偏置电压（约10V），功放的输出接射频负载（如假负载）。偏置调整在是在没有射频的情况下进行的，所以假负载可以小一些，因为没有任何功率进入假负载，其作用是使射频模块工作状态稳定。要正确调整，需要用两个数字万用表：一个用于直流电压测量（10V量程），另一个用做直流毫安表（350mA量程）。测量D5-R9-R10-R11-C5-C6公共点的电压，给出R9之前的栅电压Ug。将毫安表串接到50V馈电线路中，测量静态驱动电流Idg。不要将栅电压和偏置电压混淆，偏置电压由偏置卡提供，为固定的10V左右。在老偏置卡（玻璃保险）的PJ1000M功放中，一条线为两个模块供电。但在新偏置卡（陶瓷保险）的PJ1000M功放中，为每个模块有一条线提供栅电压。每个功放模块有自己的偏置电压，可用R15电位器来设置。

（4）功放加电源（激励器关机），查看电压。开始是负的（约-10V），慢慢地升到接近0。电流仍然是0，现在顺时针慢慢地调整R15，使电流读数为170/180或190mA。数值的选择根据使用的功放型号：PJ500M-C或PJ1000M。栅电压应该在3.3V左右，从这个电压可以看出管子的状态。重要的是电流的设置，栅电压只是静态驱动电流的结果。

注意：静态电流设置得高，管子的功率增益大（获得同样的功率输出激励输入小），但静态电流设置得低有如下好处：驱动小、管子的寿命长、效率高、稳定度好、寄生调幅小（因为激励器工作在高输出电平状态）。这几点只对PJ300M有效，它使用的射频板与PJ500M-C和PJ1000M中使用的RFPJ1KM完全不同，只是都用BLF278管子。对不同的功放，利用表1来调整正确的偏置电流.

表1

PJ300M用不同的方法设置偏置电流：首先，逆时针将BIAS（偏置）电位器拧到底；然后，增加射频信号到10W，调整BIAS（偏置）电位器，得到300W的输出；最后，如果测量，偏置电流应该在24或25mA，以使功率增益低。顺便提一句，最好检查功放的所有放大模块，看一下在工作过程中设置是否已经改变，这也是为保留记录的提供很好的素材。

管子状态：通过查看得到固定的静态驱动电流190mA所需要的栅电压，就可以看出管子的工作状态是在健康状态还是在生命衰落的病态！如表2所示。

表2

4 结束语

按照本文故障处理的判断、分析、处理解决问题步骤模式，机房值班员可以通过简单的熔断保险的“熔断”信号去可靠、简便、快捷的处理故障。在长期调频发射机运行维护过程中结合调频发射机的特性，通过长期省内各频率调频发射在省局228台实际的工作状态，主要对调频功放出现的故障积累总结出行之有效、高效快捷的处置解决方案。希望能够为调频广播无线覆盖的同行了解全固态调频发射机原理和常见故障调频功放的处理方法，为调频广播覆盖工作提供技术支持和可靠的服务保障。■

[1] 谢益溪．无线电波传播原理与应用[M]．北京 民邮电出版社，2008(1)

[2] 廖茂．调频激励器原理及其发展．广电设备与技术，2004.1

Common Faults Analysis and Treatment Methods of FM Transmitter

Liu Chonghui
(Shanxi and Broadcasting and TV Station, Taiyuan, 030001)

This paper analyzes the common faults treatment methods of the FM RFPJ1KM (or PJ1KRF) to make sure the safety of the broadcasting of radio frequency.

FM transmitter; FM exciter; module; actuator

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.08.009

TN93 文献标示码：A

1672-7274（2016）08-0035-03

刘崇辉，山西广播电视台技术中心副主任，通信工程高级工程师，主要从事播出、传输、发射、覆盖建设项目。