淺談哈廣中波發(fā)射機故障的判斷方法與維護

林 煒

福建省廣播電視傳輸發(fā)射中心304臺 福建省 福州市 350407

1 概 述

全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機以音頻指標好、效率高、體積小、故障率低、易于維護等特點，已取代真空電子管發(fā)射機成為主流。304臺采用哈廣生產的GZ-G3K-2型全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機為主機，以上廣TS-03 3kW全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機為備機。本文以日常工作中常見的幾種哈廣全固態(tài)PDM發(fā)射機的故障判斷方法為切入點，結合筆者這幾年的具體維修實例進行分析探討。

2 故障判斷方法

對于發(fā)射機的故障判斷方法，其判斷過程可分為三個步驟：1.確認故障狀態(tài)；2.縮小查找范圍；3.查找故障電路及元件。

2.1 確認故障狀態(tài)

確認故障狀態(tài)首先是要了解發(fā)射機的正常工作狀態(tài)，才能當設備出現(xiàn)非正常工作狀態(tài)時能夠快速識別出來。以哈廣機為例，可以通過發(fā)射機的入射功率、反射功率、功放電流、駐波比、RF電平等指標數(shù)據(jù)上的變化，來判斷該設備是否處于正常工作狀態(tài)。通過自動化監(jiān)控設備上數(shù)據(jù)的變化，也能比較直觀的體現(xiàn)出一臺發(fā)射機或者其中的某個設備是否出現(xiàn)異常狀況。

以304臺的自動化監(jiān)控為例（圖1），從監(jiān)控屏幕中可以簡潔明了的看出發(fā)射機哪個或者哪些地方出現(xiàn)異常，例如發(fā)射機入射功率為零、輸出監(jiān)聽無彩條、無信號源輸入、反射功率過高、駐波比過大等等。通過這些直觀的顯示，可以讓我們較快的確認故障狀態(tài)，為接下來的分析解決故障做準備。

圖1 自動化監(jiān)控顯示屏幕

2.2 縮小查找范圍

全固態(tài)PDM發(fā)射機分為若干單元，每個單元模塊都有相應的功能，判斷故障現(xiàn)象就意味著能確定哪個功能出現(xiàn)問題?；诂F(xiàn)在自動化設備的應用，我們雖然可以通過控制桌上的電腦屏幕直觀的看到發(fā)射機出現(xiàn)了哪些異常表現(xiàn)，可是并不能夠立刻確定這種異常對應的是哪一個設備或者單元模塊，對于哈廣機來說，就更難以準確的判斷具體的故障原因了。例如入射功率為零，有可能是衛(wèi)星接收機確實沒有信號，又或者是信號傳輸上出現(xiàn)了問題，也可能是入射功率指示系統(tǒng)故障等，因此縮小查找范圍對于確定故障源，是相當重要的一步。

縮小查找范圍可以從以下幾個方面著手：

2.2.1 查看設備外觀

通過先前確認故障狀態(tài)的判斷，找到相應的設備徹底查看。檢查有無打火、拉弧、冒煙等異常現(xiàn)象；查看元器件有無打火、飛弧、變形、變色、冒煙、斷線、氧化、灰塵、腐蝕、生銹、發(fā)霉等異?，F(xiàn)象；聽設備有無異響，如繼電器是否吸合成功、有無異常放電打火聲；聞一聞有無發(fā)出異常氣味的變壓器、腐蝕現(xiàn)象；通過感覺判斷風機風量是否正常，在發(fā)射機停機放電后，摸一摸有無過熱的電源變壓器、半導體器件、觸頭接線處。如果通過肉眼觀察發(fā)現(xiàn)明顯的故障元件，就能有效的縮小查找范圍。

2.2.2 檢查開關機狀態(tài)的區(qū)別

這種狀態(tài)的檢測是針對設備工作在正常負荷下進行，其電壓值應在正常范圍之內。而對于一些模擬設備，還需要檢查模擬電路的靜態(tài)，即設備已通電但無信號輸入的狀態(tài)，因為若靜態(tài)不正確，信號將不能被正常處理。

2.2.3 部件交換

可以通過部件交換的方法，將一些可替換的部件，進行順序交換，直到查清故障出在哪一個部件為止。例如，哈廣機可以更換功放單元內的功放單元片來確定是否是這個功放單元片內出現(xiàn)故障。

2.3 查找故障電路及元件

根據(jù)上一步得出的判斷，找到相對應的故障單元電路圖，使用萬用表、示波器等設備，通過電路測試的方法，找出故障電路。通過下列方法判斷：

通過從后判前的方法，在動態(tài)測量時從輸出端著手，向輸入端方向開始檢查，一直到發(fā)現(xiàn)正確的信號時，可以判斷下一級電路就有可能是故障的電路。

對于有許多級的復雜電路，可以采用中間點檢查的方法，依次在每個余下的電路級的中點進行測量，可以較為有效率的判斷出復雜電路中是哪一級出現(xiàn)了問題。

對于有反饋環(huán)路的電路或者是擁有子系統(tǒng)的復雜電路，我們可以采取斷開和隔開的手段進行判斷。通過斷開或隔開以后，采用之前的兩個方法進行逐一檢測。

通過輸出值比較的方法，將其與正常工作的電路輸出值進行比較，還可以與維修手冊上的數(shù)值進行對比，從而判斷該電路是否存在故障。

當確定了故障電路以后，對于故障元件的判斷，則首先可以通過觀察來初步判斷，例如對于電阻或者電容、線圈之類，可直接通過視覺和嗅覺來初步判斷是否損壞。對于一些工作時會發(fā)熱的元件，我們也可以在確定安全的情況下，通過觸覺來判斷其是否過熱。對于一些啟動或工作時會發(fā)出特定聲響的元件，像繼電器是否完全吸合、變壓器有無交流聲這一類的情況，則可以通過聽覺進行判斷。如無法直觀判斷，采用電路測試的方法進行準確辨別，方法如下：

2.3.1 波形法

用示波器對電路進行測試，分析輸出波形的幅度、相位、持續(xù)時間和形狀。當電路完全損壞時會導致無波形輸出，電路性能差則會導致波形變差或失真，例如檢查功放模塊時，若沒有正弦波輸出，則說明無激勵信號輸入，若部分沒有正弦波，則說明對應的一路場效應管擊穿短路。

2.3.2 電壓法

主要用于測量電源、電路支路、晶體管集成電路等有源元器件的直流、交流工作電壓，電阻、電容、電感等無源元件的電壓降等。根據(jù)測量的電壓值分析電路的工作狀態(tài)，判斷故障所在。

2.3.3 電阻法

當波形法和電壓法無法準確判斷損壞元件時，就要進行電阻測量。來進一步確定。在疑似損壞的元件相對點上進行電阻測量，就能準確的辨別判斷元件是否損壞。電阻測量要在不加電壓的狀態(tài)下進行，并檢查濾波電路是否已放電。

3 維修實例分析

發(fā)射機液晶顯示板，功放電流B、入射功率下降，功放電流A升高。

故障現(xiàn)象：發(fā)射機液晶顯示板上，功放電流B較平時下降一半，入射功率較平時下降三分之一，功放電流A相對于平時略有升高如圖2所示。

圖2 由于無法重現(xiàn)故障時的面板數(shù)據(jù)，故采用關機時的面板予以替代

故障分析：考慮到入射功率和功放電流較平時都有所降低，但是并非完全消失，因此初步判斷故障在于功放盒?？紤]到功放盒A、B并無報警指示燈且有電流指示，說明功放A、B至少處于工作狀態(tài)，由于功放電流B明顯下降，因此把側重點放在功放盒B上。用手感知左右功放盒功率放大口工作溫度時，發(fā)現(xiàn)功放盒A工作溫度相對于功放盒B高出許多，再與其它正常播出的發(fā)射機功放盒工作溫度進行對比，隨即判斷出是功放盒B工作溫度明顯低于其他正常工作的功放盒，于是判斷問題出在功放盒B。哈廣機的功放盒內有三片功放單元片，拆卸功放盒B后，發(fā)現(xiàn)用于固定其中一片功放單元片的固定螺絲與銅片已打火燒焦且部分碳化，造成該功放單元片處于懸空狀態(tài)。

處理方法：更換固定螺絲及墊片，緊固螺絲。

結論：這是一個通過基礎判斷和感官感知以確定故障源的實例，其中值得注意的是，功放電流A略有升高的現(xiàn)象。其原因是值班人員發(fā)現(xiàn)功率降低時，未注意到電流不匹配，采用提升入射功率的手法加大輸出功率所致，這點在發(fā)射機恢復正常以后，入射功率高于原先值得以判斷。

設備無入射功率、功放A、B無電流，功放盒調制與功放故障燈報警。

故障現(xiàn)象：液晶顯示板無入射功率指示，功放電流A、B電流為零，功放盒A（本文定義功放盒A內的功放單元片為A1、A2、A3，功放盒B單元片為B1、B2、B3）調制故障燈全亮、三盞功放故障燈中單元片A2點亮報警，功放盒B無故障指示燈報警，功放盒B對應的發(fā)射機背面限幅器面板下方位置的保險管熔斷指示燈報警。

故障分析（1）：功放電流A、B均無電流指示，說明功放盒A、B均處于無法工作的狀態(tài)，而單個功放單元片的損壞并不會導致整個功放盒不工作，因此需要先從整體不工作這個方向上找原因。根據(jù)現(xiàn)有條件進行判斷，功放盒B未工作的原因很可能是因為發(fā)射機背面限幅器面板下方的保險絲熔斷造成的。

處理方法（1）：更換保險絲，功放盒B恢復正常工作，故障解除。

故障分析（2）：判斷功放盒A無法正常工作的原因。功放盒A對應的保險絲并未發(fā)生熔斷，并且功放盒A有多處報警指示燈亮起，因此初步判斷是功放盒A內部問題。隨即拆開功放盒A，發(fā)現(xiàn)功放盒內射頻信號RF輸入線路中兩個4.7Ω（R1并聯(lián)）有明顯碳化痕跡（圖3），經萬用表檢測R1阻值達到一千多歐，與電路圖中R1的正常阻值差距很大，處于接近開路的狀態(tài)。由于RF驅動限流電阻R1長期發(fā)熱，阻值變化，有時有阻值，有時開路，時通時斷。當阻值正?；蜃兇髸r，RF驅動信號能加入PA-A盒，整機入射功率正常；當電阻R1碳化后處于接近開路的狀態(tài)時，就導致電流無法輸送到功放單元，功放盒完全不工作。

圖3 功放盒框圖

處理方法（2）：更換電阻R1后重新測試功放盒A，發(fā)現(xiàn)面板指示中功放電流A有數(shù)值，只是和平常數(shù)值相比降低許多，且功放盒A中單元片A1、A3的調制故障燈熄滅，A2調制故障燈和功放故障燈依舊處于報警狀態(tài)，說明功放盒A已經恢復工作狀態(tài)，結合A2的報警指示燈和功放盒功放電流偏低的情況，判斷是功放單元A2還有故障存在。

故障分析（3）：確定了故障出于單元片A2后，隨即拆卸下功放單元A2，目測觀察并未發(fā)現(xiàn)明顯的損壞痕跡，因此根據(jù)電路圖分析（圖4），決定采用電壓法進行測試判斷。引入-72V電壓后，根據(jù)電路圖電壓點位逐一測量比對，發(fā)現(xiàn)問題存在于單元片A2內調制器一端場效應管IRF140與邏輯電平變換器上的ICL7667轉換芯片之間。

圖4 功放單元圖

處理方法（3）：由于日常檢修中場效應管相對較容易被擊穿，于是先拆卸場效應管IRF140進行測量。使用萬用表對IRF140的G（柵極）、D（漏極）、S（源極）進行雙端對應測量后，發(fā)現(xiàn)該場效應管雙向都導通，證實其被擊穿，更換IRF140。

故障分析（4）：更換后測試，發(fā)現(xiàn)單元片A2調制故障燈依舊點亮，且場效應管IRF140后端依舊無-72V電壓，故判斷邏輯電平變換器上的ICL7667轉換芯片存在被擊穿可能。

處理方法（4）：使用萬用表對ICL7667的八個腳進行相應的測量，比對其正常電壓值證實其被擊穿，更換后設備恢復正常工作故障排除。

結論：這是一個先通過報警指示與發(fā)射機給出的故障提示來確認故障狀態(tài)，再通過感知觀察與參考電路圖縮小查找范圍，最后使用萬用表等儀器，用電壓法、電阻法配合電路圖相關數(shù)據(jù)來確定損壞元件，并逐一排除故障的典型實例。

發(fā)射機無壓縮比指示，調幅度有所下降

故障現(xiàn)象：發(fā)射機激勵器無壓縮比指示

故障分析：根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷發(fā)射機激勵器無壓縮比指示的原因可能由于激勵器不工作或者無音頻輸入信號源導致。于是對照相應電路圖，使用電壓法測量激勵器顯示板上的X1-3接點（如圖5），發(fā)現(xiàn)無電壓參數(shù)值，對照說明書正常值應為2.20V左右浮動。因此，判斷故障發(fā)生位置應在調制板電路前端并非激勵器本身不工作。隨即檢測音頻輸出口，檢測到平衡輸入端一側無音頻輸入信號，于是按照線路向前查找，發(fā)現(xiàn)故障是由于音頻輸入線端口接觸不良導致的。

圖5 激勵器

處理方法：重新接好端口故障排除，設備恢復正常。

結論：這是一個典型的從后向前查找故障源并逐一排除故障可能的實例，此例故障并非來自元器件損壞，而是線路接觸不良導致，其關鍵點在于對激勵器顯示板X1-3接點的測試與判斷，從而減少在檢修上做得無用功。

結束語

哈廣全固態(tài)PDM中波廣播發(fā)射機的故障判斷與維修方法沒有定式，在日常的工作中，要根據(jù)實際情況來分析判斷故障原因，結合現(xiàn)有條件逐步維修解決故障，以提升工作效率，更要用嚴謹?shù)膽B(tài)度來對待每一次檢修工作，確保設備安全優(yōu)質播出。