中波广播发射机故障现象及维护措施分析

2020-03-24朱怿

电声技术 2020年10期

朱怿

（云南省广播电视局玉溪693 台，云南玉溪 653100）

0 引言

中波广播发射机是广播发射系统不可或缺的一部分。随着我国广播事业的进一步发展，中波广播发射机的数字化特征和信息化特征愈发明显［1］。但是，在实际运行中，发射机很容易出现各种故障。因此，分析中波广播发射机工作中可能遇到的故障类型，提出有效的解决措施，以便为同行更好地解决中波广播发射机故障提供参考。

1 中波广播发射机的工作原理

中波广播发射的电磁波经由天线传输转化为广播信号。在这一过程中，电磁波一般分为圆极化、椭圆极化及水平面极化3 种类型。电磁波经由天线转化为广播信号，而广播信号的传输需要一定的时间。因此，天线设备的发射效率与运行效率密不可分［2］。

数字信号的调频特征经过中波广播发射机的转化会被逐渐淡化，其中数字和幅度之间的转化依靠中波广播发射机来完成。编码过程中，二进制信号是计算机能获得信号的前提。中波广播发射系统获取的信号为模拟信号，必须进行二次加工处理才能被计算机捕捉。模拟信号经过编码处理后可变成二进制信号中的“ 0 ”（关闭）和“ 1 ”（开通）。一般来说，编码工作需要利用计算机运行编码程序，依靠编码器将模拟信号加工成数字信号。加工后的信号被传送到功率放大器，放大后电平随之升高。功率放大器的作用是产生与信号对应的电压，以便其他系统进行控制。中波广播发射机的工作原理如图1 所示。

2 中波广播发射机的系统构成

了解中波广播发射系统的构成可以有效帮助维修人员迅速判断发射机的故障类型，可为提高发射机的维修工作质量奠定基础。中波广播发射机由射频、音频、控制及电源4 大部分组成。

2.1 射频部分

射频部分主要由振荡器、射频放大器、功率合成器、带通滤波器及T 型阻抗匹配网络5 大部分组成。振荡器产生射频激励信号，而缓冲放大器放大原有信号，使得信号进入到预推动级产生更高的电平，以此推动由3 块功放模块组成的推动级。到达推动级的射频激励信号进入射频分配器，被分离成多个射频推动信号，并推送到不同的功放模块。功率合成器接收到放大信号并将其合成，经过A/D 模块转换后进入带通滤波器过滤出杂波信号，并利用阻抗微调电路将输出信号电流的阻抗调整为50 Ω，最后输出信号。

2.2 音频部分

音频部分主要由模拟输入板、A/D 转换板、调制编码板及直流稳压板4 部分组成。模拟输入板可以过滤掉音频信号中不需要的高音频成分，在滤波中加入载波功率的直流成分，输出音频+直流信号。A/D 转换板接收到信号后进行转换，将信号变成大小为12 bit 的数字音频信号。调制编码板将该数字信号转变成二进制信号中的“ 0 ”（关闭）和“ 1 ”（开通）来控制功放级射频功放模块。直流稳压板给调制编码板提供可供正常运行的电源电压。

2.3 控制部分

控制部分包含控制板、显示板以及对外接口板3 部分。

控制板的输入信号有两种类型：一是来自于开关仪表板和对外接口板的操作控制信号，包括开机（高、中、低功率）或关机（高、中、低功率）等指令；二是来自于显示板的故障检测逻辑信号。控制板可根据信号指令，完成开/关机、信号输出功率等级的调整以及故障应急保护等操作。

显示板主要有两个功能：一是输出逻辑信号到控制板；二是将输出的逻辑信号传送到26 个双色指示灯处，然后根据颜色的变化来监视发射机是否良好。

对外接口板接收状态指示信号并锁定保存。若发射机突然发生故障关闭，状态指示信号将被锁定在故障位置，直到故障解除才会解锁并正常工作。交流供电电源出现故障时，利用备份电池电源保存当时逻辑电路下发射机的工作状态，一旦交流供电电源恢复正常状态，发射机的逻辑电路会自动“恢复记忆”，自动开机并恢复至故障前的工作状态。

2.4 电源部分

变压器T1和变压器T2是电源电压的主要供给部分。功放电源电压由变压器T1提供，主要电压类型有+230 V DC 和+115 V DC。变压器T1的服务模块有42 个大台阶模块、6 个二进制台阶模块及推动级模块3 种。低压电源电压主要指的是非稳压电源，由变压器T2提供，包括+30 V DC、±22 V DC、±8 V DC 以及+60 V DC 等电压类型。变压器T2给相应的电路提供低压电源，便于电路板稳压。

3 中波广播发射机故障分析

3.1 天线和网络零点变化故障

中波广播发射机天线和发射系统阻抗的匹配程度可以通过天线零点值来判断［3］。若零点数值较高，说明二者不匹配；若零点数值正好为零，则说明二者完全匹配。一旦出现不匹配的情况，出于保护电路的考虑，发射机会自动关机。研究显示，影响天线零点数值变化的因素有许多，包括气候、馈线进水等。尤其是气候条件较为恶劣时，馈线系统容易产生大量的静电，从而使天线零点数值不断上升。另外，馈线中进入雨水时，线路的输入阻抗也会发生一定的变化，导致馈线系统和发射设备阻抗无法完全匹配而发生故障。

3.2 输出功率因调幅影响发生故障

若发射设备在运行时遵循等微增率规律，调幅时将会引发输出功率故障。为了避免该情况的发生，一般技术人员会采取调整输入电阻和示波器调制板等手段来调整发射机的输出功率，同时可以根据总电流情况判断输出功率是否因调幅影响而产生故障。判断标准：若总电流低于最低电流值，说明调制板或检测器中间可能产生了故障，要及时更换调制板；若更换调制板后，总电流仍然低于最低电流值，说明故障部位应在功率放大器，此时要重点检测功率放大器的内部元件。

3.3 模块插座存有异常

经常拔插模块插座会影响内部弹簧的张力，从而导致插座接触不良。如果发现插座被损坏还伴有火烧的痕迹，检修时要先查看设备是否老化，再查看设备的损坏程度，并根据实际情况及时更换插座。

3.4 输出变电压存有异常

正常情况下，发射机运行时，电压在一定范围内波动。若发射机的输出变电压值不在该范围内，说明输出电压异常，此时要对其进行及时分析。输出变电压存有异常的可能原因有如下4 个，可根据实际情况采取对应的处理措施。

（1）变压器的绝缘性能偏低引起输出变电压异常，此时要及时检查线路，更换变压器。

（2）变压器超负荷运转使得绕组之间出现线路短路，此时应及时检查线路，找出故障部分，及时采取措施恢复线路绕组。

（3）三相负荷不平衡导致输出变电压异常，检修时要调整线路运行负荷。

（4）阻扰缺相会引起变电压异常，此时要及时检查线路，看线路之间的连接是否紧密。

3.5 功放管发生击穿故障

热敏电阻探测的电路故障、变压器损坏以及调错射频信号幅度等现象，都会造成功放管击穿。出现此故障时要解析故障原因，了解各种设备元件的运行参数，及时更换设备元件。另外，模块虚焊和连焊也会造成功放管击穿，需仔细检查模块是否出现虚焊、连焊状况，然后根据实际情况重新焊接。

4 中波广播发射机的维护方法

4.1 科学制定检查维护计划

考虑到中波广播发射机故障维修的复杂性，维护时应科学制定维护计划［4］。首先，应统一规划发射机各部位的具体工作流程和工作步骤，确保维护工作有序进行。其次，制定可操作性较强的检查维修计划，制定相应的工作制度，严格按照检修计划对发射机进行定期常态化检查，同时计算好各部位之间的检修间隔周期，力求将故障控制在预测阶段，最大限度地减轻发射机故障维修压力。再次，需提高维修人员的责任意识，在日常维修或故障维修中，以动态档案的形式记录设备的运行状态，以便日后查阅翻看，同时按照严格的故障维修具体流程操作，以免维修计划流于形式。最后，维修人员还应把握适度原则，掌握具体问题对应的分析维修策略，根据具体情况适当调整维修计划。

4.2 定期进行除尘作业

灰尘是影响中波广播发射机高质量运行的因素之一。若没有及时清理发射机中长期积攒的灰尘，中波广播发射机的工作效率将会大打折扣，甚至影响发射信号的质量，严重时还会损坏中波广播发射系统。因此，需定期除尘以有效降低中波广播发射机出现故障的概率。由于中波广播发射机工作及运行的特殊性，各部分的性能灵敏，若长时间被灰尘覆盖，工作元件的灵敏度将会受到影响。设备元件在有灰尘的状态下长时间工作，还有可能造成内部损坏而引发发射机系统内部故障。因此，需定期对中波广播发射机进行除尘，一方面增大设备元件的使用周期，延长其使用寿命，使之更好地服务于发射机系统，另一方面提高中波广播发射机运行环境的洁净度，提升中波广播发射机的工作效率。除尘时要严格按照相关的工作流程和步骤进行操作，以免损坏设备元件而造成不必要的经济损失。

4.3 维护各类开关性能

各类开关是中波广播发射机必不可少的零部件，也是最容易出现故障的部件。例如，在设备运行过程中，工作人员打开或关闭某开关时有可能出现火花，存在一定的安全隐患。若此种情况反复多次，不可避免会对开关的工作性能造成磨损，从而降低开关的灵敏度，影响发射机设备的正常运行。因此，技术人员在日常检修发射机设备时，要尽可能细致检查各类开关。若发现开关有磨损或灵敏度降低等不良状况，应及时更换。工作人员还应对造成上述情况的原因进行合理剖析，找出导致开关失灵的原因并填写相应的维修记录。

4.4 定期更换电器元件

中波广播发射系统中，电器元件在运行时易产生高热能。设备元件长期处于高温环境，有可能影响元件的各项性能而引发各种功能性故障。因此，在日常维护中，要针对各类元件制定相应的检查计划，及时更换发现的老化或严重磨损的设备元件，以确保设备元件可高效发挥作用［5］。工作人员还应熟练掌握各类设备元件具有的功能，掌握影响其工作状态的因素，以便在工作中尽可能避免使设备元件工作在受损的环境。为了更好地维护设备元件的工作性能，工作人员还应借助专业仪器测量设备元件的运行参数，依靠可靠的数据调整维修进程。