進(jìn)口電視發(fā)射機(jī)控制單元技術(shù)改造

楊青坡，袁 博，袁 軍

（河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)，河南 鄭州 450003）

1 電視發(fā)射機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

河南省廣播電視發(fā)射臺(tái)電視發(fā)射機(jī)房擔(dān)負(fù)著5個(gè)頻道的播出任務(wù)，每個(gè)頻道都有主機(jī)和備機(jī)，其中9頻道主播設(shè)備是一部意大利泰克諾公司生產(chǎn)的10 kW雙通道電視發(fā)射機(jī)，它由雙激勵(lì)器、8個(gè)圖像功率放大盤、2個(gè)伴音功率放大盤、中央控制單元等組成。系統(tǒng)方框圖如圖1所示。

圖1 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)方框圖

激勵(lì)器將圖像和伴音信號(hào)分別調(diào)制到發(fā)射機(jī)的載頻上，9頻道的圖像載頻是192.25 MHz，伴音載頻是198.75 MHz，然后圖像和伴音信號(hào)分別通過(guò)圖像和伴音功率放大模塊進(jìn)行放大，最后經(jīng)帶通濾波器在雙工器合成，輸出至饋管上天線發(fā)射。中央控制單元功能是負(fù)責(zé)整部發(fā)射機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)控制、參數(shù)監(jiān)測(cè)、預(yù)告警、工作指標(biāo)的顯示[1-2]。

2 發(fā)射機(jī)故障概述

該發(fā)射機(jī)工作時(shí)突然出現(xiàn)自動(dòng)閃斷，射頻信號(hào)無(wú)功率輸出，瞬間機(jī)器又恢復(fù)正常的現(xiàn)象，該機(jī)為9頻道河南5套主播設(shè)備，它的不穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電視節(jié)目的安全播出造成了直接影響。立即組織人員檢查控制系統(tǒng)，從中央控制單元監(jiān)測(cè)面板的菜單顯示屏上只發(fā)現(xiàn)曾出現(xiàn)過(guò)interlock open（連鎖斷開(kāi)）的情況，即連鎖回路斷開(kāi)，但查遍該回路接點(diǎn)，未發(fā)現(xiàn)異常。

3 故障檢修與排除

這種狀況持續(xù)大概有一個(gè)月，這部進(jìn)口全固態(tài)發(fā)射機(jī)再次出現(xiàn)這種現(xiàn)象后沒(méi)有自動(dòng)恢復(fù)，工作人員立即倒換至電子管發(fā)射機(jī)播出，同時(shí)，對(duì)全固態(tài)機(jī)器進(jìn)行測(cè)試和觀察。檢查機(jī)器中央控制單元的電腦監(jiān)測(cè)部分，查看歷史記錄，進(jìn)入機(jī)器alarm（報(bào)警）這一項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)記錄是Rack 1 interlock open（模塊1連鎖斷開(kāi)），RF out low（射頻輸出低），這說(shuō)明由于控制回路連鎖點(diǎn)斷開(kāi)，發(fā)射機(jī)無(wú)法正常工作，造成發(fā)射機(jī)無(wú)功率輸出。懷疑是中央控制單元部分傳送連鎖信號(hào)的插頭松動(dòng)造成，把傳送連鎖信號(hào)的插頭J4拔掉，用酒精清洗插座和插頭，重新插上，開(kāi)機(jī)用假負(fù)載測(cè)試機(jī)器一段時(shí)間后，恢復(fù)正常。

過(guò)了一段時(shí)間，9頻道全固態(tài)發(fā)射機(jī)又突然出現(xiàn)無(wú)功率輸出，立即倒換至電子管發(fā)射機(jī)播出的同時(shí)，重新插拔J4，機(jī)器仍舊不能開(kāi)機(jī)，這次問(wèn)題比較嚴(yán)重，檢查機(jī)器中央控制單元的電腦監(jiān)測(cè)部分，查看歷史記錄，按F3進(jìn)入機(jī)器工作狀態(tài)這一項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)interlocks（連鎖）這一項(xiàng)顯示是open，正常工作狀態(tài)應(yīng)該是closed，這說(shuō)明電視發(fā)射機(jī)的連鎖回路某處是斷開(kāi)的，進(jìn)入alarm這一項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)記錄是“Rack 1 interlock open，RF out low”，這說(shuō)明由于機(jī)器連鎖回路斷開(kāi)，發(fā)射機(jī)無(wú)法正常工作，造成發(fā)射機(jī)無(wú)功率輸出。

究竟是什么原因造成發(fā)射機(jī)連鎖點(diǎn)斷開(kāi)呢？分析中央控制單元后面板的接口板部分，接口分布如圖2所示。

圖2 中央控制單元后面板的接口分布

J1接口是負(fù)責(zé)傳送激勵(lì)器信號(hào)，J4接口是負(fù)責(zé)傳送連鎖是否閉合，J11接口是多用表頭功率監(jiān)測(cè)部分，J3是使能端接口，J10是發(fā)射機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控接口，可由遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)遙控設(shè)備的開(kāi)關(guān)機(jī)和參數(shù)監(jiān)測(cè)。

根據(jù)各接口的功能，主要分析了J3和J4接口：首先懷疑是由于與中央控制單元傳送連鎖點(diǎn)信號(hào)J4這一插頭松動(dòng)造成的，拔掉J4插頭重新插上，開(kāi)機(jī)檢查電腦監(jiān)測(cè)顯示面板interlocks這一項(xiàng)仍然是open，說(shuō)明不是由于插頭松動(dòng)造成的。造成機(jī)器連鎖點(diǎn)斷開(kāi)有兩種情況，一種是發(fā)射機(jī)的外部某處連鎖點(diǎn)斷開(kāi)，一種是發(fā)射機(jī)自身某處連鎖點(diǎn)斷開(kāi)。把發(fā)射機(jī)與假負(fù)載連接的連鎖點(diǎn)短接，讓發(fā)射機(jī)自身形成連鎖閉合，加電試機(jī)后，發(fā)現(xiàn)interlocks這一項(xiàng)顯示open，發(fā)射機(jī)仍然無(wú)法開(kāi)機(jī)，沒(méi)有功率輸出，排除了發(fā)射機(jī)外部連鎖點(diǎn)斷開(kāi)的假設(shè)，說(shuō)明發(fā)射機(jī)自身某處連鎖回路是斷開(kāi)的，查閱該發(fā)射機(jī)中央控制單元這一模塊的原版英文電路圖，找到與J4接口連鎖點(diǎn)信號(hào)相關(guān)的這一部分電路，如圖3所示。

本發(fā)射機(jī)主要使用了interlock1的控制回路，當(dāng)外部的假負(fù)載或同軸開(kāi)關(guān)的連鎖點(diǎn)閉合后，J4接口的1腳接地，則形成了+12 V的閉合回路，SFH610光耦器件導(dǎo)通，使+24 V回路閉合，J13的10C腳變?yōu)榈碗娖剑醒肟刂葡到y(tǒng)確認(rèn)連鎖回路閉合，送出使能信號(hào)，設(shè)備可正常開(kāi)機(jī)。

用萬(wàn)用表測(cè)量電路圖中J4的1端與J13的10C端對(duì)地的電壓，無(wú)論開(kāi)機(jī)與否，+12 V和+24 V電壓始終存在，這說(shuō)明這部分線路中有斷路，即使外部連鎖正常，但該電路沒(méi)有工作，中央控制處理器仍然未能接收到正確的低電平信號(hào)。取下中央控制單元的集成板線路，仔細(xì)觀察線路板的這一部分線路，發(fā)現(xiàn)其中有幾處連接線銹蝕得特別厲害，懷疑線路可能會(huì)有斷點(diǎn)。用萬(wàn)用表對(duì)電路板上的連線逐一測(cè)量，確實(shí)找到了2處斷點(diǎn)，由于線路板連接銅線特別細(xì)，而且斷點(diǎn)處銹蝕比較嚴(yán)重，用電烙鐵不容易焊接，就找來(lái)細(xì)銅線分別焊接在2個(gè)斷點(diǎn)處，用萬(wàn)用表測(cè)量電路正常，上機(jī)測(cè)試，接口J13的10C端電壓在連鎖斷開(kāi)時(shí)為+24 V，在外部連鎖正常閉合時(shí)為0 V。說(shuō)明先前的電路分析正確，故障得以排除。設(shè)備幾個(gè)月以來(lái)運(yùn)行穩(wěn)定。

4 應(yīng)急短路子的創(chuàng)新與實(shí)施方法

這種集成線路板由于長(zhǎng)時(shí)間堆積灰塵多，再加上環(huán)境潮濕就容易把線路銹蝕斷。這次雖然暫時(shí)排除了故障，但由于設(shè)備工作外部環(huán)境所限，這種線路板銹蝕斷現(xiàn)象在以后機(jī)器運(yùn)行中出現(xiàn)的可能性非常大，如果再出現(xiàn)由于連鎖點(diǎn)斷開(kāi)而其他如風(fēng)冷、同軸開(kāi)關(guān)、電流、溫度、電源等都正常情況下，造成發(fā)射機(jī)使能信號(hào)不能送出，無(wú)法開(kāi)機(jī)正常工作[3-5]。根據(jù)前面的分析，可以直接將J13接口的10C管腳接地，向中央控制電路送低電平，則能應(yīng)急開(kāi)機(jī)。由這個(gè)思路可以想到，整部發(fā)射機(jī)的激勵(lì)、功放等有源部件均為備份冗余設(shè)計(jì)，即使部分出現(xiàn)問(wèn)題，不會(huì)導(dǎo)致停機(jī)，唯獨(dú)中央控制單元是單一的，一旦出現(xiàn)故障，就會(huì)造成整機(jī)無(wú)法開(kāi)啟，嚴(yán)重威脅安全播出。所以若單純因中央控制單元的線路或器件故障而導(dǎo)致發(fā)射機(jī)不能工作，則需采取非常手段，將整個(gè)中央控制單元甩開(kāi)，直接強(qiáng)制開(kāi)機(jī)，在修復(fù)中央控制單元的同時(shí)仍能保持發(fā)射機(jī)的正常工作。仔細(xì)分析電腦監(jiān)測(cè)板接口部分的原版英文電路圖，發(fā)現(xiàn)發(fā)射機(jī)能否開(kāi)機(jī)正常工作，主要由J3和J4接口決定，J4主要是連鎖信號(hào)，J3主要是開(kāi)機(jī)指令和使能信號(hào)，相關(guān)部分的邏輯簡(jiǎn)圖如圖4所示。

圖4 J3和J4接口相關(guān)部分的邏輯簡(jiǎn)圖

經(jīng)分析原版電路圖，J3接口的主要功能是由管腳1和2決定的，管腳1負(fù)責(zé)開(kāi)機(jī)，管腳2主要接收來(lái)自繼電器組和中央控制處理板傳送來(lái)的連鎖、風(fēng)冷等信號(hào)，當(dāng)這些信號(hào)都處于正常工作狀態(tài)，開(kāi)機(jī)鍵也按下，也就是說(shuō)腳1和2均為低電平時(shí)，機(jī)器才能正常開(kāi)機(jī)工作，用萬(wàn)用表測(cè)量此時(shí)管腳1對(duì)地電壓為+0.7 V，管腳2電壓為0 V，如果管腳1對(duì)地電壓不為0 V，或者這時(shí)管腳2電壓不為0 V，J3使能端是不能作用的，機(jī)器不能開(kāi)機(jī)。怎樣才能做到應(yīng)急開(kāi)機(jī)呢？從電路圖中分析，只要管腳1對(duì)地電壓為+0.7 V，讓管腳2直接接地，就能做到這一點(diǎn)。于是在與計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)部分J3接口處相連的排線端直接做了個(gè)短路子，在保持原有電路不變的情況下，管腳1與1個(gè)二極管串聯(lián)后接地，讓管腳2直接接地，管腳9為接地端。短路子如圖5所示。

圖5 短路子示意圖

經(jīng)測(cè)試，在關(guān)機(jī)狀態(tài)下，拔掉與J3接口相連的原有插頭，把短路子插在原插頭處，機(jī)器立即開(kāi)啟，用萬(wàn)用表測(cè)量，管腳1電壓為+0.7 V，管腳2電壓為0 V，設(shè)備正常工作，進(jìn)一步測(cè)試表明，即使將整個(gè)中央控制單元甩開(kāi)，并將其斷電，只要將短路子插在J3相應(yīng)的外部連線插頭上，就能實(shí)現(xiàn)應(yīng)急開(kāi)機(jī)。說(shuō)明這種做法是成功的，即使再出現(xiàn)這種由于中央控制單元部分線路銹蝕斷或內(nèi)部器件故障，使控制系統(tǒng)無(wú)法工作，造成發(fā)射機(jī)不能正常開(kāi)機(jī)，而在整機(jī)的風(fēng)冷、天饋系統(tǒng)、電流、溫度、電源等都正常情況下，也能采用這種應(yīng)急手段，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制開(kāi)機(jī)，排除了中央控制單元故障，保證了電視節(jié)目的安全正常播出。

5 小結(jié)

據(jù)了解，這種設(shè)計(jì)思路的進(jìn)口全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)目前在國(guó)內(nèi)外使用較多，所以這種簡(jiǎn)便易行的應(yīng)急開(kāi)機(jī)裝置的自行設(shè)計(jì)和加裝具有很好的實(shí)用性和普遍性。需要注意的是，應(yīng)急開(kāi)機(jī)前要先關(guān)斷激勵(lì)器開(kāi)關(guān)，待整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定后再開(kāi)激勵(lì)器，以保證原有開(kāi)機(jī)邏輯順序。

這種應(yīng)急手段是在控制系統(tǒng)出現(xiàn)不可替代的故障、整機(jī)無(wú)法開(kāi)啟的情況下采用的，一旦使用這種開(kāi)機(jī)方法，原有的使能端保護(hù)功能將失效，有可能因突發(fā)的風(fēng)冷、過(guò)溫、過(guò)載等故障對(duì)發(fā)射機(jī)造成損害，不宜長(zhǎng)時(shí)間在此狀態(tài)運(yùn)行。雖然單盤模塊本身有自我保護(hù)功能，但仍應(yīng)盡快修復(fù)故障的控制單元，恢復(fù)正常播出。

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