10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機原理及故障分析

張長興

（貴州省廣播電視局八九六臺，貴州 六盤水 553000）

0 引 言

廣播發(fā)射機，是將電源電能轉(zhuǎn)化為能夠攜帶廣播節(jié)目聲音信號的射頻電能的設(shè)備[1]。作為傳輸廣播信號的重要設(shè)備，廣播發(fā)射機的運行狀況會對廣播信號傳輸和聽眾的節(jié)目收聽質(zhì)量產(chǎn)生深刻的影響。在目前的廣播信號傳輸系統(tǒng)中，使用比較多的發(fā)射機是10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機。其在數(shù)字化信號傳輸方面的良好性能，為保證廣播信號傳輸提供了有力的支持。然而，在當(dāng)前聽眾廣播節(jié)目收聽需求日益多樣化和廣播節(jié)目類型與數(shù)量持續(xù)增多的情況下，10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機在廣播信號傳輸方面面臨的要求和挑戰(zhàn)也在增多，這其中較為明顯的就是發(fā)射機故障情況的增多[2]?；凇稄V播電視和網(wǎng)絡(luò)視聽“十四五”發(fā)展規(guī)劃》中提到的“適應(yīng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、移動化和多屏融合發(fā)展新趨勢，滿足人們美好文化生活需要的產(chǎn)品服務(wù)供給還存在短板”情況，有必要結(jié)合當(dāng)前發(fā)射機的配置和使用情況，對其原理以及可能發(fā)生的故障及解決措施進行分析研究，以保證10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機的使用安全性、穩(wěn)定性。

1 10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機的原理

目前使用的10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機主要由電源系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)以及音頻系統(tǒng)構(gòu)成。由于各個子系統(tǒng)承擔(dān)的功能有所差異，其內(nèi)在的運行原理也存在一定的差異。

1.1 電源系統(tǒng)的運行原理

電源系統(tǒng)為發(fā)射機的運行提供電源支持，主要由T1，T2兩個高頻變壓器組成[3]。其中，T1屬于高頻輸入變壓器，主要為設(shè)備中的功率放大器運行提供其所需的電壓支持，T2為功率放大器的運行提供低壓支持。在發(fā)射機正常運行狀態(tài)下，功率放大器等設(shè)備運行所需要的低壓大多在+30 V，+60 V，高壓大多在+115 V，+230 V。發(fā)射機在平時的運行中，可以根據(jù)功率放大器的功能需求，準確、靈活地調(diào)整T1和T2就可以保證電源系統(tǒng)的運行。同時，發(fā)射機的電源系統(tǒng)除了為功率放大器的運行提供電壓之外，還為發(fā)射機中的其他電路提供連鎖信號以及電源采樣信號，以保證發(fā)射機的數(shù)字化狀態(tài)運行。

1.2 控制系統(tǒng)的運行原理

控制系統(tǒng)將最新的控制技術(shù)和方法運用到發(fā)射機的各個部分，確保發(fā)射機各部件運行控制的精準性和有效性[4]。并且，這些控制技術(shù)和方法可以實現(xiàn)集中性的操控，這樣就可以使操作人員借助發(fā)射機的LCD顯示屏直觀地觀察發(fā)射機的反射功率、入射功率等運行參數(shù)和相關(guān)部件的運行狀態(tài)，進而采取相應(yīng)的控制措施。

1.3 射頻系統(tǒng)的運行原理

射頻系統(tǒng)主要承擔(dān)的是放大射頻功率的功能，其一般由振蕩器、功率放大合成器等構(gòu)成。在運行過程中，該系統(tǒng)可以借助放大射頻功率的方式，將射頻信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字音頻信號[5]。射頻信號主要是由振蕩器在實際運行過程中產(chǎn)生的，經(jīng)過射頻系統(tǒng)放大處理和轉(zhuǎn)換后的信號，會被傳輸至緩沖級，并通過緩沖級后被繼續(xù)放大，最終形成相對穩(wěn)定的激勵信號。待激勵信號傳輸至預(yù)推動級時，系統(tǒng)會再次對信號進行放大處理，并將達到預(yù)定電平的信號轉(zhuǎn)變成分離射頻推動信號，進行最后的發(fā)射。據(jù)此可以看出，射頻系統(tǒng)實際上是對發(fā)射機要傳輸?shù)男盘栠M行先后三次的放大處理，最終達到分離信號的目的。

1.4 音頻系統(tǒng)的運行原理

音頻系統(tǒng)由模擬輸入板、調(diào)制編碼板、A/D轉(zhuǎn)換板、直流穩(wěn)壓板等4部分組成[6]。這4個部分都會對音頻系統(tǒng)的性能造成影響。在發(fā)射機運行過程中，音頻信號首先被模擬輸入板接收。接收到信號后，模擬輸入板對信號進行初步的處理，并過濾到非必要的高頻信息，然后在信號中添加載波功率直流內(nèi)容，使信號轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙纛l+直流”信號，并將其傳輸出去。A/D轉(zhuǎn)換板具有調(diào)制處理功能，還可以對瞬時電平進行調(diào)制，確保信號轉(zhuǎn)換和傳輸?shù)姆€(wěn)定性。調(diào)制編碼板可以利用直流穩(wěn)壓板為整個音頻系統(tǒng)提供穩(wěn)定的運行電壓支持。同時，A/D轉(zhuǎn)換板可以將從穩(wěn)壓板處獲得的音頻信號轉(zhuǎn)換為“開”或者“關(guān)”的模式，以此來對電平進行有效的控制，保證發(fā)射機的整個音頻系統(tǒng)保持協(xié)調(diào)運作。

2 10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機的常見故障及其處理辦法

盡管目前的10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機在結(jié)構(gòu)和性能上得到了明顯的提升，可以滿足數(shù)字化信號傳輸?shù)男枰?，但由于發(fā)射機運行環(huán)境的復(fù)雜性，以及信號傳輸方面要求的不斷增強，使得其在運行過程中會出現(xiàn)一些故障和問題，影響廣播信號發(fā)射的效果。下面將結(jié)合發(fā)射機日常運維實際，梳理總結(jié)幾種常見的故障及其處理辦法。

2.1 風(fēng)機故障

風(fēng)機故障通常的表現(xiàn)是開機鍵出現(xiàn)問題，且風(fēng)機狀態(tài)故障燈亮起。風(fēng)機故障往往伴隨有風(fēng)機輸出信號異常狀態(tài)，這說明風(fēng)機的電路在運行時出現(xiàn)了故障[7]。一旦發(fā)射機顯示風(fēng)機電路出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致風(fēng)機無法啟動，進而影響發(fā)射機的開啟和運行。對于風(fēng)機故障，需要先對發(fā)射機進行全面的檢查分析，保證風(fēng)機處于關(guān)閉靜止?fàn)顟B(tài)。通常來說，風(fēng)機出現(xiàn)故障的原因主要有兩種[8]。一種是風(fēng)機的電路出現(xiàn)故障，無法輸出信號。對于這種情況，要對風(fēng)機的電路進行全面的檢查，對出現(xiàn)問題的風(fēng)機電路進行修正。另一種是風(fēng)機輸出信號出現(xiàn)異常，這時要對相應(yīng)的電路進行全方位的檢查，看是否是因為顯示板電路出現(xiàn)故障。如果是，就要對顯示板的電路進行修復(fù)。

2.2 電平出現(xiàn)躍變

電平出現(xiàn)躍變，主要發(fā)生在對發(fā)射機的電聲指標(biāo)進行測試時。這種情況會導(dǎo)致最終產(chǎn)生的測試結(jié)果達不到相應(yīng)的測試要求標(biāo)準，不利于后期的問題分析。造成電平出現(xiàn)躍變的原因可能是射頻信號在輸入時出現(xiàn)了故障[9]。在這種情況下，故障的處理要從確定原因入手。技術(shù)人員可以通過對接口輸入信號的強弱進行搜集和對比來進行判斷。例如，如果接口輸入信號和接口輸出信號都變?nèi)?，則說明電壓大小發(fā)生了明顯的改變，而引發(fā)故障[10]。針對這種情況，技術(shù)人員可以對電壓進行相應(yīng)的調(diào)整。如果在對電聲指標(biāo)進行測試過程中出現(xiàn)相對頻繁的電平躍變現(xiàn)象，則要對電位器進行調(diào)整，通過升高電壓來消除故障。

2.3 激勵源故障

激勵源發(fā)生故障主要表現(xiàn)為發(fā)射機無法產(chǎn)生自激勵振動。當(dāng)出現(xiàn)這種故障，發(fā)射機電路中輸出信號的整體幅度會出現(xiàn)變小的情況，進而影響到遠距離傳輸功能。激勵源故障發(fā)生的原因是發(fā)射機出現(xiàn)電路反饋效果差的情況，造成輸入端的信號偏小，最終影響到輸出端的信號，使電路無法實現(xiàn)自激勵振動[11]。對于這種常見故障，要適當(dāng)?shù)馗淖冸娐分械呢摲答佇盘?，增強反饋信號的強度。同時，也可以在反饋電路中安裝一些可以放大電路的裝置，增加反饋信號的強度，解決激勵方面的故障。

3 結(jié) 語

10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機是當(dāng)前數(shù)字廣播的重要技術(shù)設(shè)備之一。其在實現(xiàn)廣播信號數(shù)字化傳輸方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著數(shù)字廣播業(yè)務(wù)的發(fā)展以及聽眾對數(shù)字廣播節(jié)目需求的持續(xù)增加，數(shù)字廣播信號傳輸面臨的要求和挑戰(zhàn)越來越大。在這樣的情況下，就需要尋求更加科學(xué)的數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機運行和維護策略。本文在系統(tǒng)地介紹10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機各組成部分運行原理的基礎(chǔ)上，對發(fā)射機運行過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)機故障、電平躍變、激勵源故障等常見故障進行了梳理，并分析了這些故障產(chǎn)生的原因和相應(yīng)的解決措施，為10 kW數(shù)字調(diào)幅中波發(fā)射機的日常運維提供了相關(guān)內(nèi)容參考。當(dāng)然，本文只是結(jié)合發(fā)射機運維方面的經(jīng)歷和經(jīng)驗，對常見的三種故障及其解決措施進行了梳理，在平時的發(fā)射機設(shè)備使用過程中，可能還存在其他一些問題，需要結(jié)合相關(guān)技術(shù)和方法，在分析故障產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，制定和實施科學(xué)的解決措施，確保故障的有效消除。