淺析廣播電視固態(tài)發(fā)射機(jī)功放模塊原理和故障

陳福東

【摘要】 維護(hù)量輕、使用期限長、低停播率、工作性能穩(wěn)定、運(yùn)行成本低等都是固態(tài)發(fā)射機(jī)所具備的優(yōu)勢，因此，在廣播電視發(fā)射臺(tái)中獲得了較為廣泛的使用。文章對(duì)同方GME1133型UHF3KW吉兆電視固態(tài)發(fā)射機(jī)功放模塊所出現(xiàn)的故障和原理維護(hù)進(jìn)行淺析。

【關(guān)鍵詞】 故障 維護(hù) 發(fā)射機(jī)原理 功放模塊

一、引言

隨著電子器件和電子科技的飛速發(fā)展，固態(tài)發(fā)射機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。特別是固態(tài)發(fā)射機(jī)的功放模塊，其技術(shù)先進(jìn)性，體積，重量，耗電，壽命等優(yōu)點(diǎn)，與電子管功率放大器簡直不可同日而語。同方GME1133型UHF3KW吉兆電視固態(tài)發(fā)射機(jī)，整機(jī)采用單通道，圖像伴音合放式，整機(jī)由8個(gè)550W UHF功放模塊合成，熱插撥設(shè)計(jì)，調(diào)試維護(hù)方便。本文僅以同方吉兆GME1133型UHF3kw大功率合放式全固態(tài)電視發(fā)射機(jī)的UHF550W功放模塊為例。結(jié)合我們?nèi)粘Ｊ褂玫那闆r對(duì)功放模塊的工作原理，常見故障和日常維護(hù)進(jìn)行淺談。

二、功放模塊工作原理

550W功放模塊的末級(jí)功放板由2只LD MOS場效應(yīng)管BLF861A組成。每個(gè)場效應(yīng)管和與之相連的輸入輸出匹配電路構(gòu)成一個(gè)單管推挽放大器。由兩個(gè)單管放大器和3dB正交電橋組成一組平衡放大器，即為末級(jí)功放板。兩組同樣的平衡放大器再經(jīng)同相二合成器進(jìn)行功率合成，其輸出功率大于550w。功放模塊為高增益、高線性的寬帶功放，一致性好，可互換性強(qiáng)。LD MOS場效應(yīng)管為推挽型對(duì)管，所以單管放大器的輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中均設(shè)有微帶線結(jié)構(gòu)的平衡不平衡轉(zhuǎn)換器。而功率傳輸通常都采用不平衡的電纜和微帶，所以需要平衡/不平衡轉(zhuǎn)換。場效應(yīng)管采用電壓偏置方式，其柵極偏置電壓由漏極電壓經(jīng)二次穩(wěn)壓處理形成。功率合成用的正交電橋均3db合帶狀線結(jié)構(gòu)，若某一路放大器出現(xiàn)故障，平衡放大器失去平衡隔離負(fù)載將承受一部分不平衡功率。監(jiān)控板將功放的工作參數(shù)經(jīng)采樣、存儲(chǔ)、A/D轉(zhuǎn)換、微處理器處理后，通過RS485接口傳送到主控單元進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)控板設(shè)有過激勵(lì)、過載、過熱的自我保護(hù)控制及其狀態(tài)指示電路電流取樣板給各級(jí)供+32V電源，并給監(jiān)控板提供各級(jí)工作電流取樣信號(hào)。

三、維護(hù)功放模塊注意事項(xiàng)

（1）場效應(yīng)管的使用和維護(hù)：場效應(yīng)管是功放模塊的核心。因其輸入阻抗高，使得柵極感應(yīng)電荷不易泄放。而場效應(yīng)管靜電放電可導(dǎo)致場效應(yīng)管的擊穿或燒毀。因此在使用場效應(yīng)管時(shí)應(yīng)特別注意放電的危害。場效應(yīng)管的保存應(yīng)放在抗靜電封裝內(nèi)或用導(dǎo)線將管腳短接，取用管子時(shí)應(yīng)先把人體的靜電放掉或帶放靜電手套拿取。安裝新管或是更換時(shí)，應(yīng)事先用導(dǎo)線把各極短路，然后用放靜電的烙鐵焊接，選擇合適功率的電烙鐵以60-80W為宜，同時(shí)烙鐵必須有良好的接地，每次焊接的時(shí)間最好不超5秒，或利用烙鐵的余熱焊接，盡量不要在機(jī)房內(nèi)有發(fā)射機(jī)工作時(shí)或有靜電的場所操作，而且周圍應(yīng)有良好的接地線，避免感應(yīng)電壓損壞管子。場效應(yīng)管好壞的判別，用萬用表R×10KΩ擋去測量場效應(yīng)管任意兩引腳之間的正、反向電阻值。如果出現(xiàn)兩次及兩次以上電阻值較小，幾乎為0×KΩ，則該場效應(yīng)管為損壞；如果僅出現(xiàn)一次電阻值較?。ㄒ话銥閿?shù)百歐姆），其余各次測量電阻值均為無窮大，還需作進(jìn)一步判斷。

（2）功放模塊風(fēng)道和散熱片的維護(hù)：功放模塊在使用過程中要注意其運(yùn)行的環(huán)境，功放模塊散熱器是高效的散熱器件，該功放模設(shè)計(jì)有過熱保護(hù)，由比較器和開關(guān)管組成。散熱器上裝有溫度繼電器，散熱器可以有效的消除場效應(yīng)管功效產(chǎn)生的熱量，如果環(huán)境溫度過高，會(huì)造成場效應(yīng)管失去更好的效率，為保證良好的散熱效果，應(yīng)定期對(duì)散熱片進(jìn)行清潔，清除散熱片上的灰塵和污垢。適當(dāng)?shù)臍饬鲗?duì)功放模塊的正常工作十分重要，經(jīng)常檢查功放模塊風(fēng)道是否暢通，風(fēng)量是否正常，檢查進(jìn)風(fēng)口是否有風(fēng)阻。通風(fēng)濾塵網(wǎng)應(yīng)定時(shí)的清洗或更換。

（3）功放模塊鏈路維護(hù)：除定期做好風(fēng)道和散熱片清潔維護(hù)工作外，還要記錄功放模塊運(yùn)行情況，特別是每個(gè)模塊工作參數(shù)，如晶體管工作電流等。功放模塊晶體管的工作柵偏電壓通過功放后面板微動(dòng)開關(guān)（常閉，常開）接點(diǎn)連通。推進(jìn)和抽出功放模塊，都會(huì)導(dǎo)致此開關(guān)的觸片張力減弱和變形，因此要安排好功放模塊的檢修周期，盡量減少抽出功放模塊，推進(jìn)功放模塊時(shí)要平衡推入，確保接觸良好。定期做好功放合成器，吸收負(fù)載，陷波器的溫度檢查以及功放模塊內(nèi)部的灰塵清潔。

四、故障處理實(shí)例

1、故障現(xiàn)象：主控單元LCD顯示“PAx OVERLOAD”，過載保護(hù)，對(duì)應(yīng)功放出現(xiàn)紅燈告警如果靜態(tài)時(shí)功放就過載，則檢查功放內(nèi)邏輯控制電路有無短路斷路、器件損壞等。

如果加功率才出現(xiàn)保護(hù)：（1）查看發(fā)射機(jī)的反射功率和駐波比是否變大，檢查饋線、饋管、彎頭，濾波器、多工器等有無局部發(fā)燙的地方；（2）確認(rèn)UBS調(diào)制器的輸出射頻頻率正確；（3）檢查功放輸出到合成器之間的射頻連接頭是否插好，線是否有變色或損壞的跡象。（4）將功放拔出檢查熱插拔頭是否有打火、變色、損壞等與不保護(hù)的功放對(duì)調(diào)位置，判斷是功放還是無源部件問題。（5）如是功放問題，打開功放，檢查功放射頻輸出頭與功放內(nèi)部線路板的連接處是否有虛焊或脫焊現(xiàn)象、檢查功放內(nèi)反射檢波電路是否有器件損壞的痕跡；（6）如果是無源器件的問題，檢查整機(jī)合成器輸入口的駐波情況，可用數(shù)字表電阻擋對(duì)多個(gè)入口比較測量簡單判斷具體測量則需要掃頻儀；（7）功放過載保護(hù)臨界點(diǎn)設(shè)置偏低，但需經(jīng)多方面綜合判斷，詳細(xì)分析功放的工作狀態(tài)才能確定。

2、故障現(xiàn)象：VGON指示燈不亮。

功放沒有插到位或微動(dòng)開關(guān)有問題。檢查功放是否插到位，檢查功放后邊的微動(dòng)開關(guān)是否合上或是否已壞（開關(guān)為常開和常閉兩種狀態(tài)）。每個(gè)功放小盒的后邊，都有一個(gè)小的微動(dòng)開關(guān)，保證在熱插入時(shí)，功放先上電，后上激勵(lì)，在熱拔出時(shí)，先關(guān)激勵(lì)，后斷電，即關(guān)斷功放管的偏置電壓，使功放管保持靜態(tài)，零功率輸出。因此在熱拔插的時(shí)候一定要小心，應(yīng)確定功放后邊的定位桿對(duì)準(zhǔn)機(jī)架的定位孔后再推進(jìn)，以免造成微動(dòng)開關(guān)不到位或損壞。

3、故障現(xiàn)象：功放出現(xiàn)過熱保護(hù)。主控單元LCD顯示：PAX OVERHEAT，對(duì)應(yīng)功放出現(xiàn)紅燈告警。

（1）檢查風(fēng)機(jī)和風(fēng)道的運(yùn)行情況，發(fā)射機(jī)的后門是否關(guān)好。風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口受到灰塵的堵塞或機(jī)房的進(jìn)風(fēng)量不夠等原因，也會(huì)造成過熱保護(hù)。（2）功放中溫傳感器故障，在溫度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的溫度（設(shè)計(jì)溫度68+2）就提前造成功放保護(hù)。（3）功放內(nèi)合成器損壞，功放管的輸出功率不能通過合成器有效合成，造成散熱器溫度升高，出現(xiàn)過熱保護(hù)。（4）功放頻響變化，增益高和整機(jī)合成器輸入端口的駐波比大，也會(huì)造成功放溫度高，出現(xiàn)過熱保護(hù)。

4、故障現(xiàn)象：功放液晶顯示屏查看工作電壓和電流參數(shù)不正常。

該功放末級(jí)管的型號(hào)為：BLF861，其漏極工作電壓VD=32V。柵極對(duì)地電壓VD=4.5～5.5V，靜態(tài)工作電流約600～1000mA。取樣電阻兩端的電壓10～60mV左右。根據(jù)這些數(shù)值。（1）檢查開關(guān)電源是否有32V輸出，如不正常應(yīng)該檢查供電電路中的元件是否有損壞。（2）用三用表檢查柵極對(duì)地電阻應(yīng)有1～2KΩ，若柵源間電阻為0，可以判斷柵源極間可能已擊穿或短路，應(yīng)焊下管進(jìn)一步檢查。（3）用三用表檢查每只功放管對(duì)應(yīng)的取樣電阻兩端的電壓。若無電壓，可以判斷此管無工作電流，取樣電阻或功放管已損壞。

五、結(jié)束語

由于該功放模塊設(shè)計(jì)比較合理，具有工作狀態(tài)比較穩(wěn)定，故障率低，易于維護(hù)，效率高等等優(yōu)點(diǎn)，為了防止功放模塊產(chǎn)生故障，提高播出的安全性、降低故障率、節(jié)省維護(hù)成本。建議發(fā)射機(jī)在運(yùn)行的過程中，應(yīng)多觀察發(fā)射機(jī)運(yùn)行環(huán)境，定期做好功放模塊的維護(hù)檢修工作。