王先勇

（广西广播电视技术中心南宁分中心，广西 南宁 530015）

现阶段中国数字电视（DTV，Digital Video Broadcasting）的覆盖网络已完成。与以往的模拟电视相比，数字电视具有更清晰的画面、更多的通道、更高的音质、更完美的功能，而且可以实现信息的相互作用和更好的视听效果，可以满足更多人的视听需求。

地面数字电视发射机为了向用户提供更好的视听体验、更加充实的功能和服务，在稳定运转中发挥着重要的作用，所以探索放大器的工作原理和维护故障的对策是很重要的。

1 系统组成与原理

通用发射器系统的制造商和零件方面有差异，但主要框架相似。以1 kW 发射机为例，码流进入励磁器，通过频率变换调制后，输出射频信号。开关通过控制器对输出射频信号进行双驱动切换。将一个射频信号选择给射频分离器，该分离器将信号分配给3 个信道，并驱动3 个400 W 功率的放大器。功率放大后，3 个射频功率信号由功率合成器合成，经由定向耦合器和带通滤波器发送到发射天线。励磁器、电源和功率放大器是重要部件。发射机设备的发射机原理如图1 所示。

图1 发射机原理框图

1.1 功放模组的组成与原理

图2 为400 W 功率放大器系统的原理框图，主要包括前置放大器、分发器、2 个单元的后级功率放大器、组合器、控制集板、功率放大器模块、散热器、封装外壳、连接器。最终功率放大器由2 个功率放大器单元板构成，并经由功率合成器提供400 W 的功率输出。

图2 400 W 功率放大器系统的原理框图

1.2 功放单元的组成与原理

功率放大器单元电路采用LDMOS 超高频功率晶体管BLF888A，功率放大管为2 管。单元模块高频采用输入输出baron（平衡—不平衡转换）网络，标称阻抗50 Ω，电源50 V，ab 类工作，推挽共源扩大，工作电流7.5 A。

2 发射机功放板块的常见故障和维护方法

功率晶体管的损坏或组合器的输出短路故障将降低发射机的输出功率，通过确认控制台上显示的数据，分析晶体管是否损坏。如果放大器部分的输出不正常，放大器部分电流电源和晶体管工作正常，证明第一个合成电源存在短路故障[1]。相关人员必须迅速调整电流头，以检查故障部位。

发现并纠正缺陷是为了建立一个良好的维护平台。后台主要由数据发送器、放大器连接端口和备份电源组成。将气动开关从连接端口连接到电源，连接380 V 的电源。调试接口安装在所放置的计算机上，通过数据传输线连接，保证执行参数和计算机显示数据一致。维护比较简单，但也有助于分析工作状态和排除故障。

2.1 功率晶体管损耗

如果失去了电力晶体管，极板的总功率就会异常，一般反射功率会保持稳定，但输出功率会降低。由于功率晶体管的损耗，单个放大器模块的电流强度随着输出功率的减小而降低，通常降低到25 A 左右，因此数字信号监视平台通常能够检测到这种故障。功率晶体管通常在安装初期会损失一部分，因此设备长期运转后整体性能会下降。所以，相关人员需及时检查，进行整体交换作业。当功率晶体管的损耗较大且未能赶上更换时，可以降低总功率以减少由于损伤结构而引起的其他正常部件的损伤。当设备的功率为3 dBm或更高时，可以保证覆盖区域的一般稳定性[2]。

2.2 输出合成器的线路切断

输出合成器的电路切断是特殊的，这种故障类似于晶体管的损伤，在数字信号背景下，2 个故障的影响会下降，但晶体管的电流水平仍然正常。此外，故障区域的功率板的输出降低，随着功率板剩余部分输出增加，有上升到600 W 的倾向。电力放大器的电流强度保持稳定和正常水平。

类似故障多是由于发射器的发送板破损而产生的，因此，相关人员需对该板的装置构造进行检查，并逐个排查故障。操作者用手触摸机器的零件，可以具体分析是否有太多的热量，发射机的高功率传输需要更大的功率。入口的阻值必须大于50 Ω，且隔离度要高于20 dB 以实现功率增强和分离。更换后，负责人使用矢量分析器进行功率相位调整，直到达到正常水平[3]。

2.3 攻放板块的平衡功率增加

平衡功率是判断放大器板性能的重要参考数据，其值取决于放大器板之间的相位匹配和功率水平。该发射机由32 个放大器模块构成，通常其正常平衡功率应该保持在2 W。

由于放大器输出部及线路节点的劣化，有时几个电路的电流强度异常变动，从而导致平衡功率异常增大。在问题出现的初期阶段，并不会出现严重的脱焊问题，如果处理不当会导致工作人员出现伤亡情况。因此，在除去接合处的灰尘后，必须重新进行焊接工作，从而保证放大器正常运行。

2.4 微开关损耗

微开关装置一般安装在电源板外的保护外壳上，很容易受到外部影响干预，从而导致通信出现中断现象。微开关一般控制放大器的功率，设备容易损坏进而导致连接电容器破损，导致栅极电压强度异常变化，在一定程度上阻碍放大器板正常动作。

针对这些问题，维修人员必须加大检查力度，及时发现故障并更换开关，盖上外面的电路设备更安全，可减少对外部元件的损坏，一定程度上延长了开关的寿命。

2.5 电源管破损

若电源管破损，可以通过静态电流强度和栅极漏极电压强度的综合分析来评估功率放大器的操作状态。功率放大器的损坏会直接影响PC 部件的功率放大器。功率放大器的电源通过与内部并行连接的4 个电阻器（0.05 Ω）连接到漏极。因此，通过测试电阻部的电压强度，能够估计功率放大器的静止状态下的电流强度。尽管两极电压的强度处于正常值范围内，但电流强度明显高于正常值范围时，可能会损坏放大管。

功率放大管的损伤通常通过交换来维持。为了保护功率放大器周边的电气部件和电流通路，通常会取下电极附近的部件。确认了周围没有重要的零件后，用螺丝刀拆下固定的螺丝。使用专用的锡胶或焊锡除去分解过程中损坏的锡。为了确保人身安全，作业者在接触放电管前，必须确认已消除静电而正确接触地面。当上述作业完成后，将交换装置配置在规定的位置进行按压，确保与电极的接触良好。最后，使用螺栓将栅极和排水管固定并焊接。焊接时，要严格把握焊接时间，保证放大器管长度合适，过长可能损坏电路板。由于功率放大管通常以一组方式使用，所以在一次交换中可能会破坏功率平衡，因此优选更换整个功率放大管。如果只能根据条件的限制进行部分交换，则需要基于预先通电加热来调整栅极部分的电压强度，以维持相同的静止电流强度和放大管之间的平衡输出功率。

2.6 散热和粉尘积聚

由于发射器的功率放大器部分涉及功率转换，因此在正常操作期间经常会产生大量热能。一旦这些热能散失不及时，那么温度会急剧上升，从而加快各种电气部件的氧化反应，导致极板无法正常工作，缩短电气部件的工作寿命，极其不利于数字电视发射机的运行。

发射机通常使用冷空气来进行散热，为了进一步提高散热效率，除了换气扇之外还应增加换气扇空调。工作室两侧都配置了空调，以改善均匀性气流。

除了定期清除灰尘外，维护人员还必须优化冷却空气的入口模式。首先，要处理吹入的冷空气。除散热和冷空气2 个口之外，其他间隙应当严格封闭，预防灰尘入内。

除了温度和灰尘外，维护人员还必须控制设备室内空气的湿度。空气中的水分质量高，会损害功率放大器模块的高频性能，从而失去电气部件。因此，相关人员应保持设备间干燥。

3 地面数字电视发射机的常规维护措施

当出现黑画面时，频道接收器不正常工作，地面数字电视发射机的励磁器发出警告信号，电视画面会出现无图像信号、黑画面等现象[3]。发现这些故障后，需提高发射机整体工作效率的总维护。根据实施维护期间的不同，可分为通常维护和月度维护、季度维护、年维护和整体维护[4]。

3.1 日常维护

日常维护中，需保持数字电视发射机始终处于连接状态。为了将记录在地上数字电视发射机的动作状态显示在屏幕上时，需要将它用作比较传输数据的基础，以控制传感器显示的信息。与提供数据的制造商差异较大时，应适当调整。特别是在雷雨、风雪、黄沙等恶劣天气，不利于天线供电系统工作时，需要格外检查机器的运转情况，维持稳定的工作状态。地面数字电视发射机的技术人员必须定期检查各种指标，去除灰尘。为提高地面数字电视发射机的操作稳定性，需在良好的环境下操作发射机，并在一定程度上保持温度和湿度[5]。

3.2 月度维护

在月度维护过程中，需要分析人员陈述工作概况，分析数据，解决问题，确认电源系统的状态。如果灯变红，需要更换。检查地面数字电视发射机的电源，偶尔用手检查发射机设备表面温度情况。保证地面数字发射机正常运作，还要保证各个设备通道干燥且整洁，每月对通风孔进行一次过滤。同时，清洁风扇罩、叶片和散热器，以检查风扇是否正常工作。

3.3 年度维护

在年度维护中，所有的数字电视发射机风叶都必须接受测试，确定风力是否减弱，如果工作异常，则需要更换风扇。检查滤波器是否正常运作，如果出现异常，要及时调试。检查触摸屏，出现接触不良时，重新拔插连接，如果还是接触异常则需要更换连接线。检查地面数字发射机，更换电解液的电源，更换配电盘上的交流电容器。出现连接不良或发射机显示不正常的触摸屏必须立即更换。

4 结束语

综上所述，数字化是未来技术发展的必然趋势。数字电视发射机的应用不仅为观众提供了更好的服务，而且还可以为观众带来高质量的节目内容，满足观众的观看习惯。此外，现代数字电视的发展极其依赖于地面数字发射机的应用，因此，分析发射机功放的工作原理及如何进行故障维修具有极其重要的现实意义。