20 kW吉兆分米波固态电视发射机技术特点及检修维护

2015-02-27邱筱鹏

西部广播电视 2015年23期

邱筱鹏

邱筱鹏

（作者单位：粤东鸿图嶂电视调频转播台）

粤东鸿图嶂电视调频转播台播出的中央7台是使用20kW吉兆分米波全固态电视发射机，该机具有性能稳定可靠、技术先进、操作简单、维护方便的特点。首先分析该发射机的设计特点和工作原理，然后根据实例对其维护方法进行探讨，最后提出维护应注意的问题，以供参考。

20 kW吉兆分米波全固态电视发射机；工作原理；维修方法

1　设计特点及工作原理

20 kW吉兆分米波全固态电视发射机通过标准化、系列化、模块化、冗余化、智能化和网络化的设计，具有完善的驻波比、温度、欠压、过压、相序/缺相保护、过激励等各种保护措施，且模块采用热拔插技术，方变维护和操作。系统组成主要有激励器、控制系统、RF系统、风冷系统和电源。

控制系统和射频系统是发射机的核心部分，控制系统由主控单元、电控单元、电源管理板、放大器管理板和激励控制板等单元组成。控制系统是基于RS485协议的“分级式”监控系统，组成包括三级子系统。

“第一级子系统”：主控单元CCU。主要功能是接收“第二级子系统”发送来的数据，向各子系统发送控制指令等。

“第二级子系统”：放大器中间级管理单元、电控单元和激励器控制板等。主要功能是收集下级系统的状态与数据，上板给主控单元。

“第三级子系统”：功率放大器PA监控部分、开关电源管理板PSC等。

控制系统是发射机的运行控制中枢，功能包括发射机逻辑控制、设备故障保护与高告警、运行状态指示、工作参数设置、与遥控设备PC通讯，上报设备工作状态、参数。

RF系统主要由3个PA与微带3路分配器和3路合成器组成一个1.6 kW的RF组件；4个1.6 kW的RF组件与一个4路分配器和4路合成器组成一个6 kW的RF组件；2个6kW的RF组件与一个2路分配器和2路合成器组成一个12kW的RF组件：2个12 kW的RF组件经过2路“正交”合成器输出最大23 kW的RF信号。整机由主控单元对6个PA管理单元对整机48 个550 W功放实施的分级管理。在2路“正交”合成器输出端接有带通滤波器BPF抑制带外“无用发射”。另外，在BPF输出端、20 kW合成器隔离带、每个12 kW组件输出端配置了定向耦合器，为设备提供FWD、REF、UNB检测及监控接口。

风冷系统由外部冷却离心风机对RF部分采用强迫风冷、激励器和开关电源自带冷却风机。

功放模块PA551S是高增益（≥45 dB）的大功率器件，是发射机的核心部件，也是发射机故障率最高的部分。整个功放分为几大部分：3级放大器、数据采集电路、控制电路、分配和合成电路；具有完善的VSWR保护、过热保护、过激励保护。前置放大为2个MRF9030组成“正交平衡放大器”进行A类放大，增益＞20 dB，推动一只工作在AB类对管结构的BLF861A组成推挽放大器，输出160 W。末级为4 只BLF861A，两两组合成正交平衡放大器，额定输出功率约为300 W，两组300 W放大器再合成，输出功率大于550 W。

功放是整机最容易出故障的部位：主要有功放模块核心元器件的大功率放大管、控制功放模块热拔插的微动开关、穿心电容击穿和电流采集处理电路故障引起的电流指示不准、功率管输出匹配电容因局部过热而导致脱焊，进一步使功放管损坏、板与板之间的功率输出跨接点脱焊、数据采集控制板上告警保护控制管T2损坏造成误告警或功放无输出。针对这些多发性故障点在功放模块出现故障时要重点检查，值得提醒的是，当值班中发现某个功放功率下降，但各个功放管又有工作电流，平衡功率偏差变大时，需立即拉下功放检查此功放电路，进一步补焊，这种故障往往是功率管输出匹配电容因局部过热而导致脱焊，将进一步使功放管损坏，如果处理及时能够有效降低维护费用，确保节目的安全播出。

2　检修实例分析

在功放检修时测量各个功率管的静态电流可判断功放的工作状态，最直接的办法就是测量各个功放管的漏极限流电阻的端电压：推动级T5和末级放大T1、T2、T3、T4都是同一型号管BLF861A 静态工作电流I1-I5都是0.6A，T1-T4漏极限流电阻的端电压是7.5 mV，推动级T5漏极限流电阻端电压15mv，前置级T6静态电流为1.2 A对应的漏极限流电阻端电压为60 mV。

例1：功率管损坏而引起功率下降。

故障现象：发射机功放PA36功率由480 W下降到180～190 W，激励器自动从大环路工作状态自动调整到小环路工作状态，整机功率下降为9 kW。

故障分析：检查发现平衡功率相差大BAL.1P为2.5 W，BAL.2P为9.8 W，且I3为0。从以上3个参数均发生变化来看，可初步判断T3没有工作。拆开功放，目测T3输出匹配网络3个7.5 P的ATC电容脱焊，用指针万用表测T3管栅地电阻为零，说明功放管击穿损坏。

故障处理：焊下坏管，用酒精清洗管座，更换新的7.5 P电容，更换新管重调静态电流后故障排除。

例2：主控单元LED上显示PA28 PAX OVERDRIVE或PAX OVERLOAD。

故障现象：相应的功放PA28出现红灯告警，激励器自动从大环路工作状态自动调整到小环路工作状态，发射机从19 kW下降到9.5 kW。

故障分析：如果在没有激励的情况下仍然出现过激励或过载故障现象，则可以试断开功放前级电源，过载告警消失，那么这种故障是由于功放模块内部的前级推动功放电路产生了自激振荡造成的。这种自激振荡产生的原因是由于功放在设计时，功放模块电路板上的功放管开孔的边缘不齐整，使功放管的电极与电路板之间产生了分布参数造成了自激振荡的产生。

故障处理：拆下前级功放管将功放板的功放管开孔边缘修理齐整并清理干净后，加上散热硅胶装上功放管后故障排除。

例3：过热告警造成功放保护。

故障现象：发射机功放PA37过热告警，主控单元LED上显示OVER HEAT故障告警。

故障分析及处理：由外部冷却离心风机对RF部分采用强迫风冷，所以从故障现象来看是热保护继电器或者是温度控制保护电路出故障。拆开功放，测量热保护继电器AIRPAX 67F070正常（二脚元件，正常时开路，过68 ℃时短路）没动作，但送电即告警，栅压被拉掉，那么一定是过热保护控制电路出问题，检查控制保护管T2的CE结击穿短路，更换后正常。