固态调频发射机

2024-11-02|版权声明|我要投稿

固态调频发射机(通用8篇)

固态调频发射机 篇1

位于河南省会的中原福塔,自2011年元旦顺利播出广播电视节目,整个塔标高388 m,我们知道无线广播电视发射中,当功率一定时候天线的增益G(dBi)=10Lg{2L/λ0}。式中L为天线长度,入0为中心工作波长。

鉴于此,节目播出后,有效地覆盖了中原城市群,弥补了河南省广播电视发射台此前发射天线高度不足,覆盖半径差的软肋。388 m的天线高度也引起了兄弟单位的青睐。受郑州市人民广播电台委托,在福塔播出郑州人民广播电台FM91.2和FM94.4两套调频节目,系统采用2+1播出单元,发射机采用哈里斯Z10CD数字发射机,播出之后,信号覆盖半径将近100 km,节目受众增加3倍。

但由于发射塔地处省会城市郑州,经济繁荣,电磁环境复杂。FM94.4开播后,和原有的FM97.6产生了寄生调幅现象,对附近的航空通信产生干扰。因此,在航空部门和台里的协调下,拟对FM94.4进行改频播出处理,以消除其影响力。经过测算,播出郑州台现有调频FM98.6信号,可将寄生调幅的影响降至最低。

1 寄生调幅产生原理

设调频信号的数学表达式为:u(t)=Ac cos(2πf c t+βsin2fmt)(1)。这里,Ac为信号的振幅,V;fc为信号的载波频率,Hz;β为调制指数,常数;fm是调频频率,Hz。

调频发射机播出的射频节目信号和航空设备接收信号之间传输函数的幅度随频率特性进行改变,所以改变调频信号频率,输出信号的幅度也会随之变化。假定幅频特性函数为AF(f),则在载频fc附近,βsin2πfmt的变化引起输出信号幅度在AF(fc)附近随时间变化,此时输出的信号可以表示为:AF(fc)[1+m(βsin2πfm t)]cos2πfct)(2)。这里,m(f)为AF(f)在fc附近的幅频特性。最简单的情况为传输函数的幅频特性在fc附近为线性,此时公式(2)可以表示为:AF(fc)(1+mβsin2πfmt)cos2πfct(3)。式(3)与调幅信号形式完全一样。

如果m(f)为非线性函数,则可以将其展开为傅立叶级数,在fc附近,仍然是线性部分占主要因素。而且由图1也可以看出,当调频信号的调制信号变化一个周期时,寄生调幅信号也变化一个周期,因此寄生调幅信号的频率主要成分是原调频信号的调制信号频率。

由上述分析可知,当对寄生调幅信号进行调幅解调时,输出的解调信号与原调频信号的调制信号相同或相似。因此,飞行人员就可以听到调频广播所传输的内容。

2 改频实施步骤

哈里斯Z10CD发射机采用数字模块化设计,激励器频率控制部分采用数字开关设计,频率输出稳定,调整也较为容易,功放盘采用模块化设计,放大效应管采用宽频效应管,可通过频带较宽,无需更改,所以改频的关键在于对激励器频率和滤波器腔体的改造。

2.1 哈里斯调频激励器的改频

哈里斯Z10CD调频发射机采用全新的DIGIT CD数字激励器。DIGIT CD使用先进的信号发生和调制方法,仅通过设置几个开关就能够选择从85~108 MHz的任何频率,频率精度为0.1 MHz。这些开关位于激励器内的两个电路板上,分别是数字调制器板和锁相环路板。

2.1.1 数字调节器

在数字调制器板上,S2、S3、S4是进行频率选择的设置开关,位于面板中央顶部。NO-N11的标识在数字调制器的金属面板上。通过这些开关的设置可产生一个二进制的字符或数字。NO作为低电平而N11作为高电平。将任一开关设置到开启(OPEN)处可产生“1”,关闭则产生“0”。通过设置这3个开关来选择数字调制器板的输出频率,频率为5.5~5.65 MHz。准确的频率是由5.5 MHz加上频率的分级而得。分频是通过将所有的开关置为“1”来实现。

2.1.2 锁相环路

锁相环路单元,同样有10位的频率选择开关,标注为M0-M9,通过对选择开关的状态更改,即可确定最终的锁相环路输出频率。频率从82.25~102.375MHz。M9为双级选择开关,设置为1时,对应分级数值为80 MHz,设为0时,对应分级数值为40 MHz,其余频率开关设为1时对应分级频率(MHz)如表1。

经过测算,调频98.6MHz对应的开关代码为“1010100100011111010000”,调整数字调节器以及锁相环路单元上的频率选择开关,使它们各自的输出频率混频,产生的就是我们需要的98.6MHz信号,并用数字频率计进行验证,至此,激励器部分改频完成。

2.2 带通滤波器的调整

调频FM94.4原采用的形式是通过和FM91.2组合形成2+1的播出单元通过调频多工器将两路射频信号经多工器整合经过一副天线播出。带通滤波器是多工器的重要构成元件。带通滤波器作用主要是用来分离不同的射频信号,对发射机产生的带外信号进行抑制,规范射频输出信号的频谱。

带通滤波器是目前广电系统常用的滤波器,根据通带的相对宽度可以分为窄带和宽带两种,我们使用的是具有级联式耦合谐振腔结构的窄带带通滤波器。谐振腔是滤波器中最重要的部分,谐振频率和品质因数是评价滤波器质量的关键。

同轴谐振腔为一端短路一端加载的同轴腔,通过测算调整同轴线的特性阻抗(即抽头的高度)和内导体长度即可实现对谐振频率的改变。

3 指标测试

谐波失真、信噪比、频率响应是评判调频发射及运行性能是否良好的重要指标,按照国标要求调频广播标准是谐波失真应小1.0%,信噪比应大于58 dB,频率响应小于±0.5 dB。整个施工完成后,经过用频谱仪的测试,都取得了理想的数据。

4 结语

调频发射机的改频,工作重点是新的频率设置准确,带通滤波器对带外信号抑制性好,通过这次对现有调频设备的改造,一方面对机房现有的发射机设备实现了资源的利用,另一方面利用这次机会,从项目的实施到最后的指标测试都进行了充分论证,对机房的值班人员经行了练兵,提升了技术人员对设备的熟悉程度,为此后再进行此类升级改造工作提供了充分的一手资料。

摘要:广播电视发射台经常会面临诸如增设新的调频节目等业务活动,一些曾经购置的发射机会因为频率计划的改变被搁置,造成了资源的浪费,对频率进行改变,节约了资金,也为新频率的播出赢得了时间。本文以河南省广播电视发射台的哈里斯Z10CD调频发射机为例,介绍了改频实践中激励器和滤波器中的技术改造。

关键词:调频发射机,改频,滤波器,技术参数

参考文献

[1]杜利民.875机房调频发射机的改频[J].内蒙古广播与电视技术,2006,(1).

[2]李景春.调频广播引起的民航接收机互调干扰信号分析[J].中国无线电,2006,(8).

[3]张欣.广播电视发射系统中滤波器的设计[J].硅谷,2008,(2).

全固态中波发射机防雷工作的探讨 篇2

【关键词】雷电;全固态中波发射机;防雷

目前全固态中波发射机在广播电视台站应用较多,由于全固态中波发射机抗干扰能力较差,一旦受到雷击则会导致管子被击穿或是烧坏,从而影响节目的正常播出。由于发射台站中的天线处于建筑物的顶端,极易受到雷电的影响,一旦雷击发生,雷电则会通过天线来破坏发射机,因此需要做好全固态中波发射机的防雷保护工作,确保全固态中波发射机能够保持正常的运行状态。

一、全固态中波发射机的防雷

(一)功放电路的防雷。在全固态中波发射机功放电路设计时,需要尽可能的做到减轻功率放大管的负荷,确保具有足够的冗余,这样一旦有不规则电压或电流侵入天线时,电流合成器及直流电压供电部分会受到快速驻波比的有效保护,能够在较短的时间内快速断开发射机与天线的连接,避免发射机受到损害。同时全固态中波发射机的匹配网络,在具备阻抗匹配功能的同时,还具有较强的抗雷击作用。因此在网络设计时需要合理的选择元件值,在负荷短路时等效到功率合成变压器输出端的等效负载阻搞的电抗性质和阻抗值进行控制,从而实现对功放模块的保护。进一步对功率反射、天线驻波比、过流保护及过压保护等装置进行调整,采用压敏电阻和放电管来组成全固态发射机保护系统的避雷电路,当雷击事故发生时,能够对发射机起到一定的保护作用。

(二)电源系统的防雷。全固态中波发射机电源系统受到雷电袭击的可能性较大,因此需要做好输入电流的保护工作,可以采用从室外至发射机输入端分段递减的保护措施。特别是当发射机设计较为合理时,闪电电流无法进入到发射机的内部。由于可变电阻在设计时只是为了有效的实现对低过压进行保护,无法将其作为整个发射机的雷电保护。因此全固态中波发射机的防雷工作,需要将阀式避雷器安装在机房高压进线处,有效的实现对冲浪高电压及电流的泄放。还可以将真空放电装置、压敏电阻避雷器等安装在电源进线系统的低压配电盘处,有效的实现对电源架空线路防雷保护。

(三)发射机房地网的防雷。在全固态中波发射机防雷工作中,需要重新对发射机房内的地网进行铺设,使其与射频地有效的进行连接,同时发射机箱体需要就近进行接地。可以将适宜的高频同轴避雷器加装在高频同轴电缆接头处。将一套阀式避雷器安装在机房高压进线处,有效的避免雷电从电源侵入,同时实现对冲浪高电压的对地泄放,在雷击发生时,实现对电源架空线的有效保护。

二、全固态中波发射机的避雷措施

(一)接入泄放电圈。雷击电流主要以直流形式为主,为了避免雷电从天线处侵入,可以将一个微享级电感线圈在天线的输入端接入,并将其入地,这样当雷击发生时,雷电流则会经由线圈直接传输到地下,从而将巨大的雷击电流释放出去,有效的实现对全固态中波发射机的有效保护。

(二)石墨放电器。在天线输入端如果加装一组石墨放电球,同时在接地引线上加装几十只磁环。一旦遇到雷击情况后,石墨放电球就会发生放电反应,这是由石墨自身的阻尼放电作用引起的。此时,如果发射机正处于正常的运行中,突然受雷击影响,放电球放电,雷击电流就会通过引线直接流入大地中,接地引线上的磁环出现反向电动势,起到阻尼放电的作用,也保证了发射机不会出现短路,对发射机起到很好的保护作用。石墨放电球的间距以9mm为最佳间距。

(三)隔离电容器。当雷击发生时,雷击产生的能量主要集中在直流和低频范围内,因此可以在天线和调配网络之间接入一个容值较大的电容器,实现对雷电流的有效隔离,而且不会对高频输出带来不利影响。作为防雷部件,这个电容器参数的设置,决定了防雷效果的性能,当需要对该电容器进行更换时,对其规格也不能随意进行更改。选择天馈匹配网络的设计时,宜选择能够有效阻隔各种杂波的匹配网络,从而起到较好的抗雷击效果。

(四)相移网络。在高频通路中,传输线及网络都会发生一定程度的相移。在发生雷击时,放电球出现短路的情況下,发射机的负载阻抗就会发生改变,极易造成设备输出端电压过高,损坏设备,因此,安装一组相移网络,在放电球发生放电时,相移网络可以使发射机负载阻抗的变化在一定的范围内进行,对发射机起到充分的保护作用。

(五)电源系统。电源系统也是防雷措施中最重要的一个环节,雷击对电源系统的袭击可能性非常大,因此对输入的电流要采用从外向内逐次递减的方法进行分段保护。为了有效的阻止雷电从电源系统侵入发射机内部,可以在高压进线端架设明线,这样无论是感应雷还是直击雷,在高压线上都会发生高压冲浪现象,在机房高压进线端处,安装避雷器,对冲浪高压电流可以进行泄地处理。除此以外,在电源的进线系统中,可以安装真空放电装置,也能起到防雷保护作用。

(六)改造接地系统。在发射塔周围都会有铺设有地网,它是由120根铜线组成,并以塔底作为中心,3度一根向四周进行放射状铺设。对于全固态中波发射机,为了提高防雷效果,还可以挖掘地井,通过增设紫铜板、木炭、食盐及降阻剂等,使其与若干组成地网的铜线有效的连接在一起,提高引流的效果,确保接地系统的安全性。

三、全固态中波发射机防雷注意事项

(一)对放电球间距进行调节。处于室内的放电球之间的距离十分靠近,因此需要做好放电球间距的调节工作。特别是当雷击发生后,需要仔细检查放电球,对于存在打火痕迹的放电球,需要对其进行适当处理和清洁,确保放电球性能的稳定性。

(二)调试天馈匹配网络。需要经常性的检查一些常用仪器的性能,确保其保持良好状态,并对天馈匹配网络进行认真的调试。

(三)检查避雷措施。在雷雨季节到来之前,需要对各项避雷措施进行严格检查,及时发现问题并进行处理,避免造成严重的损失。

四、结束语

全固态中波发射机的防雷工作对于广播台站来讲具有非常重要的意义,因此在日常工作中,需要制定科学合理的防雷措施,有效的实现对广播发射设备的保护,确保发射机系统能够保持良好的运行状态。

参考文献

[1]李慧兰.探索中波全固态广播发射机天调系统防雷措施[J].无线互联科技,2011(10).

固态调频发射机系统集成与维护 篇3

1 基本构成

哈里斯Z10CD调频发射机采用最新的Z轴三维电子工具设计他的性能稳定,结构紧凑,数字化集成度都比前三代固态发射机有了很大提高,它带DSP立体声发生器的数字调频激励器,配有AES3数字音频输入插口,产生16位数字音频质量的低噪声和低失真的立体声信号;驻波比低;冗余的可自动倒换的中功放,消除单个点的故障发生;二级射频功放模块允许维护检修时可热插拨,不影响安全播出;多个抽头变换输出的备份交流电源。它的各个功能部位如下:

1.1 数字激励器

哈里斯Z系列的调频发射机都是采用数字激励器,它配置了AES3数字音频信号输入口,模拟输入和数字输入同时兼容。具有同步调幅零电路,改进型的立体声信噪比电路,数字处理的立体声发生器电路和32位数控晶振调制器电路。

1.2 前级功放和中功放模块

每哈里斯设备内所有的功放模块都是有两个固定MOSFET在紧凑的铝制散热片组件上组成,每个模块都可交换使用,并且在故障检修的时候可以实现热插拔,在工作室温50摄氏度的环境中都有660W功率输出,驻波比<15。中功放只利用一对MOSFET功率放大器,另一对在发生故障时候会自动替换,保持机器正常工作。功放模块和中功放模块可以互换使用并且在一个模块拔出的情况下系统可以自动识别并弥补所降功率始终保证整机输出无降低。

1.3 控制器

哈里斯发射机的数百条设备参数都储存在微电脑控制器内,控制器能通过RS-232串行通讯口进行遥控,并反映设备的实时数据,且可以贮存最近的32个故障,并能在LCD显示面板上查到内容详尽的包括故障类型,发生时间,比如TYPE:POEER—FALT TIME:36.25HRS,并在下方有”FAULT”指示灯提示,若故障存在,则提示灯长亮,故障消失故障灯闪亮。并在监控软件和主屏均有提示。控制器可以自动倒换备机,可以自动调整功率,当驻波比过荷能保护,驻波比自动监测,射频功率软启动,交流重启动和动态分析等。

1.4 射频合成

设备每八个模块合成为一组,在Z轴的彼此绝缘的合成器内合成,真正绝缘意味着不管发生故障与否,阻抗依然是50。并将八组的合成谐波在混合型合成器里合成,这样也利于减少射频互调。发射机腔体包括不需调谐的调频全频段谐波滤波器。

2 故障分析及处理

发射机房常年温度恒定且环境密闭,机器冷却通风情况也良好,风机滤网有值班班组定期进行清理维护,确保了设备有最佳的工作环境。在三年多的使用过程中,哈里斯发射机整体运行良好,所遇到的故障情况主要有以下几种。

2.1 电源部分

第一种情况:设备风机运行正常,设备LCD显示器显示出现代码为PS系列的故障,并且下方“FAULT”指示长亮,比如PS3-TAP3意思是第3块电源的抽头3的52V输出电压不正常。分析原因发射机有两个电源控制器,每一个控制器都可相互独立的控制四个电源中的两个,出现此种记录,应该为外电波动较大,引起相应电源保险丝或者可控硅SCR断路引起。处理办法:打开电源板,拉出整个电源箱,换下第2块电源的整流板,用万用表检查各种分立元件,发现是一个或者多个可控硅元件损坏或者是30A保险管烧断,换上同型号的可控硅或者保险管,上机重试故障即可排除。

第二种情况:出现D1-UC故障代码,此时将模块更换位置,开机后一段时间内故障仍然存在。并且显示模块无电流。测量功放板变压器次级电阻较大,正常情况下无电流。原因分析可能是功放板变压器次级电阻损坏,换上好相应电阻,故障可排除。

2.2 功放模块部分

模块部分是个关键部位,由于某个元件性能不佳或者是短时间内局部通风不畅,控制器的显示面板会出现个别模块过热或者参数越限,在监视屏上显示红色。比如出现故障代码为IPA-A8-TW,表IPA-A8温度过高。处理办法:拆下相对应的模块,打开侧面印制电路板,敷上散热硅胶,上机试验,若一段时间内显示正常,温度稳定故障排除。又比如显示A3-OUT,表示A3模块没有插好,这是周期维护检修过程中常遇到的。处理办法:打开模块箱,找到A3模块,拔出后再重新插好便可以解决。在值机过程中也出现过一模块短时间内温度变化过大,故障分析:每块PA模块上温度传感器,温度取样电压送到相应的PA控制器,每块PA板有一个热敏电阻,用作温度传感器,用来读数并作故障监测,怀疑模块热敏电阻损坏或变质。故障处理:更换PA模块热敏电阻,然后将模块插入设备内进行检验。此外还有A4模块温度上升迅速设备保护关机,无法启动,更换模块,故障依然存在。拔出模块,故障排除,后用风机处理A4插口,恢复设备,启动正常。分析原因A4模块与合成器卡槽中接触不良,在模块工作时候阻值过高,引起发射机输出不平衡。

3 结语

哈里斯公司的Z10CD系列的调频发射机的性能指标和稳定性都非常可靠,系统构成框架明了,使我们在使用中也能快速掌握操作技巧并利于检修。通过使用学习并不断的和厂家工作人员积极交流探讨,对我们严格规范自己的操作程序加强专业学习,提升维护技能都有了很大的帮助。

参考文献

[1]周志灵.哈里斯Z10CD调频发射机原理及维护.西部广播电视,2005.3.

固态调频发射机 篇4

关键词:调频发射机,原理,功率放大器

1 FM-5000W构成及工作原理

发射机由进口30W激励器、500W推动级、功率分配器、16*600W (用2对MOS场效应管BLF177推挽放大, 再采用传输线变压器输出, 在调频段增益约14DB。) 功率放大器及功率合成器系统, 滤波器、定向耦合器及多种保护和报警系统组成。

1.1 末级功率放大器

5000W功率放大器是由16块600W功率放大器组成8组功放组件, 通过两组四路合成方案对每四组功放组件分别合成为两组3000W, 再用一组3d B合成方案合成5000W。所有功率放大器性能相同, 可以互换, 给调试、维修带来很大方便。每个功放组件由2块600W功率放大器及一个3d B分配器和一个3d B合成器组成, 每块功率放大器都具有直射、反射、不平衡、过流等多种保护, 且具有报警指示灯, 同时采集报警信号送至整机控制电路, 在这种情况下, 整机控制电路能切断所有功率放大器场效应管栅极电压, 整机下降至半功率输出。功放组件上装有温度传感器, 当功放组件的散热件温度高于65°C时, 整机直流电压45V自动断开。

1.2 放大器功放管

每个600W功放模块中, 采用4个V-MOSFET半导体场效应管BLF177作为功放管, 分别组成2组推挽功率放大电路, 通过微带印制电路合成输出。BLF177的特点是功率增益高、互调失真低、功率输出便于调整、温度特性好、抗负载失配能力强, 被普遍使用于全固态调频广播发射机中作为功放管。BLF177的栅源门限电压在2~4.5V之间, 而栅源的极限电压不超过±20V。功放管的漏极电压为+45V, 经过滤波电容C29和电感L4加到功放管的漏极上。

功放管BLF177单只输出功率150W, 正常播出时处于乙类工作状态, 当处于保护状态输出时, 则处于丙类工作状态, 功率输出为原来的一半。由于BLF177输入阻抗很高, 所以电路容易实现宽带匹配, 不需调整就可以覆盖FM频段的21MHz带宽。

1.3 栅极偏置电路和输入输出匹配电路

由+45V电源经过限流电阻R38、R39、温度继电器、三端稳压器7810B和电压调整电位器W1和W4, 在经过2个4.7V的稳压管EG1和EG2提供一个稳定的电平, 通过调整电位器W2和W3同时供给2组功放管BLF177的栅极, 4个栅极的偏压大小由4个电压调整电位器设置成一致。R23和C15、R26和C16、R27和C17、R30和C18在栅极的输入端组成防振电路。

每组功放管的输入端都串有一个衰减器, 一是防止过大激励输入, 在就是阻止由于阻抗失配而反射的功率串入激励器。输入匹配电路是将输入端的50Ω阻抗, 通过微带线和电容组成的不平衡—平衡阻抗变换器, 采用切比雪夫微带变阻滤波器与BLF177的栅极输入阻抗相匹配。调整输入端的电容可改变其谐振点, 使输入匹配达到最佳状态。

输出匹配电路采用与输入匹配同样的阻抗变换电路, 使输出端的50Ω负载阻抗与BLF177的漏极阻抗匹配。经过平衡—不平衡阻抗变换器, 将功率送到输出端。因此, 输入输出匹配电路不但完成了输入端和输出端的阻抗匹配, 还有效的除去了谐波分量。

1.4 定向耦合器和射频检测电路

功放器的输出端采用耦合微带线定向耦合器, 其功能是从射频输出电路中取出射频取样信号, 以供指标测量、射频监测和功率控制电路使用。射频检测电路采用二极管分立件的检波方式, 由R33、EG3、C22、R32等组成反射控制信号取样, R33为输入阻抗匹配电阻, C22为充放电电容, 检波信号通过R32送到控制板和功放器面板报警灯。由R34、EG4、C26、R35等组成入射控制信号取样, 通过R35送至控制板和功放器面板检测口。

2 功率放大器常见故障分析与处理

功率放大器的常见故障主要有两种:一种是无功率输出, 另一种是输出功率降低。

2.1 无功率输出的主要原因

(1) 前级无功率输出, 使本级无激励信号输入。

(2) 前级到本级输入端的电缆头接触不好, 模块输出电缆接触不好。模块在大功率、大电流下工作, 造成温度过高或可能出现高频打火现象, 烧断电缆芯线。因此平时应多触摸电缆头看是否烫手, 发现过热要及时处理。

(3) +45V没有加到功放管的漏极上。可能是+45V电源本身故障, 也可能是电源滤波电容C19和C29其中一个击穿, C29电解电容击穿的可能性大。

(4) +5V电压没有加到功放管的栅极上。可能是+5V电源本身故障, 也可能是某个电容击穿造成。

2.2 输出功率降低的主要原因

(1) 输入、输出电缆头接触不好, 松动造成。

(2) 输入匹配调整不正确, 没有完全匹配。

(3) 功放管有个别损坏, 使输出降低。

2.3 故障处理维修实例

(1) 故障现象:在设备工作中突然出现一路600W功放模块没有输出, 红灯告警, 继而关机。要说明的是在加激励的情况下, 不能用万用表去测功放管的栅极和漏极电压, 即使测量其结果也是不准确的, 也不能用手去触摸功放管周围的元器件, 防止高频灼伤或人体静电损坏功放管。首先断开激励检查+45V电源正常, 功放管的漏极电压正常, 但其栅极偏压没有, 检查至三端稳压器输入端时还是没有, 判断是温度继电器断开, 用手摸功放器散热片, 感觉发烫, 再查其他部位和功放管都没有损坏, 应该是功放模块温度过高 (高于65℃) 使温度控制器动作断开栅极偏压, 并使整机断电。因机房设备较多, 热量集中, 特别是到夏天更容易发生故障, 为防止以后再发生类似故障, 将机器顶部排风风机由120W加大到380W, 并增加了空调降温, 极大的改善了散热条件。

(2) 故障现象:600W功放模块在+45V电源正常时输出功率不足。在设备正常工作中, 发现整机功率降半, 同时功放器和控制板红灯告警, 用万用表检测黑色监测柱, 反射电压为0.65V, 远远高于正常值。当拆开功放器盖板后发现该路600W功放输出匹配电路中的电容器明显发黑烧坏, 造成该路输出不匹配而过载工作, 使功放的输出减小而电流增大。同时还发现设备中使用的电容器耐压低, 质量一般, 不适合在高频大功率、大电流下工作, 经换用高质量电容器后工作正常。

(3) 故障现象:600W功放模块有一路没有输出。这个现象也是造成整机功率降半, 同时功放器和控制板红灯告警。检查600W功放模块的输入、输出匹配电路均正常, 但功放管的栅极偏压和漏极电压都没有, 电源输入端+45V电压正常。进一步检测发现其中一只功放管已损坏, 保险丝和限流电阻R38、R39烧断, 全部更新后故障排除。在更换功放管时, 特别要注意对静电加以防范, 应先把功放管安装在散热器上, 将源极与地良好接触, 这时用防静电烙铁或者拔掉电烙铁的电源插头来焊接, 每次的焊接时间最好不要超过5秒, 以保证新安装的功放管不被损坏。

(4) 故障现象:设备在使用过程中, 出现整机功率不足。其中一路功放红灯告警, 功放的电流很小, 说明该路功放发生故障, 导致总输出功率不足。检查该组600W功放模块的输入、输出匹配电路均正常, 功放管的漏极电压栅极偏压也正常, 判断功放管已经损坏。在更换新的功放管之后, 工作不多久又出现类似故障。于是将检查的重点放在合成器上, 经查, 该路功放输出端的平衡隔离电阻, 由于内部接触不良, 使阻值变的很大, 导致600W功放模块在负载不匹配的情况下工作而损害功放管, 更换新的平衡电阻后故障排除。

功率放大器模块是全固态发射机的重要组成部分, 是实现零停播的前提。因此对功放的维护要细致认真, 巡机时认真查看功率表、电流表, 触摸易发热部位, 维护时仔细检查输入、输出射频电缆插头有无异样, 有无打火痕迹, 对功放模块定期除尘, 保证风机正常运转, 这样才能保证600W功放模块的正常工作。只有不断学习、探索和总结, 才能保障发射机正安全、优质、高效运行, 降低故障发生率。

参考文献

固态调频发射机 篇5

1 全固态调频发射机基本概述

全固态调频发射机主要在广播信号传播工作中,用来提供、调制模拟广播信号,负责将基带信号变换成传输信号。尤其是相较旧式发射机而言,固态调频发射机的广播音质更加清晰优美,且信号传播的工作稳定性也得到了很大改进[1]。

2 1 kW固态调频发射机的主要构成

1 kW固态调频发射机是目前比较常见的广播发射机,其主要构成大致包括电源、射频系统、监控系统、音频调制系统以及冷却系统等。

2.1 电源供电系统

电源供电系统主要包括:高压整流电源及其滤波器与低压整流电源及其滤波器(稳压电源),其中高压整流电源及其滤波器主要用于为射频功率放大器提供直流高压电源。

2.2 射频系统

频率合成器也称为激励信号源或振荡器,其主要功能是对外部或备份的载频激励信号进行自动切换,将其转化为本机的载频,从而为发射机提供稳定的载频信号。

中放级也称为射频末前级或驱动前级,其主要作用是将激励信号源所输出的射频信号予以放大,从而使射频功率信号能够推动射频功率放大器,令射频末级实现安全高效的运行。

射频末级也称为射频功率放大器,其主要功能是在调制信号下输出信号发射机所需要的射频功率信号。

功率合成器主要用作合成功放模块所产生的射频功率信号,以及产生并输出大功率的调幅广播信号。

固态调频发射机的输出网络主要是由调配网络与带通滤波器所构成。带通滤波器主要负责过滤音频带外不需要的谐波与杂波,从而令功率合成器与额定输出的阻抗达到一致。

2.3 监控系统

监控系统主要用于发射机运行过程的监测与控制,主要包括开关机控制程序、电路、故障检测及保护电路、人身安全保护电路等组成部分。

2.4 音频调制系统

1 kW固态调频发射机的音频调制系统主要包括调制推动板、调制器和低通滤波器等。

脉磁头也称为调制推动板,其主要功能是将模拟音频信号转换成脉冲宽度调制信号。

调制器主要用于放大脉宽调制信号的功率。

低通滤波器主要作用是将脉宽调制脉冲信号调整成模拟音频大功率电压,并将其作为射频功率放大器的电源电压,从而实现对射频功率放大器的射频输出电压的幅度调制,以得到调幅广播信号。

2.5 冷却系统

1 kW固态调频发射机的功率规格属于小型,其冷却系统是采用强迫风冷来对发射机进行散热[2]。

3 针对1 kW固态调频发射机常见故障应当做好的日常维护维修工作

根据1 kW固态调频发射机故障高发的主要原因,要保证其正常稳定运行,应当做好以下维护与预防工作。

3.1 环境维护

发射机对日常运行的环境有着比较严格的要求,因此在机房内需根据具体需要,安装温控与通风、除湿设备,设备所在房间温度应当低于40℃,相对湿度应当小于85%。

3.2 日常点检与定期检修、保养

为了保证发射机正常工作运行,必须每日对其进行点检审核,确保其各项工作参数在规定范围之内。当点检数据偏离设定标准时,应立即排查原因,及时予以解决。

3.3 日常清洁

1 kW固态调频广播发射机使用的是强迫风冷冷却系统,其表面容易积灰。积灰会在元器件表面形成隔热层,从而造成机器难以正常散热,甚至导致高温烧坏,因此要注意做好日常清洁工作与防尘工作,对机房予以密封。

3.4 维修保养记录

这样有助于对发射机的运行状况特点进行掌控,从而预防事故发生,或者在出现同类问题时能够在最快时间内找到最佳解决方案[3]。

摘要:传统的广播发射机使用的是效率较低、能耗过高的大功率电子管技术,这一技术已经被全固态调频发射机所逐渐取代。1kW固态调频发射机是目前较为常见的广播发射机,具有工作效率高、稳定可靠、保护功能齐全等特点,其操作流程相对也比较简单。它的主要构件包括:电源、射频系统、监控系统、音频调制系统以及冷却系统等。要做好日常的维护预防及故障维修工作,必须充分了解其基本构成和常见故障维护、维修的要点。

关键词:1kW固态调频发射机,故障,维护预防

参考文献

[1]姚华,张靖宇.1kW全固态中波发射机故障指示电路的改进[J].西部广播电视,2003,(3).

[2]赵文强.中波广播发射机故障的处理和探讨[J].电子世界,2013,(2).

固态调频发射机 篇6

最后进入Gysel功率合成器完成总功率的合成后输出到天馈系统;该机采用微处理器技术、总线控制技术等, 有一套较为完善的控制、保护系统, 在发生过压、过流、过激励、功率不平衡、反射过大等情况时机器自身能迅速动作, 采取相应措施保护机器和操作人员的安全。总体来看, 这部发射机具有技术较为先进、结构简单、维护方便等特点, 但从维护纪录来看, 在已经过去的几年里, 该机却共发生大大小小的故障不下十余次, 平均每年都有一到两次故障发生, 和我台其他几部全固态调频发射机相比, 故障率是偏高了。该机最近一次故障现象是在激励功率不变的情况下整机输出功率大幅减小, 经查是第二块1500W功放模块中的第1、3两块300W放大器中的核心元件———场效应管MRF151G损坏所至。在这次检修过程中, 通过对该机历史故障维护纪录比对后, 发现只要是在激励功率不变的情况下整机输出功率大幅减小的故障都具有以下若干共同点:

(1) 通常有一至两只或更多场效应管MRF151G损坏。

(2) 损坏的场效应管都发生在第二块1500W功放模块内, 在场效应管损坏的同时还会有功放模块内的末级Gysel功率合成器中对应着的50Ω/250W吸收负载开路。

(3) 这种相同故障发生多次, 发生时间基本上都是在每年天气较热的夏季。

我们把以上几点共同点串起来, 然后再仔细思考一下, 我们就会产生很多疑问, 特别是作为放大器的核心器件———场效应管MRF151G只要其输入、输出回来阻抗匹配, 工作电压、温度和激励功率在正常工作范围, 其寿命基本上是半永久性的, 像这样相对频繁地损坏管子肯定不是偶然的突发现象, 而是存在着可以导致管子损坏的不明的潜在故障点。本机共两块1500W功放模块, 这两块模块内部结构及电路应完全相同, 每块都是由六块以MRF151G管为核心的300W放大器并联互为冗余工作, 其工作原理框图如图2所示, 由前面二功分器来的功率信号先进入同相三分配器, 得到三路同相等幅的信号, 然后再分别通过一个3db正交分配器后, 得到两两正交、共计六路等幅的功率信号分别送入相应的由MRF15G为核心的功率放大器进行额定的功率放大后, 得到六路约300W左右的功率信号, 然后再通过相应的3db合成器两两合成输出三路约600w的功率信号, 这三路600W功率信号再接入Gysel合成器对应的C、E、H点, 通过Gysel合成器进行功率合成, 得到1500w或更高的合成功率由D点输出, 通过滤波器后进行。

功率输出至下一级。这两块1500w功放模块内共有12块以MRF151G为核心的额定功率为300W的放大器, 这些放大器工作在宽带状态, 工作频带覆盖整个调频波段, 同时是工业化生产, 即这12块放大器电路结构、参数是完全一样的, 既然是一样的, 为什么只有第二块1500W功放模块内有MRF151G损坏, 而第一块内还没有出现这种现象呢?另外, 在MRF151G损坏的同时, 为什么基本上都会有Gysel合成器中相应的吸收负载开路? (如第1、2块300W放大器这组中有一路MRF151G烧毁, 相应地接在Gysel合成器中B点对应的吸收负载也会开路。如图2) 。这说明发射机两路1500W功放模块内存在着不同点, 又由于第一块1500W模块没有出过这类故障, 所以就要以这块模块作为标准参照, 仔细检查第二块1500W模块和第一块模块在哪些地方有不同点, 而这个不同点很有可能就是造成MRF151G易损的根源。另外, 还应把MRF151G的损坏和Gysel合成器中相应的吸收负载的开路关联起来, 那就要着重检查第二块1500W功放模块末级的Gysel合成器与第一块1500W功放模块内的末级Gysel合成器有无区别。本机的1500W功放模块末级的Gysel合成器是三路合成器, 有三条支路, 每条支路是由三段长度为λε/4、特性阻抗为50Ω、具有一定功率容量的传输线串联而成, 如图2所示, 即AB=BC=CD=AF=FE=ED=AG=GH=HD=λε/4, 其中CD、ED、HD这三段采用的是微带线, 其余的为同轴传输软线。C、E、H为三路同相等幅输入功率的接入点, 理想状态下这三点是互相隔离;B、F、G三点是吸收负载接入点, 理想状态下在这三点上产生的合成功率应是为零的, 但在实际应用中由C、E、H接入的输入功率不可能完全相等或同相, 那么在B、F、H三点上就会有一定的、在允许范围内的合成功率出现, 形成损耗功率并被相应的吸收负载吸收, 从而不会对整体电路产生不利影响。结合故障中吸收负载开路的现象来思考, 吸收负载之所以会开路, 肯定是在其上消耗的功率相对过高、时间过长, 从而使吸收负载过热, 特别是夏季气温较高的季节, 吸收负载就会更易变质到完全开路。当某一吸收负载开路后, 在相应的吸收点上的合成功率便会沿着传输线反向输出至3db合成器, 这时的3db合成器反向变成了分配器, 输出两路等幅正交的功率信号至相应的两路300W放大器的输出回路, 这就相当于使相应的放大器核心器件MRF151G工作于高驻波状态, 从而造成MRF151G的损坏。可见这部发射机第二1500W功放模块易损MRF151G的原因是Gysel合成器中相应的吸收负载开路所致。吸收负载开路是在其上消耗了超出允许范围内的合成功率所致, 也就是在B、F、H这些吸收点上产生了超出正常范围的不平衡功率, 这些功率的大小主要取决于输入功率的不平衡程度以及在吸收点上几路功率信号的相位是否反相或相位相差的程度来决定的, 从本机实际工作情况来看, 输入到Gysel合成器的三路功率信号应是同相等幅的, 即使幅度略有不同, 它们的差别也应是在允许范围之内的, 因为在1500W功放模块内的所有300W放大器、3db功率分配器和3db功率合成器基本上是完全相同的, 那么对在B、F、H这些吸收点上不平衡功率的大小主要影响就只有剩下通过不同路径到达这些吸收点的功率信号的相位差偏离所需的180°太多因素所致。如果构成Gysel合成器的λε/4传输线的实际长度与理论上电磁波在传输线内传输时的波长的四分之一电长度相差太多, 就会造成通过不同路径到达这些吸收点的功率信号的相位差偏离过多, 这些功率信号在吸收点合成, 由于它们相位不是反相, 在进行矢量合成时就遵循平行四边形合成法则, 就会在相应的吸收点上得到较大的功率信号, 并消耗在吸收点所接的吸收负载上。正是基于这样的思路, 着重比对检查第二块与第一块1500W功放模块内Gysel合成器中的λε/4同轴传输线的长度是否一致, 经比对后发现第二块内的λε/4同轴传输线AB、AF、AG的长度比第一块内的相应位置的λε/4同轴传输线多出近10厘米。根据传输线理论可知, 对于该机工作频率为103MHz射频信号来说, 经过这多出的近10CM的传输线后相位就会偏离出允许范围, 一如前面所述, 最终在吸收点上得到较大的功率信号, 并消耗在吸收点所接的吸收负载上, 这些吸收负载如长期消耗较大功率并工作于较高温度的环境中, 有可能在某一时间不堪重负而损坏, 即而使前面的相应的300W放大器工作于高驻波比状态, 造成MRF151G的损毁。

固态调频发射机 篇7

方法;将功放二机箱抽出,利用转接线将控制线,电源线,输入电缆输出接上标准50欧负载,打开机器盖子,仔细检查30W各部分元器件有无明显故障痕迹,无。再用万用表电阻挡仔细检查各主要元件。通电检查,先查30W功放级BLF177“D”漏极供电电压,“准备”档电压为48V,“开机”后一二秒, 激励功率未上时,“D”漏极电压迅速掉下来。怀疑电源稳压电路中的电源调整模块LM317HV异常,更换LM317HV; 供电电压正常,1.2KW功率工作正常。

故障二,功放四无输出

方法与上例相似。连接好相关连线,先查30W,将30W输出断开,接上50欧负载,测30W功放管BLF177“D”漏极电压,在L2、L3上端点测。准备状态电压为48V,开机后,测此点电压纹丝不动,乃为48V。正常情况当功放管工作时,该点电压略有下降,降为45V左右。疑场效应管BLF177坏。测BLF177。用万用表×1KΩ档,红表笔接“S”源极, 黑表笔接“D”漏极,测得电阻500KΩ左右;红表笔不动乃接在“S”源极,黑表笔接“G”栅极电阻很大,证明该管已损坏。正常的好管子此时电阻应为零。更换新管,功放四输出正常。

故障三

该机关机后,二套45V功放电源仍在不掉,电源指示仍显示,电压表头指示45V。输出指示无。

原理分析

该机有两套45V电源,分别供给八个功放模块。(各自供四个模块)该电源由JC1~JC4这四个交流接触器的常开接点闭合,提供三相电源经变压整流后输出45V电源供功放模块。其中JC1和JC2控制一套高压一和高压二,JC3和JC4控制二套高压一和高压二。而这四个继电器又受控于控制电路中的K5、K6、K9、K10控制,其中K5、K6、控制高压一, K9、K10控制高压二。根据原图纸走线画出如下的控制原理简图;

故障分析

由图所示,45V电源不掉,其主要原因是JC3、JC4仍在吸合造成这种原因有以下方面。

(1)JC3或JC4故障其常开接点始终闭合。

(2)K6、K10故障其常开接点始终闭合。

(3)固态继电器K3和K4故障。

(4)如果控制部分有故障,使K6始终带电工作而常开接点闭合。

故障检查

(1)关机后打开机器后门发现JC3仍吸合,JC4不吸合。(此项检查比较直观)用万用表测JC3线包两端(A1、A2)电压交流220V正常,而JC4线包无电压,说明JC4控制部分正常,JC3控制部分不正常。该继电器在工作,其常开接点闭合。关闭电源总开关,再合上电源,JC3不再吸合。说明JC3正常。

(2)断开K10与固态继电器的连接,(该连线是由插头和插座而连的, 拔出插头即可断开)这时JC3仍吸合。45V电压仍有,这也说明了K6的控制无故障。

(3)断开JC3与固态继电器的连接 (该连线也是由插头和插座而连的,拔出插头即可断开)这时JC3不吸合。45V电压无。

通过上述检查可判断,固态继电器K3故障。

处理方法

更换固态继电器K3,该故障排除。

固态调频发射机 篇8

10KW发射机共有10个1KW放大器, 1KW放大器是发射机的重点部位。 这些放大器工作电压高、电流大、温度高, 是发射机的核心工作部位, 故障基本上都出在这里。 因此, 出现发射机故障, 常常要从1KW放大器查起, 功放单元是重中之重。 经过几年的实践, 我们在工作中积累了一定的经验和体会, 献给同行, 以求共勉。

故障一:在播出中, 功率下降。 查看各功放显示数据, 发现其中一个功放灯红, 入射功率在500W左右, 其他功放正常。

故障点怀疑在这块功放上, 按照排除故障的一般思路, 首先查看功放输出端热插拔头、热插拔座, 有无接触不良、虚焊, 热插拔头和热插拔座之间有无接触不良, 簧片的外观, 有无缺少弹性或损坏, 经仔细观察、探测, 没发现接触不良、虚焊或损坏的问题。

其次查看功放的输出功率, 频响、增益及各级的电流。 测试功放频响和增益, 推动级、末级、各级电流都在正常范围, 功放单元没有查到故障。

查找电源电路, 发现是功率模块对应的开关电源损坏, 故障排除。

故障二:正常播出中, 功率下降。 查看功放数据, 发现一个功放入射功率在700W左右, 其他正常。

按照排除故障的一般思路对这块功放进行排查, 首先查看功放输出端热插拔头、热插拔座, 没发现接触不良、虚焊或损坏的问题。

其次测量功放4个模块功率、频响、增益和电压、电流, 经测量, 电压均为49V, 但是其中电流有一个为0-0.7A左右。

换下功放测量, 发现是该场效应对管损坏, 故障排除。

故障三:正常播出中, 功率下降。 查看各功放显示数据, 发现一块功放过激励显示灯亮。

首先查看这块功放的检波电路、 控制电路有无元器件损坏, 反复测查两个电路, 没有发现损坏器件。

使用扫频仪检查功放的输入驻波, 发现输入阻抗发生了变化, 过激励检波电压升高。

向前查找测试推动级, 发现功率管损坏, 替换后故障排除。

故障四:在正常播出中, 过热灯忽然报警, 发射机关机。

按照排除故障的一般思路, 功放过热进而出现保护动作, 就要先查冷却系统有无问题。 先查一下风机有没有损坏, 从而造成功放过热的问题, 有没有转速减慢、缺相或风扇叶变形反转, 从而造成功放过热的问题。 经过排查发现没有问题。

再查风道有没有问题, 没发现不通畅、后门关闭或个别功放没有插好, 进而造成的风分配不均匀的问题。

三查风机滤尘网, 每周二检修都进行清洗除尘, 没有发现问题。

至此, 思路就要转向射频通路。

先检查射频通道中元器件有无损坏的问题, 从而造成整个功率放大器的效率下降, 温度升高。 经过认真排查、检测, 没有发现功放射频通道中的元器件有损坏。

再检查功放内部的合成器有无损坏的问题, 从而造成功率不能进行正常的合成, 散热器温度升高的问题。 进一步排查检测, 功放内部的功率合成器没发现问题。

三是检查用于保护的68度热继电器67F070, 发现已经损坏。 更换热继电器, 故障排除。 功放过热保护故障, 一般要从以下三个方面分析: ( 1) 功放单元温度超过67度时过热保护电路启动。 ( 2) 功放保护电路启动后将推动级MRF148A栅压变成负电压, 达到保护作用。 ( 3) 功放保护电路启动后, 转换成数字信号发主控单元, 程序按设定处理方法进行处理。 过热保护后, 功率恢复到正常范围需要大约30分钟左右时间。

发射机故障大多出现在功放单元, 从功放单元报警, 如果将排查故障点的范围限定功放单元检测, 就会使排查陷于僵局。 因此, 在技术维护工作中, 不但要掌握发射机的正常工作状态, 遵守排除故障与检测的原则, 还要因机而异, 不断拓宽故障排查思路和范围, 从而使故障能够得到更加快速有效的处理。

参考文献

[1]全固态调频发射机技术.

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